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Estudo de fases isotrópicas e nemáticas líquido-cristalinas por espalhamento de raios-x a baixos ângulos / Study of isotropic and liquid-crystalline nematic phases with scattering of small angle X-ray

Teixeira, Cilâine Verônica 12 May 1994 (has links)
Foram estudadas fases isotrópicas binárias concentradas de SLS/água próximo à transição isotrópica (I) hexagonal (H), e amostras ternárias de SLS/água/decanol, desde a fase isotrópica, abordando a transição I nemática (Nc) e todo o domínio Nc, até a transição Nc nemática discótica (Nd). A análise foi feita através da modelagem da intensidade espalhada, I(q), expressa como um produto do fator de forma, P(q), pela função de interferência entre partículas, S(q). No estudo das fases isotrópicas a função S(q) foi calculada via interações Coulombianas repulsivas \"blindadas\" em uma aproximação de esfera média (MSA), e o fator de forma P(q) foi calculado para micelas em forma de elipsóides prolatos e cilindros, comparando-se os dois resultados. Nas fases nemáticas modelou-se o fator de forma para cilindros paralelos perfeitamente orientados. A função de interferência foi calculada através do método MSA e os resultados obtidos foram comparados com os obtidos através de um outro método, que utiliza a função distribuição radial g(r) de uma fase isotrópica para o cálculo de S(q) de micelas cilíndricas orientadas. Os resultados indicam que pode haver crescimento das micelas na fase isotrópica binária, sendo o ajuste de cilindros mais adequado do que o de elipsóides prolatos, fato esse que concorda com estudos teóricos sobre a estabilidade dos agregados em função de sua energia de curvatura. / We have studied concentrated isotropic binary phases of SLS/water, near the isotropic (I) hexagonal (H transition, and ternary samples of SLS/water/decanol, from the isotropic to nematic phase, emphasizing the I nematic cilindric (Nc) transition, the whole Nc domain to the extent of Nc nematic discotic (Nd) transition. The analysis was done by modeling the scattered intensity, I(q), expressed as the product of the form factor, P(q), for the interference function among the particles, S(q). In the isotropic phases the S(q) function was chosen considering \"screened\" Coulombic repulsions in a Mean Spherical Approximation (MSA), and the form factor was calculated for prolate ellipsoids and cylinders. We thus compared both results. In the nematic phases we modeled the form factor considering parallel and perfect ordered cylinders. The interference function was calculated through the MSA method and the results were compared with others obtained through another method which uses the radial distribution function g(r) of an isotropic phase to calculate S(q ) for oriented cylindrical micelles. The results indicate that the micelles can grow in the isotropic binary phase and that the cylindrical shape is more adequate than the ellipsoidal one. This fact is in accordance with theoretical studies on the aggregates stability as a function of their bending energy. In theisotropic ternary phases we have observed the micellar growth until the I Nc transition is nearly totally achieved. In such region, however, the cylindrical shape is no longer as suitable. A deformation might probably be occuring in the micelle\'s transversal section as decanol has been added to the system. In the nematic domain there seems to have been occured no growing, but only a great deformation of the transversal section, where the micelles tend to take the discotic shape, until the Nc Nd transition. The values of anisometry obtained through the MSA method are in accordance with the experimental results obtained through NMR recently. Our results conform with the theoretical results which predict the I Nc Nd transitions, depending upon the self-aggregation process where the competition between the growth in the longitudinal and transversal directions take place.
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Mecanismos de Coercividade e Fases Intergranulares em Ìmãs RFeB / Coercivity mechanisms and intergranular phases in RFeB magnets

Missell, Valquiria Villas Boas Gomes 14 August 1992 (has links)
Estudamos os mecanismo de coercividade em ímãs sinterizados R IND. 17 Fe IND. 83-x B IND. x (R= Nd, Pr; x=8, 30) fabricados pela Sumitomo Special Metals. Co.. Medidas de campo coercivo H IND.c e do coeficiente de viscosidade magnética S IND.v foram realizadas no intervalo de temperatura de 4,2K até a temperatura de Curie T IND.c. A dependência do campo coercivo com a temperatura nestes ímãs foi analisada segundo o modelo fenomenológico de Givord e colaboradores, que considera processos de ativação térmica. A partir deste modelo foi possível avaliar os efeitos dos campos dipolares sobre a coercividade. Estes efeitos também foram avaliados através do estudo de curvas de desmagnetização obtidas em diferentes campos de saturação. A dependência angular do campo coercivo foi determinada e comparada com diversos modelos teóricos. Caracterizamos estrutural e magneticamente determinadas fases dos sistemas binário Nd-Fe e ternário Nd-Fe-B que são amostras utilizadas neste estudo foram confeccionadas no Laboratório de Materiais Magnéticos do IFUSP. Observamos uma nova fase no sistema Nd-Fe: o composto intermetálico Nd IND.5 Fe IND.17. Determinamos a estrutura cristalina, a temperatura de Curie T IND.c, a magnetização de saturação M IND.s a 4,2K e a anisotropia deste composto. Investigações modelo sobre as fases intergranulares do ímã NdFeB foram realizadas a partir do estudo de amostras do sistema Nd IND.80 Fe IND.15 B IND.5 (composição aproximada do líquido presente entre os grãos da fase magnética principal Nd IND.2 Fe IND.14 B nos ímãs NdFeB durante o processo de sinterização). Estas amostras foram tratadas termicamente a 600ºC e caracterizadas magnética e metalograficamente. A fase Nd IND.2 Fe IND.14 B foi confirmada a fase ferromagnética presente nestas amostras após o tratamento térmico. A dependência do campo coercivo com a temperatura das amostras tratadas foi estudada segundo o modelo de Givord e colaboradores e segundo o modelo de Kronmüller e colaboradores, que dá ênfase à microestrutura da amostra. / We studied coercivity mechanisms is sintered magnets of composition R IND.17 Fe IND.83-X B IND.X (R= Nd, Pr; x= 8, 30) produced by the Sumitomo Special Metals Co.. Measurements of the coercive field H IND.C and the magnetic viscosity coefficient S IND.V were carried out in the temperature interval from 4,2K to the Curie temperature T IND.C. The temperature dependence of the coercive field in these magnets was analyzed using a phenomenological model due to Givord and co-workers which considers thermal activation processes. Using this model is was possible to evaluate the effect of dipolar fields on the coercivity. These effects were also evaluated through the study of demagnetization curves obtained in different saturating fields. The angular dependence of the coercive field was determined and compared with various theoretical models. We characterized magnetically and structurally certain phases of the binary system Nd-Fe and the ternary system Nd-Fe-B which are encountered in the intergranular regions of NdFeB permanent magnets. The samples used in this study were produced in the Magnetic Materials Laboratory of IFUSP. We observed a new phase in Nd-Fe: the intermetallic compound Nd IND.5 Fe IND.17. We determined the crystal structure, the Curie temperature T IND.C, the saturation magnetization M IND.S at 4,2K, and the anisotropy of this compound. Model investigations on the intergranular phases in NdFeB magnets were carried out on samples of compostion Nd IND.80 Fe IND.15 B IND.5 (approximate composition of the liquid present between the grains of the principal magnetic phase Nd IND.2 Fe IND.14 B in NdFeB magnets during sintering). These samples were heat treated at 600ºC and characterized magnetically and metallographically. It was confirmed that Nd IND.2 Fe IND.14 B is the ferromagnetic phase present in these samples after the heat treatment. The temperature dependence of the coercive field of the annealed samples was studied using the model of Givord et al. and that of Kronmüller et al., which emphasizes the microstructure of the sample.
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Mecanismos de Coercividade e Fases Intergranulares em Ìmãs RFeB / Coercivity mechanisms and intergranular phases in RFeB magnets

Valquiria Villas Boas Gomes Missell 14 August 1992 (has links)
Estudamos os mecanismo de coercividade em ímãs sinterizados R IND. 17 Fe IND. 83-x B IND. x (R= Nd, Pr; x=8, 30) fabricados pela Sumitomo Special Metals. Co.. Medidas de campo coercivo H IND.c e do coeficiente de viscosidade magnética S IND.v foram realizadas no intervalo de temperatura de 4,2K até a temperatura de Curie T IND.c. A dependência do campo coercivo com a temperatura nestes ímãs foi analisada segundo o modelo fenomenológico de Givord e colaboradores, que considera processos de ativação térmica. A partir deste modelo foi possível avaliar os efeitos dos campos dipolares sobre a coercividade. Estes efeitos também foram avaliados através do estudo de curvas de desmagnetização obtidas em diferentes campos de saturação. A dependência angular do campo coercivo foi determinada e comparada com diversos modelos teóricos. Caracterizamos estrutural e magneticamente determinadas fases dos sistemas binário Nd-Fe e ternário Nd-Fe-B que são amostras utilizadas neste estudo foram confeccionadas no Laboratório de Materiais Magnéticos do IFUSP. Observamos uma nova fase no sistema Nd-Fe: o composto intermetálico Nd IND.5 Fe IND.17. Determinamos a estrutura cristalina, a temperatura de Curie T IND.c, a magnetização de saturação M IND.s a 4,2K e a anisotropia deste composto. Investigações modelo sobre as fases intergranulares do ímã NdFeB foram realizadas a partir do estudo de amostras do sistema Nd IND.80 Fe IND.15 B IND.5 (composição aproximada do líquido presente entre os grãos da fase magnética principal Nd IND.2 Fe IND.14 B nos ímãs NdFeB durante o processo de sinterização). Estas amostras foram tratadas termicamente a 600ºC e caracterizadas magnética e metalograficamente. A fase Nd IND.2 Fe IND.14 B foi confirmada a fase ferromagnética presente nestas amostras após o tratamento térmico. A dependência do campo coercivo com a temperatura das amostras tratadas foi estudada segundo o modelo de Givord e colaboradores e segundo o modelo de Kronmüller e colaboradores, que dá ênfase à microestrutura da amostra. / We studied coercivity mechanisms is sintered magnets of composition R IND.17 Fe IND.83-X B IND.X (R= Nd, Pr; x= 8, 30) produced by the Sumitomo Special Metals Co.. Measurements of the coercive field H IND.C and the magnetic viscosity coefficient S IND.V were carried out in the temperature interval from 4,2K to the Curie temperature T IND.C. The temperature dependence of the coercive field in these magnets was analyzed using a phenomenological model due to Givord and co-workers which considers thermal activation processes. Using this model is was possible to evaluate the effect of dipolar fields on the coercivity. These effects were also evaluated through the study of demagnetization curves obtained in different saturating fields. The angular dependence of the coercive field was determined and compared with various theoretical models. We characterized magnetically and structurally certain phases of the binary system Nd-Fe and the ternary system Nd-Fe-B which are encountered in the intergranular regions of NdFeB permanent magnets. The samples used in this study were produced in the Magnetic Materials Laboratory of IFUSP. We observed a new phase in Nd-Fe: the intermetallic compound Nd IND.5 Fe IND.17. We determined the crystal structure, the Curie temperature T IND.C, the saturation magnetization M IND.S at 4,2K, and the anisotropy of this compound. Model investigations on the intergranular phases in NdFeB magnets were carried out on samples of compostion Nd IND.80 Fe IND.15 B IND.5 (approximate composition of the liquid present between the grains of the principal magnetic phase Nd IND.2 Fe IND.14 B in NdFeB magnets during sintering). These samples were heat treated at 600ºC and characterized magnetically and metallographically. It was confirmed that Nd IND.2 Fe IND.14 B is the ferromagnetic phase present in these samples after the heat treatment. The temperature dependence of the coercive field of the annealed samples was studied using the model of Givord et al. and that of Kronmüller et al., which emphasizes the microstructure of the sample.
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Estudo de fases isotrópicas e nemáticas líquido-cristalinas por espalhamento de raios-x a baixos ângulos / Study of isotropic and liquid-crystalline nematic phases with scattering of small angle X-ray

Cilâine Verônica Teixeira 12 May 1994 (has links)
Foram estudadas fases isotrópicas binárias concentradas de SLS/água próximo à transição isotrópica (I) hexagonal (H), e amostras ternárias de SLS/água/decanol, desde a fase isotrópica, abordando a transição I nemática (Nc) e todo o domínio Nc, até a transição Nc nemática discótica (Nd). A análise foi feita através da modelagem da intensidade espalhada, I(q), expressa como um produto do fator de forma, P(q), pela função de interferência entre partículas, S(q). No estudo das fases isotrópicas a função S(q) foi calculada via interações Coulombianas repulsivas \"blindadas\" em uma aproximação de esfera média (MSA), e o fator de forma P(q) foi calculado para micelas em forma de elipsóides prolatos e cilindros, comparando-se os dois resultados. Nas fases nemáticas modelou-se o fator de forma para cilindros paralelos perfeitamente orientados. A função de interferência foi calculada através do método MSA e os resultados obtidos foram comparados com os obtidos através de um outro método, que utiliza a função distribuição radial g(r) de uma fase isotrópica para o cálculo de S(q) de micelas cilíndricas orientadas. Os resultados indicam que pode haver crescimento das micelas na fase isotrópica binária, sendo o ajuste de cilindros mais adequado do que o de elipsóides prolatos, fato esse que concorda com estudos teóricos sobre a estabilidade dos agregados em função de sua energia de curvatura. / We have studied concentrated isotropic binary phases of SLS/water, near the isotropic (I) hexagonal (H transition, and ternary samples of SLS/water/decanol, from the isotropic to nematic phase, emphasizing the I nematic cilindric (Nc) transition, the whole Nc domain to the extent of Nc nematic discotic (Nd) transition. The analysis was done by modeling the scattered intensity, I(q), expressed as the product of the form factor, P(q), for the interference function among the particles, S(q). In the isotropic phases the S(q) function was chosen considering \"screened\" Coulombic repulsions in a Mean Spherical Approximation (MSA), and the form factor was calculated for prolate ellipsoids and cylinders. We thus compared both results. In the nematic phases we modeled the form factor considering parallel and perfect ordered cylinders. The interference function was calculated through the MSA method and the results were compared with others obtained through another method which uses the radial distribution function g(r) of an isotropic phase to calculate S(q ) for oriented cylindrical micelles. The results indicate that the micelles can grow in the isotropic binary phase and that the cylindrical shape is more adequate than the ellipsoidal one. This fact is in accordance with theoretical studies on the aggregates stability as a function of their bending energy. In theisotropic ternary phases we have observed the micellar growth until the I Nc transition is nearly totally achieved. In such region, however, the cylindrical shape is no longer as suitable. A deformation might probably be occuring in the micelle\'s transversal section as decanol has been added to the system. In the nematic domain there seems to have been occured no growing, but only a great deformation of the transversal section, where the micelles tend to take the discotic shape, until the Nc Nd transition. The values of anisometry obtained through the MSA method are in accordance with the experimental results obtained through NMR recently. Our results conform with the theoretical results which predict the I Nc Nd transitions, depending upon the self-aggregation process where the competition between the growth in the longitudinal and transversal directions take place.
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Transport properties of hybrid mesoscopic systems

Lui, Chi-keung, Arthur. January 2004 (has links)
Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2005. / Title proper from title frame. Also available in printed format.
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Propriedades ópticas dos nitretos GaN, InGaN e AlGaN na estrutura cúbica / Optical Properties Nitrides GaN, InGaN AlGaN Cubic Structure

Noriega, Odille Cue 20 June 2005 (has links)
Esta tese pode ser dividida em três partes que estudam aspectos diferentes das propriedades óticas de sistemas de nitretos do grupo-III na fase cúbica especificamente GaN, InGaN e AlGaN. As amostras foram crescidas pela técnica de epitaxia de feixes moleculares assistida por plasma sobre substratos de GaAs (001). As técnicas de caracterização ótica de fotoluminescência (PL), fotoluminescência de excitação (PLE), espectroscopia Raman e fotorefletância (PR) foram usadas para investigar estes três materiais. A técnica de Difração de raios X foi empregada em alguns dos estudos para correlacionar as propriedades óticas com as estruturais. O primeiro material estudado foi o c-GaN. Os espectros de PR mostram um sinal que interpretamos como uma transição banda a banda, a partir do qual é determinada a dependência com a temperatura do gap principal do c-GaN. Os resultados nos permitem estimar a energia de ligação do complexo formado por um éxciton ligado a um aceitador neutro. Além disso, a partir dos nossos resultados de PL e PLE são obtidos valores quantitativos para a energia do limiar de absorção e o parâmetro de alargamento. Também é observado um segundo limiar de absorção devido às inclusões da fase hexagonal. O estudo do c-GaN dopado com carbono mostrou como funciona o mecanismo de incorporação deste elemento. O carbono inicialmente entra nas vacâncias de N produzindo uma melhora significativa na qualidade cristalina do material. No entanto, para concentrações maiores, este começa a entrar nos interstícios e formar complexos de carbono, com a conseqüente perda na qualidade cristalina do material. O segundo sistema estudado foi o de heteroestruturas duplas de c-GaN/InGaN/GaN. Os resultados de PL mostram que à temperatura ambiente todas as amostras emitem entre 2,3 e 2,4 eV, independentemente da composição do InGaN. Medidas de raios X revelam uma fase rica em índio com x=0,56, a qual ocorre também em todas as amostras. Experimentos de fotoluminescência ressonante de excitação indicam que a fotoluminescência provém de estruturas tipo pontos quânticos na fase rica em índio. O estudo final envolveu múltiplos poços quânticos de AlGaN/GaN. Os espectros de PL e PR mostram características que podem ser claramente identificadas como forte recombinação radiativa acontecendo nas regiões dos poços de GaN. As energias de confinamento de portadores, medidas nos poços quânticos, estão em concordância com os resultados calculados usando o método kp a partir de um modelo de Kane de oito bandas assumindo interfaces ideais entre as barreiras e o poço. / This thesis can be divided into three parts that study different aspects of optical properties in the cubic group III-nitride semiconductor system, specifically GaN, InGaN, and AlGaN. The samples were grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy on (001) GaAs substrates. The optical techniques of photoluminescence (PL), photoluminescence excitation spectroscopy (PLE), Raman spectroscopy, and photo reflectance (PR) were used to investigate the different materials. X-ray diffraction was employed in some of the studies to correlate the optical and structural properties. The first material studied was c-GaN. PR spectra show a feature that we interpret as a band-to-band transition. From this spectral feature the temperature dependence of the main c-GaN gap is determined. The results allow us to estimate the binding energy of the complex formed by an exciton bound to a neutral acceptor. Moreover, from our PL and PLE results, quantitative values for the absorption-edge energy and lifetime broadening are obtained. A secondary absorption-edge due to hexagonal inclusions is also observed. The carbon doped c-GaN study gave us some insight into the carbon incorporation mechanism. Carbon initially enters into N vacancies producing a marked improvement in the crystalline properties of the material. At higher concentrations, however, it begins to enter interstitially and form carbon complexes, with the consequence o f a decrease in crystalline quality. The second system studied consisted of c-GaN/InGaN/GaN double heterostructures. PL results show that the room temperature emission of ali samples is between 2.3 and 2.4 eV regardless of InGaN composition. X-ray diffraction measurements reveal an In-rich phase with x=0.56, also in all the samples. Resonant excitation experiments indicate that the photoluminescence stems from quantum-dotlike structures of the In-rich phase. The final study involved AlGaN/GaN multiple quantum wells. PL and PR spectra display features that can be clearly ascribed to strong radioactive recombination taking place in the GaN quantum well regions. The measured carrier confinement energies in the quantum wells are in good agreement with results of calculations carried out using an eight-band kp Kane model assuming ideal sharp barrier/well interfaces.
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Propriedades ópticas e ordem local de ferrofluidos iônicos investigadas por meio de espalhamento de raios X e medidas da birrefringência. / Optical properties and local order of ionic ferrofluids investigated by X-ray scattering and birefringence measurements.

Maria de Fátima da Silva Verdeaux 01 June 1995 (has links)
Os ferrofluidos iônicos de \'MN\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\', \'gama\' - \'FE IND. 2\'\'O IND. 3\' e \'CO\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\' foram investigados pelas técnicas de óptica e espalhamento de raios X. Investigamos o comportamento desses ferrofluidos, na presença e na ausência de campo magnético e quando submetidos à variação de temperatura. A birrefringência óptica medida em função da temperatura, sem qualquer campo magnético, mostrou a existência de uma ordem tipo nemática nesses materiais. Os resultados obtidos com as medidas de anisotropia óptica podem ser explicados através da anisotropia de forma dos grãos e o fator clássico de despolarização da luz. Experimentos com a técnica de espalhamento de raios X mostrou a existência de pequenos agregados de grãos nas amostras estudadas. / Ionic ferrofluids of MnFe2O4, - Fe2Os Fe2Os and CoFe204 have been investigated by means of optical and x-ray- scattering techniques. An investigation on the behavior of such ferrofluids has been made, when in the presence and absence of a magnetic field, and when submitted to the variation of temperature. The optical birefringence measured as a function of temperature, without any magnetic field, showed the existence of a nematic-type order in these maaterials. The results obtained by the measured optical anisostropy could be explained by the shape anisostropy of the grains and the classical light depolarizing factors. X-ray scattering results indicate the existence of small aggregates in the samples studied.
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Propriedades ópticas e ordem local de ferrofluidos iônicos investigadas por meio de espalhamento de raios X e medidas da birrefringência. / Optical properties and local order of ionic ferrofluids investigated by X-ray scattering and birefringence measurements.

Verdeaux, Maria de Fátima da Silva 01 June 1995 (has links)
Os ferrofluidos iônicos de \'MN\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\', \'gama\' - \'FE IND. 2\'\'O IND. 3\' e \'CO\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\' foram investigados pelas técnicas de óptica e espalhamento de raios X. Investigamos o comportamento desses ferrofluidos, na presença e na ausência de campo magnético e quando submetidos à variação de temperatura. A birrefringência óptica medida em função da temperatura, sem qualquer campo magnético, mostrou a existência de uma ordem tipo nemática nesses materiais. Os resultados obtidos com as medidas de anisotropia óptica podem ser explicados através da anisotropia de forma dos grãos e o fator clássico de despolarização da luz. Experimentos com a técnica de espalhamento de raios X mostrou a existência de pequenos agregados de grãos nas amostras estudadas. / Ionic ferrofluids of MnFe2O4, - Fe2Os Fe2Os and CoFe204 have been investigated by means of optical and x-ray- scattering techniques. An investigation on the behavior of such ferrofluids has been made, when in the presence and absence of a magnetic field, and when submitted to the variation of temperature. The optical birefringence measured as a function of temperature, without any magnetic field, showed the existence of a nematic-type order in these maaterials. The results obtained by the measured optical anisostropy could be explained by the shape anisostropy of the grains and the classical light depolarizing factors. X-ray scattering results indicate the existence of small aggregates in the samples studied.
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Propriedades ópticas dos nitretos GaN, InGaN e AlGaN na estrutura cúbica / Optical Properties Nitrides GaN, InGaN AlGaN Cubic Structure

Odille Cue Noriega 20 June 2005 (has links)
Esta tese pode ser dividida em três partes que estudam aspectos diferentes das propriedades óticas de sistemas de nitretos do grupo-III na fase cúbica especificamente GaN, InGaN e AlGaN. As amostras foram crescidas pela técnica de epitaxia de feixes moleculares assistida por plasma sobre substratos de GaAs (001). As técnicas de caracterização ótica de fotoluminescência (PL), fotoluminescência de excitação (PLE), espectroscopia Raman e fotorefletância (PR) foram usadas para investigar estes três materiais. A técnica de Difração de raios X foi empregada em alguns dos estudos para correlacionar as propriedades óticas com as estruturais. O primeiro material estudado foi o c-GaN. Os espectros de PR mostram um sinal que interpretamos como uma transição banda a banda, a partir do qual é determinada a dependência com a temperatura do gap principal do c-GaN. Os resultados nos permitem estimar a energia de ligação do complexo formado por um éxciton ligado a um aceitador neutro. Além disso, a partir dos nossos resultados de PL e PLE são obtidos valores quantitativos para a energia do limiar de absorção e o parâmetro de alargamento. Também é observado um segundo limiar de absorção devido às inclusões da fase hexagonal. O estudo do c-GaN dopado com carbono mostrou como funciona o mecanismo de incorporação deste elemento. O carbono inicialmente entra nas vacâncias de N produzindo uma melhora significativa na qualidade cristalina do material. No entanto, para concentrações maiores, este começa a entrar nos interstícios e formar complexos de carbono, com a conseqüente perda na qualidade cristalina do material. O segundo sistema estudado foi o de heteroestruturas duplas de c-GaN/InGaN/GaN. Os resultados de PL mostram que à temperatura ambiente todas as amostras emitem entre 2,3 e 2,4 eV, independentemente da composição do InGaN. Medidas de raios X revelam uma fase rica em índio com x=0,56, a qual ocorre também em todas as amostras. Experimentos de fotoluminescência ressonante de excitação indicam que a fotoluminescência provém de estruturas tipo pontos quânticos na fase rica em índio. O estudo final envolveu múltiplos poços quânticos de AlGaN/GaN. Os espectros de PL e PR mostram características que podem ser claramente identificadas como forte recombinação radiativa acontecendo nas regiões dos poços de GaN. As energias de confinamento de portadores, medidas nos poços quânticos, estão em concordância com os resultados calculados usando o método kp a partir de um modelo de Kane de oito bandas assumindo interfaces ideais entre as barreiras e o poço. / This thesis can be divided into three parts that study different aspects of optical properties in the cubic group III-nitride semiconductor system, specifically GaN, InGaN, and AlGaN. The samples were grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy on (001) GaAs substrates. The optical techniques of photoluminescence (PL), photoluminescence excitation spectroscopy (PLE), Raman spectroscopy, and photo reflectance (PR) were used to investigate the different materials. X-ray diffraction was employed in some of the studies to correlate the optical and structural properties. The first material studied was c-GaN. PR spectra show a feature that we interpret as a band-to-band transition. From this spectral feature the temperature dependence of the main c-GaN gap is determined. The results allow us to estimate the binding energy of the complex formed by an exciton bound to a neutral acceptor. Moreover, from our PL and PLE results, quantitative values for the absorption-edge energy and lifetime broadening are obtained. A secondary absorption-edge due to hexagonal inclusions is also observed. The carbon doped c-GaN study gave us some insight into the carbon incorporation mechanism. Carbon initially enters into N vacancies producing a marked improvement in the crystalline properties of the material. At higher concentrations, however, it begins to enter interstitially and form carbon complexes, with the consequence o f a decrease in crystalline quality. The second system studied consisted of c-GaN/InGaN/GaN double heterostructures. PL results show that the room temperature emission of ali samples is between 2.3 and 2.4 eV regardless of InGaN composition. X-ray diffraction measurements reveal an In-rich phase with x=0.56, also in all the samples. Resonant excitation experiments indicate that the photoluminescence stems from quantum-dotlike structures of the In-rich phase. The final study involved AlGaN/GaN multiple quantum wells. PL and PR spectra display features that can be clearly ascribed to strong radioactive recombination taking place in the GaN quantum well regions. The measured carrier confinement energies in the quantum wells are in good agreement with results of calculations carried out using an eight-band kp Kane model assuming ideal sharp barrier/well interfaces.
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Método de Monte Carlo para Sistemas Quânticos / Monte Carlo method for quantum systems

Sauerwein, Ricardo Andreas 14 December 1995 (has links)
As propriedades do estado fundamental do modelo de Heisenberg antiferroinagnético quântico de spin-1/2 na rede quadrada e na rede cúbica espacialmente anisotrópica são investigadas através de um novo método de Monte Carlo, baseado na estimativa do maior autovalor de uma matriz de elementos não negativos. A energia do estado fundamental e a magnetização \"staggered\" destes sistemas são calculadas em redes relativamente grandes com até 24 x 24 sítios para o caso de redes quadradas e 8 x 8 x 8 sítios para o caso de redes cúbicas. O método desenvolvido também pode ser usado como um novo algoritmo para a determinação direta da entropia de sistemas de spins de Ising através de simulações usuais de Monte Carlo. Usando este método, calculamos a entropia do antiferromagneto de Ising na presença de um campo magnético externo nas redes triangular e cúbica de face centrada. / The ground state properties of the antiferromagnetic quantum Heisenberg model with spin-112 defined on a square lattice and on a cubic lattice with spatial anisotropy are investigated through a new Monte Carlo method, based on the estimation of the largest eigenvalue of a matrix with nonnegative elements. The ground state energy and the staggered magnetization of these systems are calculated in relatively large lattices with up to 24 x 24 sites for the square lattices and 8 x 8 x 8 sites for cubic lattices. The method developped can also be used as a new algorithm for the direct determination of the entropy of Ising spin systems through ordinary Monte Car10 simulations. By using this method we calculate the entropy of the Ising antiferromagnetic in the presence of a magnetic field in the triangular and face centered cubic lattices.

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