Nesta tese são discutidos alguns aspectos importantes no desenvolvimento de sistemas fotovoltaicos moleculares. São abordados temas de interesse como a síntese de novos sensibilizadores para células solares sensibilizadas por corante, o desenvolvimento de novos materiais fotoativos, Química Supramolecular, bem como a aplicação de sistemas fotovoltaicos em eletrônica molecular, especificamente no desenvolvimento de portas lógicas moleculares e dispositivos de memória. A porfirina TBPyP, contendo quatro ligantes 2,2\'-bipiridina ligados covalentemente aos carbonos meso do anel porfirínico, foi sintetizada. Este derivado porfirínico serviu como bloco de construção de sistemas supramoleculares. A utilização desses sistemas como sensibilizadores em células solares (células de Grätzel) é discutido. Fios moleculares derivados da TBPyP foram obtidos via coordenação com íons de metais de transição e são investigados quanto à possibilidade de utilização em eletrônica molecular. Novos sistemas fotovoltaicos multicamada, utilizando filmes de porfirina depositados por evaporação a vácuo como elementos fotoativos e filmes de V2O5 como eletrodo passivo, foram estudados quanto a sua eficiência e quanto ao seu mecanismo de funcionamento. Os filmes finos de porfirina obtidos neste estudo foram testados como elelementos fotoativos em células fotovoltaicas com diferentes configurações, além daquelas utilizando filmes de V2O5. A obtenção de filmes híbridos compostos de nanopartículas de ouro e ligantes orgânicos foi desenvolvida e sua aplicação em sistemas fotovoltaicos bem como em dispositivos de memória investigada. Novas portas lógicas moleculares foram obtidas utilizando-se o arranjo de células de Grätzel convencionais sensibilizadas por clusteres trigonais de rutênio sintetizados para este fim. Seu princípio de funcionamento é discutido, bem como a seu potencial de integração em circuitos lógicos. / In this thesis some aspects concerning the development of molecular photovoltaic systems are discussed. Themes of current interest such as the synthesis of new sensitizers for dye-sensitized solar cells, the development of new photoactive materials, and Supramolecular Chemistry are treated, as well as the application of photovoltaic systems in molecular electronics, specifically in the development of molecular logic gates and memory devices. The porphyrin TBPyP, comprised of four 2,2\'-bipyridine ligands covalently linked to the porphyrin meso carbons, was synthesized. This porphyrin derivative was used as a building block on supramolecular systems. The utilization of these supramolecular species in solar cells (Grätzel cells) is discussed. The coordination of the porphyrin TBPyP with transition metal ions gave rise to molecular wires, which are investigated about its potential use in molecular electronics. New multilayer photovoltaic systems, using thermo-evaporated porphyrin films as photoactive elements and V2O5 films as passive electrodes, had their efficiency and mechanism studied. The confection of hybrid films comprised of gold nanoparticles and organic ligands was developed and its application in photovoltaic systems, as well as in memory devices, was investigated. New molecular logic gates were realized using the a Grätzel cell in its conventional configuration, sensitized by ruthenium trigonal clusters synthesized to this end.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-20T19:33:13Z No. of bitstreams: 1 CRISTOVÃO MÁCIO DE OLIVEIRA LIMA FILHO - DISSERTAÇÃO PPGEE 2010..pdf: 2095765 bytes, checksum: 1c2232fd0f1557df7308e04bad6426c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T19:33:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CRISTOVÃO MÁCIO DE OLIVEIRA LIMA FILHO - DISSERTAÇÃO PPGEE 2010..pdf: 2095765 bytes, checksum: 1c2232fd0f1557df7308e04bad6426c2 (MD5) Previous issue date: 2010-06-09 / Esta dissertação descreve o desenvolvimento de um leiaute de uma nova arquitetura de multiplicador em corpos finitos baseada no multiplicador de Mastrovito. Tal arquitetura tem como unidades de processamento as portas de limiar linear, que é o elemento básico de uma rede neural discreta. As redes neurais discretas implementadas com portas de limiar linear permitem reduzir a complexidade de certos circuitos antes implementados com lógica tradicional (Portas AND, OR e NOT). Com isso, a idéia de estender o uso de portas de limiar linear em operações aritméticas em corpos finitos se torna bastante atraente. Assim, para comprovar de forma prática, a eficiência das portas de limiar linear, a arquitetura de um multiplicador em GF(24), proposta em (LIDIANO - 2000), foi implementada utilizando as ferramentas de desenho de leiaute de circuito integrado da Mentor Graphics®. Os resultados da simulação do leiaute do circuito integrado do multiplicador em GF(24) são apresentados. Os mesmos indicaram um desempenho abaixo do esperado, devido a complexidade espacial do multiplicador em GF(2n) com 4=n não ser suficiente para que as vantagens da implementação com portas de limiar linear sejam visualizada. / This dissertation describes the development of a layout of new multiplication architecture in Galois field based on the Mastrovito multiplier. The processing unit of this new architecture is a threshold logic gate, which is a basic element of a discrete neural network. The discrete neural network built with threshold logic gates allow reduce de complexity of a certain circuits once built using traditional boolean gates (AND, OR and NOT). Therewith, the idea of extending the advantages of the threshold logic gates for arithmetic operations in Galois field to become very attractive. Thus, to confirm into practice form, the advantages of the threshold logic gates, a multiplier architecture in GF(24), proposed in (LIDIANO - 2000), was implemented using the integrated circuit layout tools of Mentor Graphics®. The results from simulations of the layout of multiplier in GF(24) are presented. These results indicated a low performance, due to the space complexity of GF(2n) multiplier with n = 4 is not enough for show the advantages of the multiplier implementation with threshold logic gates.

We present the theory of orbital angular momentum of light (MAO), based on the basic concepts of electromagnetism, as well as some techniques from generation and characterization of light beams possessing MAO. We also present non-linear optical processes of parametric conversion spontaneous descendant (CPD) and stimulated (CPDE). We reviewed the problem of conservation of MAO in CPD in the scheme does not collinear, describing States of using Laguerre-Gauss beams MAO. We extend this study to the case in which Bessel beams are used to describe the States of MAO. Our results show that rape occurs on conservation law of MAO, which is attributed to deformation of the angular spectrum of beam pumping (pump) transferred to the twin photons. However, this violation can be advantageous because through breach of MAO have access to entangled States of dimension greater than those generated with collinear geometry. As an alternative to the note of the violation of the law of conservation in parametric down conversion process we proposed an experiment based on CPDE, where the experimental implementation is simpler. Using MAO as target and polarization qubit as qubit control, we experimentally a alternative to optical circuit proposal for Li-Ping et al. [16] for the implementation of the logic gate C-NOT. Also we present an application of logic gate C-NOT for the generation of entangled States of a single photon, which can be implemented with our optical circuit. The generation of entangled States, multidimensional, and the implementation quantum logic gates are important for the areas of information and quantum computation. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Apresentamos a teoria do momento angular orbital da luz (MAO), baseada nos conceitos básicos do eletromagnetismo, bem como algumas técnicas de geração e caracterização de feixes de luz possuindo MAO. Apresentamos também os processos ópticos não lineares de conversão paramétrica descendente espontânea (CPD) e estimulada (CPDE). Revisamos o problema da conservação do MAO na CPD no regime não colinear, descrevendo os estados de MAO utilizando feixes Laguerre-Gauss. Extendemos este estudo para o caso em que feixes Bessel são usados para descrever os estados de MAO. Nossos resultados mostram que ocorre violação na lei de conservação do MAO, que é atribuída a deformação do espectro angular do feixe de bombeamento (pump) transferido para os fótons gêmeos. Entretanto, esta violação pode ser vantajosa, pois através da violação do MAO conseguimos ter acesso a estados emaranhados de dimensão maior do que aqueles gerados com geometria colinear. Como alternativa para a observação da violação da lei de conservação no processo de conversão paramétrica descendente, propusemos um experimento baseado na CPDE, onde a realização experimental é mais simples. Utilizando o MAO como qubit alvo e a polarização como qubit controle, realizamos experimentalmente um circuito ótico alternativo à proposta de Li-Ping e colaboradores [16] para a implementação da porta lógica C-NOT. Também apresentamos uma aplicação da porta lógica C-NOT para a geração de estados emaranhados de um único fóton, que pode ser implementada com nosso circuito ótico. A geração de estados emaranhados multidimensionais e a implementaçãode portas lógicas quânticas são importantes para as áreas de informação e computação quântica.

nÃo hà / Neste trabalho foi realizado um estudo numÃrico do interferÃmetro de Sagnac baseado em cristais fotÃnicos e de acoplador Ãptico de metamaterial. Na simulaÃÃo do interferÃmetro foram analisados os efeitos da propagaÃÃo da luz, considerando-se a dispersÃo de velocidade de grupo (GVD) e de terceira ordem (TOD), espalhamento Raman intrapulso, auto-inclinaÃÃo (Self-steepening) e auto-modulaÃÃo de fase na equaÃÃo nÃo linear de SchrÃdinger generalizada. No primeiro momento foi realizado o estudo para quatro fatores de razÃo de divisÃo da potÃncia incidente em uma das portas do dispositivo e trÃs dimensÃes para o comprimento do anel do dispositivo. Para caracterizar o desempenho do sistema, foram analisadas as curvas de transmissÃo, taxa de extinÃÃo, crosstalk e fator de compressÃo do pulso transmitido. No segundo momento, foi verificada a performance do chaveamento nÃo-linear para obtenÃÃo de porta lÃgica sob ModulaÃÃo por Amplitude de Pulsos (PAM). Excitando-se as duas portas de entrada do dispositivo com nÃveis lÃgicos "0" e "1", observando o seu comportamento em uma das saÃdas do dispositivo. Inicialmente, variou-se o parÃmetro de ajuste da modulaÃÃo (|ε|), obtendo-se apenas a porta lÃgica OR. E, em uma segunda aplicaÃÃo, manteve-se o parÃmetro da modulaÃÃo fixa e variou-se a fase de uma das portas de entrada, de 0 a 2π rad, encontrando-se portas lÃgicas do tipo OR, AND e XOR. TambÃm foram estudadas as caracterÃsticas de um guia metamaterial que possui a parte real da permissividade elÃtrica e da permeabilidade magnÃtica negativas. Esse guia metamaterial à acoplado com um guia convencional, observando-se as caracterÃsticas de transmissÃo e potÃncia crÃtica desse tipo de acoplador e, comparando-se com um acoplador convencional. Para essa anÃlise foi utilizado um perfil de automodulaÃÃo decrescente linearmente com cinco valores mÃnimo, observando-se um comportamento de histerese. / In this paper we present a numerical study of the Sagnac interferometer based on photonic crystals and optical coupler metamaterial. In the simulation of the interferometer effects of light propagation were analyzed, considering the dispersion of the group velocity (GVD) and third order (TOD), intrapulse Raman scattering, self-slope (self-steepening) and self-modulation phase in the generalized non-linear SchrÃdinger equation. The first time the study was conducted for four power division ratio of factors incident in one of the device ports and three dimensions for the device ring length. To characterize the system performance, were analyzed the transmission curves, extinction ratio, crosstalk and compression factor of the transmitted pulse. In the second moment, the performance of the non-linear switching was observed for obtaining gate under Pulse Amplitude Modulation (PAM). Exciting the two device input ports with logical levels "0" and "1", observing their behavior in one of the device outputs. Initially, the modulation is varied adjustment parameter (| ε |), obtaining only the logical OR gate. And in a second application, the fixed modulation parameter remained and was varied the phase of the input ports 0 to 2π rad, lying type logic gate OR, AND and XOR. The characteristics of a metamaterial guide that has the real part of electrical permittivity and magnetic permeability negatives were also studied. This metamaterial guide is coupled to a conventional guide, observing the transmission characteristics and critical power of this type of coupler and compared with a conventional coupler. For this analysis we used a decreasing automodulation profile linearly with five minimum, observing a hysteresis behavior.

Este trabalho apresenta o estudo da influência do tensionamento mecânico (strain) no efeito de abaixamento de barreira induzido pelo dreno (DIBL) em dispositivos SOI FinFETs de porta tripla com e sem crescimento seletivo epitaxial. Também é analisada a influência do uso de crescimento seletivo epitaxial nesses dispositivos em relação ao efeito de canal curto mencionado. O uso de transistores verticais de múltiplas portas tem permitido a continuidade do escalamento dos dispositivos, apresentando melhora nos níveis de corrente bem como a supressão dos efeitos de canal curto. No entanto, ao reduzir a largura do canal, aumenta-se a resistência total do transistor, diminuindo seu desempenho. A fim de melhorar essa característica, as técnicas de tensionamento mecânico e crescimento de fonte e dreno tem sido empregadas. No primeiro caso, ao se deformar mecanicamente a estrutura do canal, altera-se o arranjo das camadas eletrônicas que ocasiona o aumento da mobilidade dos portadores. Conseqüentemente, a corrente aumenta tal como a transcondutância do dispositivo. A técnica de crescimento de fonte e dreno chamada de crescimento seletivo epitaxial (SEG) tem como finalidade reduzir ainda mais a resistência elétrica total da estrutura, uma vez que a área dessas regiões aumenta, possibilitando o aumento das áreas de contato, que são responsáveis pela maior parcela da resistência total. Esse trabalho baseia-se em resultados experimentais e simulações numéricas tridimensionais que analisam o comportamento dos transistores com as tecnologias acima apresentadas em função do efeito de DIBL. / This work presents a study about the influence of strain in the drain induced barrier lowering effect (DIBL) in triple gate SOI FinFETs. Also it is analyzed the selective epitaxial growth used in that structures, comparing their behavior in relation to DIBL effect. Using the vertical multi-gate devices become possible the downscale whereas they present higher current level and suppressed short channel effects. However, reducing the channel width, the transistors total resistance increases and consequently its performance decreases. In order to improve this feature, the strained technology and the Source/Drains growth technique has been employed. In the first case, the mechanical deformation causes a change in the electron shell, which improves the carrier mobility. Consequently, the current level and the transconductance also improve. The selective epitaxial growth technique aims to reduce the devices total resistance since these regions areas increase, allowing large contacts which are responsible for the main parcel of the total resistance. This work is based on experimental results and tridimensional simulations that analyze the transistor behavior using the technologies above presented as a function of DIBL effect.

Neste trabalho é apresentado um estudo do efeito da tensão mecânica uniaxial e biaxial no ruído de baixa frequência nos transistores SOI planares e tridimensionais (MuGFETs de porta tripla) com diferentes orientações cristalográficas, além de um estudo das características analógicas nos transistores planares e tipo MuGFET de porta tripla. Nos transistores planares, o estudo do ruído de baixa frequência demonstrou uma melhora para os transistores tensionados no regime de saturação, independente do comprimento de canal, entretanto para a região linear, a tensão mecânica somente reduziu o ruído para um comprimento de canal pequeno (160nm). Nas características analógicas, foi utilizado o recurso da simulação numérica bidimensional para obtenção dos resultados. Os resultados mostram que os transistores tensionados são capazes de promover um melhor desempenho na transcondutância, na ordem de um aumento no mínimo de 40% , indicando para comprimentos longos de canal (910 nm) uma aumento de 56% para tensão mecânica biaxial e o oposto para a uniaxial (45%) (160 nm): entretanto, na condutância de saída, a tensão mecânica de forma geral promove uma maior degradação, aumento de 3% para um transistor uniaxial e aumento de 105% para o transistor biaxial. No ganho intrínseco de tensão, mais uma vez os transistores tensionados melhoraram de desempenho: contudo, neste caso, melhor resultado foi para o transistor biaxial, chegando a 5 dB de ganho. Nos transistores de porta tripla, a análise do ruído foi realizada nos transistores tensionados e convencionais operando em saturação e, de forma geral, a tensão mecânica piora o ruído de baixa frequência em uma ordem de grandeza para o transistor estreito, ocorrendo apenas uma melhora quase imperceptível num transistor largo ou quase planar. Na análise do ruído para os transistores rotacionados para a região linear, apresentaram dependência 1/f, com o ruído governado pela flutuação do número de portadores associado à flutuação na mobilidade: a tensão mecânica piora o ruído, entretanto, adicionando a rotação do substrato, ocorre uma melhora do ruído devido à redução das armadilhas de interface, ocasionando numa melhor interface lateral. Para dispositivos largos, o plano de topo sofre um aumento da concentração das armadilhas, piorando a interface superior devido a rotação do substrato, resultando um pior ruído. Nas características analógicas, os transistores de MuGFETs de porta tripla com tensão mecânica e substrato rotacionado foram estudados, onde a rotação do substrato em 45º mais a presença da tensão mecânica promoveram uma piora nos resultados, principalmente na transcondutância, onde a piora variou de 45 % até 15 %, para um dispositivo estreito (20 nm ) e um largo (870 nm). / This work presents a study of the uniaxial and biaxial mechanical stress effect on low frequency noise in planar and three-dimensional SOI transistors (triple gate) with different crystal orientation, and an study of analog parameters in planar and for triple gate MuGFET. In planar transistor, the study of low frequency noise showed an improvement in low frequency noise for strained transistors in saturation regime, regardless of the channel length, however for the linear regime, the mechanical stress only reduced the noise in a small channel length (160nm). In the analog characteristics was used the feature of two-dimensional numerical simulation for the expansion of the results. The results shows that the strained transistors are capable to promoting a better performance in transconductance in a order at least 40%, indicating for a long channel lengths (910nm) an improvement of 56% in favor of biaxial stress and the opposite to uniaxial (45%) (160nm), however in the output conductance, the mechanical stress promotes higher degradation, ranging from 3% to uniaxial transistor and 105% for biaxial transistor. The intrinsic voltage gain, the strained transistors improved the performance, but in this case a best result was found for the biaxial strain reaching 5 dB. In triple gate transistors, the analysis of noise was performed on strained and conventional operating in saturation, and generally the worsening of mechanical stress on the low frequency noise in a order of magnitude for the marrow transistor, occurring only barely perceptible improvement seen in wider transistor or quasi-planar. The noise analysis for rotated transistors in linear region, showed a 1/f noise characteristic governed by the carrier number of fluctuations associated with fluctuations in mobility, the mechanical stress worsens the noise, however, by adding the substrate rotation occurs improves noise due to reduction of interface traps leading to a better sidewall interface. For larger devices the top plane suffer an increase of interface traps, worsening the top interface due to rotation of the substrate, causing a worse noise. In the analog characteristics, the triple gate MuGFETs transistors with mechanical stress and rotated substrate were studied, where the rotation of the substrate in 45º plus mechanical stress promoted a worsening of the results, particularly in the transconductance, where the worsening ranged from 45% up to 15% for a narrow device (20 nm) and a large (870 nm).

Conhecimentos sobre fisiologia da produção de mudas cítricas sob condições de deficiência hídrica são necessários para fomentar as práticas de irrigação em viveiros telados. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de deficiência hídrica induzido por polietileno glicol (PEG) e por interrupção da irrigação sobre o desenvolvimento e variáveis fisiológicas de mudas de laranja Valência (Citrus sinensis L. Osbeck) enxertada sobre limão Cravo (Citrus limonia Osbeck) e citrumelo Swingle (Poncirus trifoliata (L.) Raf x Citrus paradisi Macf). As mudas foram produzidas em sacolas plásticas de 4,5L contendo substrato a base de casca de pinus e submetidas à deficiência hídrica durante três fases fenológicas, e em duas estações do ano (outono-inverno e primavera-verão). O trabalho foi dividido em dois experimentos. No primeiro, avaliaram-se plantas mantidas em capacidade de container e submetidas à interrupção intermitente da irrigação, até o potencial hídrico do substrato atingir -15kPa, e a duas concentrações de PEG, correspondentes ao potencial hídrico no substrato de respectivamente -15 e -25kPa. No segundo experimento, avaliaram-se plantas mantidas em capacidade de container e submetidas a interrupção intermitente da irrigação até o potencial hídrico do substrato atingir respectivamente -15 e -25kPa. Dados coletados incluíram variáveis biométricas, concentrações foliares de nutrientes, de prolina e de clorofila, concentração de carboidratos em raízes, caule e folhas, aproveitamento comercial de mudas, taxa de assimilação de CO2, condutância estomática, transpiração e eficiência do uso da água. O delineamento adotado foi o de blocos ao acaso, seguindo o esquema fatorial 2 x 3 x 4 (porta-enxerto x fase de crescimento x deficiência hídrica), perfazendo 24 tratamentos e cinco repetições para o primeiro experimento, e esquema fatorial 2 x 3 x 3, com 18 tratamentos e seis repetições no segundo experimento. A parcela experimental foi constituída de seis plantas. Mudas de laranja Valência enxertadas sobre limão Cravo e citrumelo Swingle apresentam crescimento e características fisiológicas distintas, sendo que maior vigor é induzido por aquele porta-enxerto. O emprego de PEG como osmólito em estudos para indução de deficiência hídrica in vivo não é indicado para citros em vasos, já que este material acarreta efeitos fisiológicos distintos daqueles apresentados por plantas submetidas à interrupção da irrigação. Mudas sobre ambos porta-enxertos são afetadas pela interrupção da irrigação entre a retirada do fitilho e a maturação do segundo fluxo de crescimento do enxerto, sendo os prejuízos proporcionais à duração da deficiência hídrica. Os efeitos da seca temporária são mais intensos quando aplicados isoladamente a partir da maturação do primeiro fluxo de crescimento, devido ao maior tamanho das plantas. A interrupção da irrigação até que o potencial hídrico do substrato seja de -15kPa permite produção satisfatória de mudas de laranja Valência sobre limão Cravo e citrumelo Swingle, independentemente do período em que ocorra a deficiência hídrica. A interrupção da irrigação até que o potencial hídrico do substrato atinja -25kPa afeta significativamente a produção das mudas cítricas. O limão Cravo induziu maior aclimatação à copa, apresentando grande capacidade de recuperação do crescimento e do desempenho fisiológico após sucessivos ciclos de suspensão / restauração da irrigação. / Physiological aspects of citrus nursery tree production submitted to water deficit are necessary to support irrigation management in screen houses. This work evaluated water stress induced either by polyethylene glycol (PEG) or irrigation suspending on growth and physiological traits of Valencia sweet orange (Citrus sinensis L. Osbeck) budded on Rangpur lime (Citrus limonia Osbeck) and Swingle citrumelo (Poncirus trifoliata (L.) Raf x Citrus paradisi Macf). Nursery trees were produced in 4.5L containers filled with composted pine bark, and submitted to water stress in three phenological phases in two seasons (autumn-winter and spring-summer). Experimental works were divided in two trials. In the first one, evaluation was carried on plants submitted to container capacity, irrigation suspending when substrate water potential dropped to -15kPa, and two PEG concentrations in water equivalents to substrate water potential of -15 and -25kPa. In the second trial, evaluation was carried on plants submitted to container capacity and irrigation suspending when substrate water potential dropped to -15 and -25kPa. Data collected included biometric variables, leaf concentrations of nutrients, proline and chlorophyll, carbohydrates concentrations in roots, stems and leaves, commercial feasibility of nursery trees, CO2 assimilation rate, stomatal conductance, leaf transpiration and temperature, and water use efficiency. Experimental design was randomized blocks with a 2 x 3 x 4 factorial (rootstock x phenological phase x water stress), performing 24 treatments and five replicates for the first experiment, and a 2 x 3 x 3 factorial with 18 treatments and six replicates for the second experiment. Experimental unit consisted of six nursery plants aligned on concrete benches. Valencia sweet orange budded on Rangpur lime and Swingle citrumelo had different growth and physiological behavior, with the first rootstock inducing higher vigor. PEG should not be used for in vivo water stress studies in containerized citrus, as a result of toxicity and physiological effects distinct from those observed in plants submitted to suspended irrigation. Nursery trees on both materials are affected by suspended irrigation from unwrapping to the maturation of scion second growth flush. Damages to plant development due to water deficit are proportional to stress duration. However, temporary drought is more harmful when partially induced after the scion first growth flush, probably because of higher plant size and container restriction. Substrate water potential of -15kPa can be used as adequate irrigation threshold for Valencia sweet orange nursery production on Rangpur lime and Swingle citrumelo rootstocks regardless of phenological phase. On the other hand, substrate water potential of -25kPa significantly reduces horticultural value of citrus nursery trees. Rangpur lime induces higher morphological and physiological acclimation to the scion due to irrigation suspending, and it also has great plasticity and recovery of growth and physiological performance after successive suspending / restoring irrigation cycles.

[pt] A modelagem da propagação de ondas cilíndricas em materiais elásticos,tradicionalmente tem sido feita a partir de abordagens analíticas, baseadasna teoria de propagação de ondas, ou a partir de métodos numéricos, comoo método dos elementos finitos. Contudo, dependendo da frequência, resultados numéricos transientes podem ser difíceis de serem obtidos, seja pelo custocomputacional, seja pelo tempo despendido para os cálculos. Dentro desse contexto, alguns trabalhos envolvendo transferência de energia por ondas acústicas, utilizando-se de transdutores piezoelétricos, utilizam métodos alternativospara modelagem. Dentre os métodos disponíveis na literatura para a modelagem deste tipo de problema, a abordagem de rede de duas portas, provenienteda análise de circuitos elétricos, mostrou ser consideravelmente proeminente.Nesta tese, utilizando analogias de impedância, o método é trazido para o contexto de propagação de ondas acústicas, resultando em matrizes de transferência compostas por parâmetros de transmissão, ou parâmetros ABCD, comocomumente conhecidos. De fato, resultados iguais com menos esforços computacionais são obtidos a partir desta abordagem. Até o presente momento, essemétodo foi apenas desenvolvido para propagação de ondas planas em sólidoselásticos e materiais piezoelétricos. No entanto, como grande parte das aplicações envolve superfícies curvas, o método neste trabalho é estendido para ocaso de ondas cilíndricas. Os novos parâmetros ABCD encontrados são entãoimplementados em um código computacional, modelando testes pulso-eco epitch-catch dentro de meios cilíndricos. A validação é feita a partir de umaanálise de convergência a partir das respostas adquiridas para diferentes valores de raio interno do canal, uma vez que algumas expressões encontradas paraos parâmetros ABCD se mostraram inversamente proporcionais ao raio. Alémdisso, o método desenvolvido foi capaz de modelar um teste experimental detransmissão de sinal, a partir de um transdutor cilíndrico submerso em umtanque com água, assim como modelar a transmissão do mesmo sinal atravésde uma barreira cilíndrica. / [en] Cylindrical wave propagation in elastic materials has usually been modeled with analytical approaches or with numerical methods, such as the finite element method. However, depending on the frequency, obtaining results can be a hard task, requiring high computational efforts. Within this context, some studies on acoustic energy transfer, using piezoelectric transducers, had adopted alternative methods for modeling wave propagation, by means of acoustic-electric channels. Among the available methods in the literature, the two-port network approach, derived from the electric circuit analysis, proved to be prominent. In this thesis, by using impedance analogies, this method is brought into the context of acoustic wave propagation, leading to transfer matrices based on transmission parameters, or the so-called ABCD parameters. It was verified that the same results with less computational effort were obtained. So far, this method was only developed for the plane wave propagation in elastic solids and piezoelectric materials. However, since many real applications are curved, the two-port network approach is extended for the cylindrical wave case in this work. The novel ABCD parameters are then implemented in a computational routine, modeling pulse-echo and pitch-catch tests inside cylindrical media. The validation was performed by means of a convergence analysis, varying the internal radius of the entire channel, since the new ABCD parameters showed an inverse proportionality with the radius of the layer. Furthermore, the developed method was capable of modeling a signal transmission experimental setup, coming from a cylindrical transducer submerged in a water tank, as well as modeling the transmission of the same signal through a cylindrical barrier.

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CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Neste trabalho, foram investigadas as caracterÃsticas de operaÃÃo de um Acoplador Direcional NÃo-Linear(NLDC) Duplo SimÃtrico, trabalhando com pulsos de , em duas diferentes aplicaÃÃes: ObtenÃÃo de portas lÃgicas E e OU, sob ModulaÃÃo Por PosiÃÃo de Pulsos (PPM); obtenÃÃo de portas lÃgicas E e OU, sob ModulaÃÃo Por Amplitude de Pulsos (PAM). A investigaÃÃo à realizada, atravÃs de simulaÃÃes numÃricas, utilizando-se do mÃtodo de Runge Kutta de quarta ordem. Na primeira aplicaÃÃo, à analisada a possibilidade da realizaÃÃo de operaÃÃes lÃgicas pelo Acoplador Direcional NÃo-Linear (NLDC) Duplo SimÃtrico sem perda. Considerando a operaÃÃo das portas lÃgicas, foram utilizadas as quatro possÃveis combinaÃÃes para dois pulsos, nas fibras 1 e 2, modulados pela posiÃÃo temporal (PPM) nos nÃveis lÃgicos 0 ou 1. Foram investigados os efeitos de uma variaÃÃo no parÃmetro de ajuste da modulaÃÃo PPM, ou seja, no deslocamento inicial do pulso em relaÃÃo ao pulso referencial, ou informaÃÃo nÃo modulada, e na diferenÃa de fase entre os pulsos sÃlitons fundamentais de entrada devidamente modulados. Na segunda aplicaÃÃo, o NLDC duplo simÃtrico à submetido à modulaÃÃo PAM, utilizando-se tambÃm, das quatro combinaÃÃes possÃveis para os dois pulsos, nas fibras de entrada. Foram investigados os efeitos da variaÃÃo no parÃmetro de ajuste da modulaÃÃo PAM na amplitude inicial do pulso em relaÃÃo à amplitude de referÃncia, ou sinal sem modulaÃÃo, e tambÃm observada a amplitude de saÃda modulada versus uma diferenÃa de fase entre os pulsos sÃlitons fundamentais de entrada devidamente modulados. Nas duas aplicaÃÃes foram obtidas portas lÃgicas E e OU. / In this work, the performance study of a Symmetric Dual-Core Non-Linear Directional Coupler (NLDC), working with pulses of , in two different applications have been investigated: accomplishment of logical gates AND and OR, under Pulse Position Modulation (PPM); accomplishment of logical gates AND and OR, under Pulse Amplitude Modulation (PAM). The investigation is based in a numerical simulation study, using the fourth order Runge Kutta numerical method. In the first application, the possibility of the accomplishment of logical operations by Symmetric Dual-Core Non-Linear Directional Coupler (NLDC) without loss is analyzed. Considering the operation of the logical gates, the four possible combinations for two pulses, on the input fibers, modulated by the temporal PPM in the logical levels 0 or 1, were used. The effects of a variation in the coding parameter offset of the PPM modulation, that is, in the displacement of the input pulse relative to the reference time level, was investigated. In the second application, the symmetric dual-core NLDC is submitted to PAM modulation, using the four possible combinations for two pulses on the input fibers, were used, as well. The effects of a variation in the coding parameter offset of the PAM modulation relative to the reference amplitude, was investigated. The modulated output amplitude versus a phase difference between the input pulses , was also studied. On the two applications, logical gates AND and OR was observed.