Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-07-14T19:39:29Z No. of bitstreams: 1 DissertaçãoClebson.pdf: 4945486 bytes, checksum: 38749676f1117adb73bf8a84b5f8989b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T19:39:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertaçãoClebson.pdf: 4945486 bytes, checksum: 38749676f1117adb73bf8a84b5f8989b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Com o desenvolvimento de novas tecnologias e os avanços nas técnicas de preparação de materiais, uma grande variedade de novos compostos puderam então ser sintetizados, dentre estes compostos estão os Magnetos Moleculares. Neste texto, apresentamos alguns fundamentos do magnetismo molecular, destacando o processo de construção de modelos para a descrição do comportamento magnético destes materiais através do ajuste dos dados da susceptibilidade magnética em função da temperatura. Buscamos compreender a maneira com que os diferentes parâmetros químicos e estruturais e afetam os mecanismos físicos que governam estes sistemas através do estudo de três séries de magnetos moleculares: um polímero bidimesional de Mn(II) sintetizado a partir do ácido 2,6-diclorobenzóico (C7H4Cl2O2), cujos parâmetros otimizados obtidos através do modelo sugerem que este composto possui um caráter global antiferromagnético; uma série de quatro compostos polinucleares de Cu(II) sintetizados com adenina (C5H5N5), cluster hexagonal heptanuclear ferromagnético e três cadeias antiferromagnéticas 2D dinucleares; uma série de quatro estruturas Metal-Orgânicas (Metal organic Frameworks-MOF) de Cu(II)-piperazina, onde foi feito um mapa das possíveis interações magnéticas para cada amostra. Por fim, como perspectiva para este trabalho pretendemos dar continuidade ao estudo de sistemas de magnetos moleculares dando ênfase à aplicação em informação quântica. / From the development of new technologies and advances in materials preparation techniques a wide variety of new compounds could be synthesized, among these compounds are the Molecular Magnets. In this paper, we present some fundamentals of molecular magnetism, highlighting the model-building process for the description of the magnetic behavior of these materials by fitting of the magnetic susceptibility as a function of temperature. Our goal is to understand how different chemical and structural parameters can affect the physical mechanisms that govern these systems . To achieve our aim we study three series of molecular magnets: a two-dimensional polymer Mn(II) synthesized from 2,6-acid dichlorobenzoic (C7H4Cl2O2), the optimized parameters obtained from the model suggest that this compound has an antiferromagnetic global character; a series of four polynuclear compounds of Cu(II) synthesized with adenine (C5H5N5), a ferromagnetic hexagonal cluster and three antiferromagnetic 2 D chains; a series of four Metal-Organic Frameworks (MOF) of Cu(II) -piperazine, where a magnetic interaction map was done for each sample. Finally, the perspective we intend to emphasize the study of molecular magnets systems with applications in quantum information.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-25T15:47:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturas.pdf: 20228142 bytes, checksum: 9976e2317ce08c4aebbd71bd44297386 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T12:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturas.pdf: 20228142 bytes, checksum: 9976e2317ce08c4aebbd71bd44297386 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T12:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturas.pdf: 20228142 bytes, checksum: 9976e2317ce08c4aebbd71bd44297386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Motivados por estudos experimentais acerca de monocamadas de metais de transição 3d sobre superfícies de Pd, nesta dissertação investigamos o complexo magnetismo de nanoestruturas, embebidas ou adsorvidas, em superfícies metálicas através de cálculos de primeiros princípios. Utilizamos o método RS-LMTO-ASA (Real Space - Linear MuffinTin Orbital - Atomic Sphere Approximation), o qual é baseado na teoria do funcional da densidade (DFT - Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não colineares. Com este propósito, investigamos nanoestruturas embebidas e ligas (2 x 2) de metais 3d (Cr, Mn, Fe, Co e Ni) na superfície Pd (110), além de nanoestruturas de Cr adsorvidas sobre a superfície de Pd (111). Primeiro, para as nanoestruturas embebidas na superfície Pd (110), analisamos a variação do momento magnético de spin orbital com relação ao número de vizinhos e de valência dos metais 3d. Também mostramos que estas estruturas têm ordenamento magnético colinear, exceto as de Cr e Mn, que apresentam magnetismo não colinear associado à frustração geométrica. Para o caso de nanofios de Cr adsorvidos sobre a superfície de Pd (111), verificamos uma configuração colinear antiferromagnética para cadeias com até 9 átomos. Para o nanofio com 10 átomos obtivemos uma configuração tipo antiferromagnética inclinada (canted). No caso de nanoestruturas de Cr bidimensionais, verificamos complexas configurações magnéticas não colineares com diferentes quiralidades. / Motivated by experimental studies of 3d transitional metal monolayers on Pd surfaces, we studied the complex magnetism of nanostructures, intermixed or adsorbed, on metallic surfaces, via ab initio calculations. We used the RS-LMTO-ASA method (Real Space - Linear Muffin-Tin Orbitals - Atomic Sphere Approximation), which is based on the Density Functional Theory and has been implemented to calculate non-collinear magnetic structures. With this purpose, we investigated intermixed metallic (Cr, Mn, Fe, Co and Ni) nanostructures and alloys (2 x 2) in Pd (110) surface and also adsorbed nanostructures on Pd (111). For intermixed nanostructures in Pd (110), we analyzed the behavior of the spin and orbital magnetic moments as function of the number of first neighbors and the valence number of the 3d metals. We verified a collinear magnetism for most of the cases, except for the Cr and Mn geometrically frustrated structures, which present noncollinear magnetic configurations. For Cr nanowires adsorbed on Pd (111), we obtained a collinear antiferromagnetic configuration for chains with up to 9 atoms. For the nanowire with 10 atoms of Cr, the magnetic ordering is antiferromagnetic canted. For two dimensional Cr nanostructures adsorbed on Pd (111), we obtained complex noncollinear magnetic structures, with different chiralities.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-25T16:15:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNonoestruturas.pdf: 13267320 bytes, checksum: 0ed51d1beb416550b4aae1cebc2b4338 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T12:38:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNonoestruturas.pdf: 13267320 bytes, checksum: 0ed51d1beb416550b4aae1cebc2b4338 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T12:38:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNonoestruturas.pdf: 13267320 bytes, checksum: 0ed51d1beb416550b4aae1cebc2b4338 (MD5) Previous issue date: 2008 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, utilizamos o método de primeiros princípios, RS-LMTO-ASA (“Real Space - Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation”), baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não-colineares, para investigar as propriedades magnéticas de nanoestruturas de metais de transição 3d (Cr, Mn, Fe, Co e Ni) adsorvidas na superfície de Pt(111). Diferentes geometrias como adátomos, dímeros, trímeros, fios lineares e zig-zag foram consideradas e, o tamanho dos aglomerados foi variado de 2 a 7 átomos. Mostramos que os aglomerados de Fe, Co e Ni sobre a superfície de Pt(111), para todas as geometrias simuladas, apresentam um ordenamento ferromagnético. Devido à redução do número de coordenação presente na superfície, os momentos de spin e orbital nos sítios de Fe, Co e Ni, para as diferentes geometrias, mostram-se elevados comparados com os respectivos valores dos momentos destes metais como bulk. Para os glomerados de Cr e Mn mostramos que a interação de troca antiferromagnética entre primeiros vizinhos leva a um ordenamento antiferromagnético colinear no caso de geometrias lineares. No entanto, se o antiferromagnetismo é frustrado por restrição geométrica imposta aos aglomerados pela superfície triangular do substrato, obtém-se um comportamento magnético não-colinear para aglomerados de Cr e Mn sobre a Pt(111). Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes. / In this work we use the first principles RS-LMTO-ASA (“Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation”) method, based on the Density Functional Theory and implemented to calculate non-collinear magnetic structures, to investigate the magnetic properties of 3d (Cr, Mn, Fe, Co and Ni) nanostructures adsorbed on Pt(111). Different geometries such as adatoms, dimmers, trimmers, linear and zig-zag wires have been considered, with cluster sizes varying between 2 and 7 atoms. The Fe, Co and Ni clusters are found to order ferromagnetically regardless of the cluster geometry. We find enhanced spin and orbital moments at Fe, Co and Ni sites compared to what is found in bulk, which is attributed to the reduced coordination number present at the surface. For Mn and Cr clusters on Pt(111), antiferromagnetic exchange interactions between nearest neighbors are found to cause collinear antiferromagnetic ordering when the geometry allows it. If the antiferromagnetism is frustrated by the cluster geometry, noncollinear ordering is found. The values are in general in good agreement with experiment and other calculations, when available in the literature.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-25T16:01:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturasAdsorvidas.pdf: 4801609 bytes, checksum: 6603a1be0844e60b119974d5b3017c11 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T12:47:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturasAdsorvidas.pdf: 4801609 bytes, checksum: 6603a1be0844e60b119974d5b3017c11 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T12:47:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturasAdsorvidas.pdf: 4801609 bytes, checksum: 6603a1be0844e60b119974d5b3017c11 (MD5) Previous issue date: 2011 / CVRD - Companhia Vale do Rio Doce / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Neste trabalho, utilizamos o método de primeiros princípios RS-LMTO-ASA (Real Space – Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation) baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT - Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não-colineares, para investigar as propriedades magnéticas de nanoestruturas adsorvidas em superfícies metálicas. Consideramos aglomerados com diferentes geometrias e tamanhos como adátomos, dímeros, trímeros, nanofios e nanoestruturas de geometria triangular de Fe, Fe-Co e Fe-Pt adsorvidos sobre a superfície de Pt(111) e tratamos também nanoestruturas de Mn sobre a superfície de Ag(111). Mostramos que os nanofios de Fe-Co sobre a superfície de Pt(111) apresentam um ordenamento ferromagnético. Devido à redução do número de coordenação presente na superfície, os momentos de spin e orbital nos sítios de Fe e Co mostram-se elevados comparados com os respectivos valores dos momentos destes metais como bulk. Analisamos também como estes momentos variam em função da concentração destes elementos nos nanofios. Para os sistemas compostos por nanofios Fe-Pt adsorvidos em Pt(111), mostramos que é possível sintonizar as interações de troca entre os adátomos magnéticos Fe através da introdução de um diferente número de átomos Pt para ligá-los. Por exemplo, a interação de troca entre os adátomos de Fe pode ser consideravelmente aumentada pela introdução de cadeias de Pt que os conectem e tanto configurações ferromagnéticas, antiferromagnéticas ou não-colineares entre os adátomos de Fe podem ser estabilizadas, dependendo da espessura do espaçador Pt. Para os aglomerados Mn sobre a Ag(111) mostramos que a interação de troca entre os sítios de Mn depende não somente da distância entre os átomos, mas também do número de coordenação de cada sítio. Desta forma, verificamos um magnetismo não-colinear nestas nanoestruturas causado tanto por frustração geométrica, quanto pela competição de interações de curto e longo alcance. Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes. / We use the first principles RS-LMTO-ASA (Real Space - Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation) method, based on the Density Functional Theory and implemented to calculate noncollinear magnetic structures, to investigate the magnetic properties of nanostructures adsorbed on metallic surfaces. We have considered different geometries and sizes such as adatoms, dimers, trimers, nanowires, and nanostructures with triangular geometry of Fe, Fe-Co and Fe-Pt on Pt(111), as well as Mn nanostructures on Ag(111) surface. The Fe-Co nanowires adsorbed on Pt(111) are found to order ferromagnetically regardless of the nanowire size. We find enhanced spin and orbital moments at Fe and Co sites compared to what is found in bulk, which is attributed to the reduced coordination number presented at the surface. We also analyzed how these moments vary as a function of the concentration of these elements at the nanowires. For systems composed by Fe-Pt nanowires adsorbed on Pt(111), our results show that it is possible to tune the exchange interaction between magnetic adatoms (Fe) by introducing a different number of Pt atoms to link them. For instance, the exchange interaction between Fe adatoms can be considerably increased by introducing Pt chains to link them. Moreover, either a ferromagnetic or an antiferromagnetic configuration between magnetic adatoms (Fe) can be stabilized depending on the Pt spacer thickness. Furthermore, even a non-collinear magnetic ordering can be obtained tuned by Pt-mediated atoms. For Mn clusters on Ag(111), the exchange interactions between Mn sites depend not only on the distance between the atoms, but also on the coordination number of each site. Therefore, the non-collinear ordering in these nanostructures is caused not only if antiferromagnetism is frustrated by the cluster geometry, but also by the competition between short and long range exchange interactions. The results obtained are in general in good agreement with experiment and other calculations, when available in the literature.