Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-05-17T12:56:09Z No. of bitstreams: 1 Emanoel Laurertan.pdf: 6139159 bytes, checksum: fd73d36355b7767418dd1da09e0e7b80 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T12:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Emanoel Laurertan.pdf: 6139159 bytes, checksum: fd73d36355b7767418dd1da09e0e7b80 (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / CAPES, FAPEMA,CNPQ / Magnetic and magnetocaloric properties of RPtGa (R = Dy, Ho e Er) and HoTSi (T = Mn, Co e Cu) compound have been studied. The samples crystallographic phase was confirmed by X-ray diffraction and Rietveld refinement analysis. Magnetization analysis show that RPtGa compounds exhibit antiferromagnetic ordering, with Néel temperature (TN) around 15 K, 6,3 K and 4 K for R = Dy, Ho and Er, respectively. HoMnSi and HoCuSi compounds present antiferromagnetic ordering at TN = 15 K and 7 K, respectively, while HoCoSi shows ferromagnetic ordering around 15 K. The external magnetic field application induces metamagnetic transitions in these materials (except for HoCuSi) below TN. However, the magnetic moment at T = 2 K and H = 50 kOe is smaller than the respective effective magnetic moment values in the metallic matrix (μeff), indicating that not all spins are aligned with external applied field. A large peak in the isothermal entropy change (- SM) curves, associated with the magnetic transition, is observed for all studied compounds. Negative magnetocaloric effect (MCE) was observed for RPtGa and HoMnSi samples due to antiferromagnetic ordering. Significant values of -ΔSM and adiabatic temperature change (ΔTad) were obtained in a relatively large temperature range (~15 K) for HoPtGa compound, evidencing a table like behavior. The maximum values of -ΔSM and the relative cooling power (RCP) obtained were 20.4 J/kgK and 475.14 J/kg for HoCoSi, and 31.2 J/kgK and 592.18 J/kg for HoCuSi, respectively, at H = 50 kOe, which suggest that these compounds belongs to a magnetic materials class with giant MCE. The RPtGa maximum values of Tad obtained in this work were comparable or even bigger than the respective values reported in literature for others RTX compounds, in the same temperature range. Furthermore, the observed magnetocaloric properties such as table like behavior and giant MCE without hysteresis losses, indicate that the compounds studies in this works present interesting magnetocaloric properties for application as refrigerant material in cryogenic temperatures (T < 20 K). / Neste trabalho, apresentamos um estudo das propriedades magnéticas e magnetocalóricas dos compostos das séries RPtGa (R = Dy, Ho e Er) e HoTSi (T = Mn, Co e Cu). Medidas de difração de raios X e o refinamento Rietveld dos difratogramas comprovaram que as amostras apresentam a fase cristalográfica. Medidas de magnetização mostram que os compostos da série RPtGa apresentam ordenamento antiferromagnético com temperatura de Néel (TN) em torno de 15 K, 6,3 K e 4 K para R = Dy, Ho e Er, respectivamente. Os compostos HoMnSi e HoCuSi apresentam ordenamento antiferromagnético em TN = 15 K e 7 K, respectivamente, enquanto HoCoSi ordena-se ferromagneticamente em 15 K. A aplicação de campo magnético externo induz transições metamagnéticas nesses materiais (exceto no HoCuSi) abaixo de TN. Porém, os valores do momento magnético em T = 2 K e H = 50 kOe é menor que os respectivos valores do momento efetivo do íon magnético na matriz metálica (μeff), indicando que nem todos os spins estão orientados com o campo. Em todos os compostos estudados, observou-se um pico alargado nas curvas de variação isotérmica da entropia (- SM) associado com a transição magnética. Efeito magnetocalórico (EMC) negativo, foi observado para as amostras RPtGa e HoMnSi, devido ao ordenamento antiferromagnético. Valores significativos de -ΔSM e da variação adiabática da temperatura (ΔTad) foram obtidos em uma região relativamente ampla de temperatura (~15K), evidenciando características de um comportamento tipo “table-like” no composto HoPtGa. Os valores máximos de -ΔSM e o poder de resfriamento relativo (RCP) obtidos para HoCoSi ( = 20,4 e RCP = ) e HoCuSi ( = 31,2 J/kgK e RCP = ) em ΔH = 50 kOe, sugerem que estes compostos pertencem a classe dos materiais magnéticos com EMC gigante. Os valores máximos de ΔTad obtidos para os compostos RPtGa são comparáveis ou até maiores que os obtidos para outros compostos da família RTX reportados na literatura, no mesmo intervalo de temperatura. Além disso, as propriedades magnetocalóricas observadas, tais como EMC tipo “table-like” e EMC gigante, sem perdas por histerese, indicam que os compostos estudados neste trabalho possuem propriedades magnetocalóricas interessantes para a aplicação como material refrigerante em temperaturas criogênicas (T < 20K).

Os aços semi processados, utilizados para a fabricação de lâminas de rotor e estator, são adquiridos das Siderúrgicas e após serem estampados em sua forma final, devem ser submetidos a um tratamento térmico de recozimento, o qual tem o objetivo de melhorar as propriedades magnéticas desse aço. Se esse tratamento térmico for realizado sob condições impróprias, os elementos dissolvidos na matriz que apresentam certa afinidade com o oxigênio reagirão com o mesmo, favorecendo assim a formação de uma camada de óxidos interna. Essa camada é considerada vilã para esses aços por deteriorar suas propriedades magnéticas, ou seja, diminui a permeabilidade magnética e aumenta a perda magnética. A formação desses óxidos ocorre durante o tratamento térmico devido ao demasiado tempo de exposição do aço e a temperaturas elevadas e elevado potencial de oxigênio, o que influencia diretamente na espessura e na morfologia da camada de óxido formada. Aços semi processados cuja somatória dos teores de Si e Al estão entre 0,5 e 2,0% em peso são particularmente mais susceptíveis a oxidação interna durante essa etapa. Então, identificar a influência do potencial de oxigênio na formação dessa camada, quantificar seus efeitos deletérios nas propriedades magnéticas e buscar melhorias de processo para minimizar os valores de perdas e maximizar a permeabilidade magnética são atualmente, de fundamental importância tecnológica. / Semi processed electrical steels, used for the manufacture of rotor and stator laminations are acquired from Steel Markers and after being punched in its final shape, must undergo an annealing heat treatment, which aims to improve the magnetic properties of the steel. If this heat treatment is carried out under inappropriate conditions, the dissolved elements in the matrix that have a certain affinity with oxygen will react together, thereby forming an oxides subsuperficial layer. This layer is considered villain for these steels for deteriorating their magnetic properties, better saying, it decreases the magnetic permeability and increases the magnetic loss. The formation of these oxides occurs during the heat treatment due to too long steel exposure at high temperatures and high oxygen potential, which directly influences the thickness and morphology of semi processed steel whose sum of the silicium and aluminum components are 0,5 and 2,0% in weight are particularly more susceptible to internal oxidation during this step. Then, identifying the oxygen potential influence in the formation of this layer, quantifying its deleterious effects on magnetic properties and seeking process improvements to minimize the values of losses and maximize the magnetic permeability are nowadays an important technological issue.

Atualmente existe um considerável interesse no processamento de materiais com estrutura ultrafina de grãos. Estes materiais podem ser obtidos por deformação plástica severa via extrusão por canal angular (ECAE). Durante ECAE, uma barra lubrificada é pressionada através de uma matriz rígida consistindo de dois canais de mesma seção transversal, os quais se interceptam a um ângulo ?. Cisalhamento simples é o mecanismo de deformação predominante e ocorre paralelamente ao plano de intersecção entre os dois canais. Este trabalho enfoca a estabilidade térmica e sua influência sobre as propriedades magnéticas de ferro puro severamente deformado por ECAE. Uma barra de ferro puro foi deformada em temperatura ambiente por múltiplos passes de ECAE (8 passes), usando uma matriz com ângulo de intersecção ??= 90º, resultando em uma deformação equivalente _N = 9,2. Esta barra foi girada de 90o depois de cada passe de extrusão. Amostras da barra deformada foram recozidas em várias temperaturas entre 100 e 800°C, variando-se o tempo de recozimento entre 1 e 120 min. Uma segunda barra de ferro puro foi deformada por um único passe de ECAE, com um ângulo ??= 120o, resultando em uma deformação equivalente _N = 0,67. Amostras retiradas desta barra foram recozidas em várias temperaturas entre 300 e 800°C por 15 min. Em uma condição correspondente à segunda barra, uma terceira foi deformada sendo o passe de ECAE interrompido. A caracterização microestrutural foi efetuada utilizando-se microscopias ótica e eletrônica de varredura, microdureza Vickers e textura via difração de raios X. Curvas de magnetização em função do campo magnético aplicado até cerca de 9 T foram obtidas para amostras representativas da barra deformada por múltiplos passes de ECAE. Foram determinados os intervalos de temperatura de recozimento em que ocorrem a recuperação e a recristalização para esta barra e para a barra deformada por um único passe de ECAE. Com relação à barra do ensaio interrompido, várias seções do plano normal à direção de extrusão da barra foram analisadas a fim de se investigar a evolução da textura durante extrusão em canal angular. Os resultados foram comparados com aqueles reportados para outros materiais deformados via ECAE com estrutura ccc e também com as texturas previstas pelo Modelo Visco-plástico Autoconsistente (do inglês VPSC model). / There is considerable current interest in fabricating ultrafine-grained materials. Such materials can be obtained by severe plastic deformation via equal-channel angular extrusion (ECAE). During ECAE, a lubricated billet is pressed through a rigid die consisting of two channels of the same cross section intersecting each other at an angle ?. Simple shear is the predominant deformation mechanism and occurs parallel to the intersecting plane of the channels. This work focuses on thermal stability and its influence on the magnetic properties of severely deformed pure iron via ECAE. A billet of pure iron was deformed at room temperature by multiple ECAE passes (8 passes), using a die angle ??= 90o, to a total equivalent strain of _N = 9.2. The billet was rotated by 90o after each extrusion pass. Samples of the deformed billet were annealed at several temperatures between 100 and 800oC, varying the annealing time from 1 to 120 min. A second billet of pure iron was deformed using 1-pass ECAE, with ??= 120o, with an equivalent strain of _N = 0.67. Samples of this billet were annealed at several temperatures between 300 and 800°C for 15 min. Corresponding to second condition, a third billet was deformed by interrupting the ECAE pass. Microstructural characterization was performed using optical and scanning electron microscopies, Vickers microhardness, and texture measurements via X-ray diffraction. Magnetization curves as a function of applied magnetic field up to 9 T were obtained for representative samples of the billet deformed by multiple ECAE passes. The annealing temperature ranges corresponding to recovery and recrystallization for this billet and 1-pass ECAE billet were determined. Regarding the interrupted 1-pass ECAE billet, several sections normal to the extrusion direction were analyzed in order to investigate the texture evolution during equal channel angular extrusion. The obtained results were compared to those ones found in other deformed bcc materials via ECAE and also by using the visco-plastic self-consistent (VPSC) model to predict the final texture.

Na década de 60, Kondo mostrou que o mínimo de resistividade observado em alguns metais a baixas temperaturas é devido ao acoplamento antiferromagnético entre impurezas e a banda de condução do metal hospedeiro. Embora muitos resultados teóricos e experimentais tenham sido obtidos desde então, uma interessante questão remanesce: a estrutura da nuvem de elétrons de condução que blinda o momento magnético da impureza. Com o objetivo de estudar essa estrutura, apresentamos um procedimento de Grupo de Renormalização Numérico (NRG) para computar a taxa NMR de relaxação longitudinal 1&frasl;T1 de uma ponta de prova como função da temperatura e da distância R entre a ponta e a impureza. Introduzimos uma base quântica contendo dois conjuntos de estados de condução. Os elementos de um dos conjuntos, denotados &fnof;n, são ondas s acopladas à impureza e descritas pelo Hamiltoniano de Anderson, que pode ser diagonalizado pelo procedimento tradicional de NRG. Cada elemento do segundo subconjunto, denotado c&epsilon;, é uma combinação linear de um estado de onda s centrado na ponta de prova com os &fnof;ns, de modo que os c&epsilon; são ortogonais aos &fnof;ns. Diferente dos &fnof;ns, os c&epsilon; são desacoplados da impureza. Com base nessas definições, mostramos que 1&frasl;T1 tem três componentes, que chamamos escalar, vetorial e matricial. A componente escalar, associada com os estados c&epsilon; espalhados pela ponta de prova, é independente da temperatura e fracamente dependente de R. A componente (1&frasl;T1)mat, associada com os elétrons &fnof;n, decai rapidamente com R. Damos atenção especial à componente vetorial (1&frasl;T1)vet, que está associada ao espalhamento cruzado de canais &fnof;n e c&epsilon;, e domina para distâncias R grandes. A dependência térmica da taxa de relaxação mostra que há uma mudança no comportamento da curva quando passamos por RK &prop; T-1K. No limite de altas temperaturas, observamos que (1&frasl;T1)vet(T) pode ser mapeada nas curvas de condutância Gside(T&frasl;TK) e GSET (T&frasl;TK). Com respeito à dependência espacial, analisamos as oscilações de Friedel. A partir desses resultados verificamos a relação RK = hvF&frasl; KBTK e mostramos que as fases das oscilações de Fridel mudam quando olhamos para o interior e o exterior da nuvem. / In the 1960s, Kondo showed that the resistivity minimum observed in a number of metals at low temperatures is due to the antiferromagnetic coupling between magnetic impurities and the conduction electrons of the metallic host. Although many theoretical and experimental results have been obtained since then, an interesting question remains unanswered: the structure of the cloud of conduction electrons that screen the magnetic moment of the impurity. To add insight into that structure, we here present a Numerical Renormalization Group (NRG) procedure to compute the NMR longitudinal relaxation rate 1&frasl;T1 of a probe at distance R from the impurity, as a function of R and of the temperature. We define a quantum basis containing two subsets of conduction states. The elements of one the subsets, denoted &fnof;n, are s-wave states coupled to the impurity and described by the Anderson Hamiltonian, which can be diagonalized by the traditional NRG procedure. Each element of the second subset, denoted c&epsilon; is a linear combination of an s-wave state centered at the probe with the fns, the combination constructed to make c&epsilon; orthogonal to the &fnof;ns. By contrast with the &fnof;ns, the c&epsilon;s are decoupled from the impurity. On the basis of these definitions, we show that 1&frasl;T1 has three components, which we name scalar, vector and matrix. The scalar component, associated with the scattering of c&epsilon; states off the probe, is temperature independent and weakly dependent on R. The matrix component (1&frasl;T1)mat, associated with the scattering of &fnof;n electrons, decays rapidly with R. The vector component (1&frasl;T1)vet is due to cross-chanel scattering between the &fnof;n and the c&epsilon; subsets. We give central attention to the latter, which is dominant over (1&frasl;T1)mat at large distances R. The T-dependence of the relaxation rate changes as we cross RK &prop; T-1K. At high temperatures limit, we observe the (1&frasl;T1)vet(T) mapping in the universal conductance curves Gside(T&frasl;TK) e GSET (T&frasl;TK). Regarding the spatial dependence, we analize the Friedel oscillations. From our results we verify the relation i>RK = hvF&frasl; KBTK for the radius of the Kondo screening cloud and also show that the phase of the Friedel oscillations changes as we are inside or outside the cloud. launch the idea of a shell around RK where screening effects remain important.

Orientador: José Humberto Dias da Silva / Banca: Jair Scarminio / Banca: Alexys Bruno Alfonso / Banca: Pascoal José Giglio Pagliuso / Banca: Luis Vicente de Andrade Scalvi / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: A recente busca por semicondutores magnéticos diluídos com propriedades magnéticas de interesse motivou este trabalho de crescimento de filmes de Ga1-xMnxN pelas técnicas de sputtering e epitaxia da fase de vapor de organometálicos (MOVPE). Os filmes são caracterizados estruturalmente por medidas de difração de raio X e microscopia eletrônica de transmissão, opticamente por transmitância óptica e espalhaçamento Raman, e magneticamente por medidas magnetização versus campo aplicado e versus temperatura. As principais diferenças entre os filmes de GaMnN preparados por sputerring e MOVPE referem-se à microestrutura e ao conteúdo de Mn: os primeiros são policristalinos e apresentam conteúdo de Mn até 9%, enquanto os últimos são monocristalinos com concentração de Mn até 1%. A alta concentraçao de Mn nos filmes crescidos por sputtering é possivelmente responsável pelo surgimento coletivo destes íons de Mn nas medidas magnéticas. Esse comportamento coletivo se identifica a partir de contribuição paramagnética de domínios isolados com alto vapor de momento magnético, o que se mostra consistente com a microestrutura apresentada por estes filmes. A alta concentração de Mn nos filmes preparados por sputtering também se mostra responsável por intensa absorção óptica abaixo da energia do gap, sendo esta relacionada a transições eletrônicas entre os estados localizados do Mn e as bandas de valência e condução do GaN. O contraste entre as propriedades dos filmes de GaMnN produzidos por sputtering e por MOVPE possibilita então um entendimento mais abrangente dos aspectos da incorporação de Mn no GaN e suas respectivas características estruturais, ópticas e magnéticas. Esse entendimento é importante para delinear a otimização deste material visando propriedades magnéticas de interesse / Abstract: The current search for dilluted magnetic semiconductors with interesting magnetic properties has motivated the present work on growing GaMnN films by sputerring and metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) techniques. The films are characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, optical transmission, Raman scattering, and by magnetization measurements. The main differece between the GaMnN grown by sputtering and those grown by MOVPE relates to their microstructure (polycrystalline/monocrystalline) and Mn content (up to 9%/1% respectively). The high Mn content in GaMnN samples grown by sputtering is probably responsible for a collective response on the magnetic measurements. This collective Mn response is identified as a high magnetic moment contribution which is consistent with sample microstructure. In the sputtered samples, the high Mn content is also responsible for strong subbandgap optical absorption related to eletronic transitions involving Mn states and the valence and conduction bands of GaN. The comparison between the properties of GaMnN films grown by different techniques is important in order to get a better understanding about the Mn incorporation in GaN. This understanding been important to define the next steps regarding the optimization of this material / Doutor

O presente trabalho consiste de um estudo experimental da expansão térmica, do calor específico e da magnetização de uma amostra policristalina do supercondutor MgB2. As investigações foram conduzidas com uma amostra preparada sob alta pressão. Os resultados de expansão térmica mostraram uma contribuição negativa ao coeficiente de expansão térmica linear abaixo da temperatura crítica. As medidas de calor específico revelaram a presença de duas anomalias em temperaturas características, as quais indicam a presença de dois gaps de energia neste composto. A associação dos resultados das medidas de expansão térmica e calor específico permitiu a determinação da função Grüneisen e sua variação com a temperatura. Nesta mesma amostra, foi feito o estudo da magnetização, medida segundo as prescrições ZFC e FC num intervalo de campos magnéticos entre 0.05 e 30 kOe. Os resultados destas medidas revelaram a ocorrência de uma linha de irreversibilidade magnética. Num diagrama H-T esta linha separa uma região de altas temperaturas com comportamento magnético reversível de uma região de baixas temperaturas com comportamento irreversível. A dependência com a temperatura do campo crítico superior, Hc2(T), mostrou uma curvatura positiva nas proximidades de Tc, indicando a ocorrência de pronunciados efeitos de flutuações termodinâmicas. / This work presents an experimental study of the thermal expansion, specific heat and magnetization of a polycrystalline sample of the superconductor MgB2. The sample was sintered under high pressure. The thermal expansion is negative below the critical temperature. The specific heat shows two anomalies originated by the opening of two energy gaps in this compound. Combining the thermal expansion and specific heat results, the temperature dependent Grüneisen function was determined. In the same sample, the magnetization was measured according to the ZFC and FC prescriptions in magnetic fields ranging between 0.05 and 30 kOe. From these measurements the magnetic irreversibility line was extracted. In a H-T diagram this line separates a high temperature region with reversible magnetic behavior from a low temperature domain where irreversible effects due to pinning are observed. The temperature dependence of the second critical field, Hc2(T), shows a positive curvature near Tc, indicating the occurrence of strong effects due to thermal fluctuations.

O trabalho aborda o desenvolvimento e implantação de um processo de recozimento conjugado com campo magnético induzido. Para este trabalho foi escolhido como material o FeSi, ABNT NM71-2000/ 35F 420M com GNO (Grão-Não-Orientado) devido ao baixo custo de obtenção das peças e também por ser um material de fácil aquisição no mercado. O processo tem como benefício minimizar as perdas magnéticas produzidas pelo corte convencional na borda das chapas elétricas. Para realizar o processo o sistema é composto de um forno, enrolamento de indução e fonte de alimentação. Os parâmetros utilizados no tratamento térmico situam-se na faixa de temperatura de aquecimento até 910ºC e uma indução magnética mínima na faixa de 80 até aproximadamente 1,5 T. Para melhorar as propriedades magnéticas de forma contundente na região deformada buscou-se através do recozimento conjugado com campo induzido um alinhamento dos domínios, ou seja, uma ordenação dos “spins” que juntamente com a elevação de temperatura tenderam a ter um mesmo sentido, facilitando de maneira significativa à passagem do fluxo magnético, propriedade importante para o desempenho dos núcleos das máquinas elétricas. Para avaliar o desempenho do processo, chapas do mesmo material foram cortadas por eletroerosão a fio, onde o perfil do corte permitiu um fluxo magnético uniforme e constante. O efeito do processo de recozimento com indução de campo magnético foi medido conforme determina a norma, ou seja, utilizando o “Quadro de Epstein” para chapas elétricas. Os resultados foram correlacionados com os dados obtidos a partir do uso do ferro-silício, ABNT NM71-2000/35F 420M, com as mesmas condições de uso e testes de laboratório. Do ponto de vista científico, uma das contribuições deste trabalho, está na influência da indução de campo magnético durante o tratamento térmico das amostras, pois é possível verificar um ganho nas propriedades magnéticas apresentadas. Este trabalho permite afirmar que é possível desenvolver e melhorar as propriedades magnéticas em ferro silício com alto desempenho e também sugerir que outras aplicações, onde seja necessário aumento do desempenho magnético, este processo possa ser aplicado. / This work presents and discusses the development and application of an annealing process together with the induced magnetic field. For this study development, the chosen material is the iron silicon, ABNT NM71-2000/ 35F 420M, due to the low trading costs and eases of purchase on the market. The process has the benefit of minimizing magnetic losses produced by conventional cutting the edge of the hot plates. To carry out the process system consists of a furnace, induction coil and power supply. The parameters used in the heat treatment are in the range of heating temperature to 910 ° C and a minimum magnetic induction in the range of about 80 to 1.5 T. The challenge of this work was in the fact that structure changes in the silicon iron, allied to inclusions of non-magnetizable materials, modify for worse the performance of magnetic cores. To obtain a structure that the magnetic field could permeate, the silicon iron alloys were selected to eliminate, at most, the presence of non-magnetizable materials, and only then consider a heat treatment process with magnetic induction to make the material suitable for use in cores of electrical machines. To improve the magnetic properties, an alignment of dipoles of the material, through induced magnetic field during annealing was intended. Annealing with induced magnetic field was carried out, observing the performance of the initial magnetic permeability of the samples, and subsequently measured with field saturation equipment. The results were correlated with the obtained data from the use of the FeSi, ABNT NM71-2000/35F 420M, with the same conditions of use and laboratory tests. From the scientific point of view, one of the contributions of this work is the influence of induced magnetic field during the heat treatment of the samples, since it was possible to verify a significant gain in the magnetic properties of the cores electrical machines during the performance tests. As a result of this work, the possibility of using annealing with magnetic induction was presented as a way to increase the permeability of a material with high carbon content, in this particular case, the silicon iron. This work suggests that it is possible to develop and improve the magnetic properties of iron and silicon with high performance also suggest that other applications where necessary increase in magnetic performance, this process can be applied.

Neste trabalho investigamos algumas propriedades magnéticas dos compostos de urânio e netúnio que apresentam coexistência de efeito Kondo e ordem ferromagnética. Utilizamos como modelo inicial o Hamiltoniano de rede de Anderson com dois níveis f degenerados em cada sítio, que corresponde a configuração eletrônica 5f2 com spins S = 1. Uma derivação da transformação de Schrieffer-Wolff é apresentada para este modelo, onde o Hamiltoniano resultante possui uma largura de banda efetiva para os elétrons f, em adição à interação de Kondo entre os spins f localizados, com S =1, e os spins 1/2 dos elétrons de condução. O modelo de rede Kondo resultante é tratado em uma aproximação de campo médio e pode descrever ambos os regimes Kondo e uma fraca perda de localidade dos elétrons 5f. Calculamos as temperaturas de Kondo, TK, e de Curie, TC, em função dos parâmetros do modelo: a interação de troca entre os spins dos elétrons localizados e os spins dos elétrons de condução, JK, a interação de troca entre sítios, JH, e a largura de banda efetiva dos elétrons f, Wf . Obtemos um diagrama de fases que mostra a coexistência do efeito Kondo e ordem magnética, evidenciando a dependência da temperatura de Curie com a pressão para os compostos de urânio, para diferentes variações da largura de banda efetiva para os elétrons f. Uma região de TK < TC é obtida num determinado intervalo de parâmetros e pode ser utilizada para descrever a variação da magnetização em função da temperatura para os compostos de netúnio NpNiSi2 e Np2PdGa3. / In this work we investigate some magnetic properties in uranium and neptunium compounds that show coexistence of Kondo effect and ferromagnetism by using, as initial model, the Anderson lattice Hamiltonian with two-fold degenerate f level in each site, corresponding to the electronic configuration 5f2 with spin S = 1. We realize a Schrieffer- Wolff transformation for this model, where the new effective Hamiltonian has a finite bandwidth for the f electrons in addition to the Kondo interaction between the spins of f electrons (S = 1) and the spins of conduction electrons (s = 1/2). The Kondo lattice model is treated in a mean-field approximation and can describe both Kondo and a weak delocalization of 5f electrons. We obtain the Kondo temperature, TK, and the Curie temperature, TC, as a function of the model parameters, where we define the exchange interaction between spins of localized and conduction electrons, JK, the exchange interaction between different sites, JH, and the effective bandwidth of f electrons, Wf . We obtain, therefore, a phase diagram that shows a coexistence of Kondo effect and magnetic order describing the Curie temperature as a function of pressure for uranium compounds, as UTe, for different effective bandwidth. A small region with TK < TC is found for a determined range of parameters and it can be used to describe the variation of magnetization versus temperature for the neptunium compounds as NpNiSi2 e Np2PdGa3.

Este trabalho apresenta uma investigação experimental sobre as propriedades de magneto-transporte dependentes da orientação de spin de dois sistemas ferromagnéticos clássicos com anisotropias distintas: (i) o composto Heusler de momentos magnéticos localizados Pd2MnSn e (ii) ligas de Co-Fe x at% (x = 2, 4 e 6), que são ferromagnetos de bandas. O composto Heusler tem anisotropia magnética muito pequena, ao passo que nas ligas de cobalto a anisotropia é pronunciada em razão da presença de elétrons da camada-3d incompleta no nível de Fermi. Em ambos os sistemas foram realizadas medidas de resistividade elétrica, magnetorresistência e efeito Hall em diversas temperaturas entre 2K e 300K, com aplicação de campos entre 0 e 9 Tesla. Medidas de magnetização foram realizadas em apoio às experiencias de magneto-transporte. As experiências de magneto-transporte evidenciaram efeitos de correntes eletrônicas polarizadas em spin. Em particular, o termo resistivo de mistura de spin proposto por Campbell e Fert [1], que é responsável pela transferência de momentum entre as sub-bandas dependentes de spin, é importante para descrever os comportamentos da resistividade elétrica e da magnetorresistência dos sistemas estudados no limite de baixas temperaturas. Por outro lado, o processo de espalhamento por desordem de spin é dominante nas regiões de temperaturas intermediárias e altas. A medida de resistividade de Hall no Pd2MnSn em função da temperatura apresenta um mínimo em torno de T = 50 K. A análise do contribuição anômala ao efeito de Hall neste sistema é consistente com as previsões teóricas referentes aos efeitos da fase de Berry no espaço recíproco. A anisotropia espontânea da resistividade foi detalhadamente estudada no caso das ligas de Co-Fe e a forte polarização de spin relacionada ao espalhamento pelas impurezas de Fe foi evidenciado. Nestas ligas, o efeito Hall é dominado por efeitos de espalhamento assimétrico (skew scattering) produzido pelas impurezas de Fe. / This work presents an experimental study of the spin-dependent magnetotransport properties in two classical ferromagnetic systems with distinct anisotropies: (i) the Heusler compound Pd2MnSn, where the magnetic moments are localized, and (ii) the Co-Fe (Fe = 2, 4 and 6 at %) alloys, that are band ferromagnets. The Heusler compound has a small magnetic anisotropy, while in the cobalt alloys the anisotropy is pronounced because of the presence of 3d electrons in the Fermi level. In both systems the electrical resistivity, magnetoresistance and Hall Effect were measured in the temperature interval between 2K and 300K under applied magnetic fields ranging between 0 and 9 Tesla. Magnetization measurements were made as a complement to the magnetotransport experiments. The magnetotransport measurements evidenced effects of spin polarized electronic currents. In particular, the spin mixing resistive term proposed by Campbell and Fert [1], to describe the momentum transfer between the spin dependent subbands plays an important role in the low temperature electrical resistivity and magnetoresistance of both systems. On the other hand, the scattering process due to spin disorder is dominant in the regions of intermediate and high temperatures. In Pd2MnSn the Hall resistivity shows a minimum around T = 50 K when plotted as a function of temperature. The analysis of the anomalous contribution to the Hall effect in this system is consistent with the theoretical predictions regarding the effects of the Berry phase in the reciprocal space. The spontaneous resistivity anisotropy was studied in detail in the case of the Co-Fe alloys. A strong spin polarization related to the electron scattering by impurities was found. In these alloys, the Hall effect is dominated by skew scattering due to Fe impurities.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-07-08T17:29:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 946406 bytes, checksum: a2673b6e3dfec9a3841f9054f2c61721 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-08T17:29:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 946406 bytes, checksum: a2673b6e3dfec9a3841f9054f2c61721 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A aplicação de um campo magnético na água para o uso em irrigação tem sido tratada com certa frequência na comunidade científica. Essa prática causaria alterações nas propriedades da água podendo favorecer a disponibilidade de alguns nutrientes e/ou reduzir perdas na agricultura. O estudo do transporte de nutrientes disponíveis na solução do solo, como o fósforo, está também relacionado a preocupação ambiental quanto a poluição que pode vir a ocorrer no solo e nas águas subterrâneas. Assim, objetivou-se neste trabalho, estudar os efeitos provocados no pH e na condutividade elétrica de águas com características diferentes ao serem submetidas a um campo magnético e avaliar a influência nos parâmetros de transporte, tais como fator de retardamento (R), coeficiente de distribuição (K d ), número de Peclet (Pe), coeficiente dispersivo-difusivo (D) e dispersividade ( ) do íon fosfato em um Latossolo Vermelho (LV) e um Neossolo Quartzarênico (NQ). O estudo foi conduzido no Laboratório de Física do Solo do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa – UFV, sendo dividido em dois experimentos. O primeiro, que envolve a análise das alterações da água com relação ao pH e a condutividade elétrica, quando submetida a um campo magnético. Foram utilizadas: água destilada, deionizada, tratada convencionalmente (torneira), mineral e em solução de fósforo em três diferentes concentrações. Para a produção do campo magnético foi utilizado um magnetizador Sylocimol Doméstico, da empresa Timol Produtos Magnéticos. No segundo experimento foram utilizados o Neossolo Quartzarênico (NQ), proveniente de Mocambinho, no município de Jaíba, situada no estado de Minas Gerais e Latossolo Vermelho (LV) da cidade de Sete Lagoas, também em Minas Gerais. O solo foi acondicionado em colunas de lixiviação que foram confeccionadas em tubos de PVC. Os ensaios com soluções de fósforo foram realizados para três concentrações iniciais diferentes usando o Neossolo Quartzarênico e três usando o Latossolo Vermelho, tanto em condições naturais quanto submetidos a campo magnético. Estas soluções foram aplicadas até que o volume percolado correspondesse a treze volumes de poros para LV e sete volumes de poros para NQ. Os parâmetros de transporte Pe, R, D foram obtidos utilizando-se o programa computacional Disp. Não foi observado diferença significativa para os valores de pH da água deionizada, destilada, tratada convencionalmente (torneira), mineral e nem para as soluções de fósforo em nenhuma das três concentrações adotadas quando as amostras foram comparadas aos tratamentos com e sem a influencia do campo magnético. Comportamento diferente foi verificado para a condutividade elétrica, em que notou-se um aumento nos seus valores para todos os tratamentos com campo magnético, em todos os tipos de águas e soluções de fósforo analisadas quando comparadas ao tratamento sem a interferência do campo magnético. Foram encontradas diferenças estatísticas no R e K d ao analisar comparativamente o uso de água não magnetizada ao da água magnetizada, quando se aplicou a maior concentração de fósforo no Latossolo Vermelho. Para os demais parâmetros, Pe, D e não foram verificadas diferenças estatísticas entre os tratamentos em nenhuma das concentrações usadas. Para o Neossolo Quartzarênico ao analisar comparativamente o uso de água comum ao da água magnetizada, para as três concentrações, encontrou-se diferenças no R e K d apenas na solução de menor concentração de fósforo. Os demais parâmetros Pe, D e não apresentaram diferenças estatísticas entre os tratamentos em nenhuma das concentrações testadas. / The application of a magnetic field in the water for use in irrigation have been treated with certain frequency in the scientific community. This practice would cause changes in the properties of water can promote the availability of certain nutrients and / or reduce losses in agriculture. The nutrient transport of study available in the soil solution, such as phosphorus, is also related to environmental concerns about pollution that may occur in soil and groundwater. Thus, the aim of this work was to study the effects of pH and electrical conductivity of water with different characteristics to be subjected to a magnetic field and to evaluate the influence on the transport parameters such as retardation factor (R), coefficient distribution (K d ), Peclet number (Pe), dispersive- diffusion coefficient (D) and dispersivity ( ) of phosphate ion in an Latossolo Vermelho (LV) and Neossolo Quartzarênico (NQ). The study was conducted at the Soil Physics Laboratory of the Department of Agricultural Engineering of the Federal University of Viçosa - UFV, divided into two experiments. The first, involves the analysis of water changes with respect to pH and electrical conductivity when subjected to a magnetic field. They were used: distilled, deionized water, treated conventionally (tap), and phosphorus mineral solution at three different concentrations. For the production of the magnetic field we used a hypnotist Sylocimol domestic, the company thymol Magnetic Products. The second experiment used the Neossolo Quartzarênico (NQ), from Mocambinho in the town of Jaíba, located in the state of Minas Gerais and Latossolo Vermelho (LV) of the city of Sete Lagoas, also in United States. The soil was packed in columns that were made of PVC pipes. The tests with phosphorus solutions were made for three different initial concentrations using Quartzipsamment and three using the Rhodic both in natural conditions as subjected to magnetic field. These solutions were applied until the percolated volume corresponded to thirteen pore volume to LV and seven volumes of pores to NQ. The transport parameters, R, D were obtained using the computer program Disp. There was no significant difference in pH values of deionized, distilled water, conventionally treated (tap) and mineral nor phosphorus solutions at all three concentrations adopted when samples were compared to treatments with and without the influence of the magnetic field. Different behavior was checked for electrical conductivity, wherein noted an increase in their values for all the treatments with magnetic fields in all types of waters and phosphorus solutions analyzed. Statistical differences were found in R and K d to comparatively analyze the use of water not magnetized to the magnetized water, when applied to higher phosphorus concentration in Latossolo Vermelho. For other parameters, Pe, D and were not observed statistical differences between treatments in any of the concentrations used. For Neossolo Quartzarênico to comparatively analyze the use of tap water to the magnetized water, for the three concentrations, we found differences in R and K d only in lower phosphorus concentration solution. The other parameters Pe, D and no statistical differences between treatments in any of the tested concentrations.