Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015. / Nanopartículas multicomponentes magnéticas/metálicas tem atraído muito atenção devido as suas propriedades magnéticas e ópticas únicas. Essas heteroestruturas podem ser aplicadas em terapia biomedicinal e imagem ou podem ser utilizadas também como carregadores de droga. Neste trabalho foram preparadas nanopartículas multicomponentes de CoFe 2O4/Ag atrav és do método de Tollens. A síntese de nanopartículas de ferrita de cobalto (CoFe 2O4) foi feita pelo método de co-precipitação química, usando como bases precipitantes, metilamina (CH3NH2) e o hidróxido de sódio (NaOH). Posteriormente as nanopartículas magnéticas foram colocadas em solução contendo o complexo diaminprata e deixadas sob agitação por um determinado tempo. Por _m, este complexo foi reduzido à prata metálica por glicose. Os diâmetros das ferritas puras e das estruturas multicomponentes foram obtidos por meio de difração de raios x do pó. A análise estrutural revelou a formação de única fase cristalina para as nanopartículas de ferrita de cobalto. Para os nanocompósitos multicomponentes o padrão de DRX mostrou a presença de picos de difração correspondentes as estruturas cúbicas das ferritas e da prata. Foi observado que a intensidade dos picos de difração das partículas híbridas tem dependência da razão Ag=CoFe2O4: Do ponto de vista macroscópico, ao serem submetidas a um imã as nanopartículas multicomponentes foram atraídas pelo mesmo, con_rmando assim, o seu comportamento magnético. As medidas de microscopia eletrônica de transmissão (MET) com espectroscopia de energia dispersiva (EDS) possibilitaram a visualização da interação entre as superfícies das duas estruturas. Foi possível através desta técnica obter a composição qualitativa e quantitativa dos materiais em regiões específicas. / Magnetic/metallic nanoparticles multicomponent has attracted much attention due to their unique magnetic and optical properties. Such heterostructures can be applied to biomedicinal therapy or image and can also be used as drug carriers. In this work, multicomponent nanoparticles CoFe2O4/Ag were prepared by Tollens method. The synthesis of cobalt ferrite CoFe2O4 nanoparticles were made by chemical coprecipitation method and, as precipitating bases, we have used methylamine (CH3NH2) and sodium hydroxide (NaOH). Subsequently, the magnetic nanoparticles were placed in the solution containing the complex diamin silver and left stirring for a certain time. Finally, this complex is reduced to metallic silver by glucose The diameters of cobalt ferrite nanoparticles and multicomponent structures were obtained from the powder diffraction X-rays patterns. Structural analysis showed the single spinel phase for ferrites. For the hybrid nanocomposites, the XRD patterns showed the presence of peaks corresponding to the cubic structure of ferrite and silver. It was observed that the intensity of the diffraction peaks of multicomponent particles is ratio dependent. From a macroscopic point of view, the hybrid particles have been subjected to an external magnetic field and were attracted confirming the magnetic behavior. Transmission electron microscopy (TEM) measurements with energy dispersive spectroscopy (EDS) allowed the visualization of both silver and ferrite structure. It was possible with this technique to obtain qualitative and quantitative materials analysis in specific spots.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2008. / Submitted by Debora Freitas de Sousa (deborahera@gmail.com) on 2009-07-27T11:44:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Fabio_Nakagomi.pdf: 2332418 bytes, checksum: 39dc6ff6e9910f61dcf7eb05a009eed9 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-07-27T13:09:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Fabio_Nakagomi.pdf: 2332418 bytes, checksum: 39dc6ff6e9910f61dcf7eb05a009eed9 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-07-27T13:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Fabio_Nakagomi.pdf: 2332418 bytes, checksum: 39dc6ff6e9910f61dcf7eb05a009eed9 (MD5) Previous issue date: 2008-09 / A dependência da quantidade de Cobalto (Co) e Magnésio (Mg) nas propriedades estruturais e magnéticas de nanopartículas de ferritas de CoxFe3-xO4 (0,05 ? x ? 1,6) e MgxFe3-xO4 (0,5 ? x ? 1,5) crescidas pelo método de reação de combustão foi investigada por espectroscopias de Raios-X, Raman, e Mössbauer. Os dados Mössbauer revelaram que os íons divalentes (Co2+, Mg2+) ocupam os sítios tetraédricos e octaédricos em ambos os conjuntos de amostras. Entretanto, foi verificado que enquanto as amostras de CoxFe3-xO4 apresentam uma distribuição do tipo espinélio inversa para baixas concentrações de Co com tendência a uma espinélio mista com o aumento de x. A ferrita de magnésio apresenta comportamento oposto. Para valores de x > 0,4 os dados experimentais indicaram que o caroço das nanopartículas de CoxFe3-xO4 está coberta por uma camada de hematita cuja espessura depende de x. A espectroscopia Raman comprovou que a co-existência dessas duas fases é responsável por uma interface caroço/camada altamente estressada que leva a uma redução da simetria dos sítios tetraédricos e octaédricos, explicando assim a variação observada dos parâmetros hiperfinos nesse intervalo de x. Para valores de x > 0,4 foi constatado que os parâmetros hiperfinos de ambos os conjuntos de amostras praticamente não são afetados com a introdução dos íons divalentes. Excetuando-se o decréscimo observado para o campo hiperfino nas amostras de MgxFe3-xO4. Devido à grande diferença entre as massas dos íons de Fe3+ e Mg2+ foi observado um desdobramento do modo A1g, o qual permitiu o uso da espectroscopia Raman para quantificar a distribuição de Mg2+ e Fe3+ nos sítios tetraédricos e conseqüentemente, obter a distribuição de cátions para as amostras de MgxFe3-xO4. Foi verificado que esses resultados estão em boa concordância com os dados obtidos por Mössbauer. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Cobalt (Co) and Magnesium (Mg) content dependence of the structural and magnetic properties of CoxFe3-xO4 (0,05 ? x ? 1,6) and MgxFe3-xO4 (0,5 ? x ? 1,5) ferrites nanoparticles growned by combustion reaction were investigated by X-Ray diffraction, Raman, and Mössbauer spectroscopy. The Mössbauer data revealed that Co2+ and Mg2+ divalent ions occupy both tetrahedral and octahedral sites of both sets of samples. However, it was verified that while the cobalt ferrite samples presented a cation distribution of inverse spinel type at low Co concentrations, which tends to a mixed spinel as the cobalt concentration increases, the opposite behavior was observed for the magnesium ferrite. For, the experimental data indicated the presence of a hematite phase forming a shell around the core of the nanoparticle, whose thickness is x dependent. The Raman spectroscopy showed that the co-existence of those two phases is responsible for a highly stressed core-shell interface, leading to the symmetry reduction of the tetrahedral and octahedral sites, explaining the changes in the hyperfine parameters in this x range. For x > 0,4 , it was verified that the hyperfine parameters are not affected by the introduction of the divalent ion for both ferrites, except for an observed decrease of the hyperfine field in the MgxFe3-xO4 samples. Due to the large difference between Fe3+ and Mg2+ ions masses, an A1g splitting mode was observed, which allowed us to quantify Fe3+ and Mg2+ distribution in the tetrahedral sites and, consequently, to obtain the cation distribution of the MgxFe(3-x)O4 samples. These results are in good agreement with the Mössbauer data.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-19T13:27:54Z No. of bitstreams: 1 2017_TiagodeJesuseCastro.pdf: 5324603 bytes, checksum: 82aee5a023babe56ab79f58ef3dd21ef (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-15T11:58:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_TiagodeJesuseCastro.pdf: 5324603 bytes, checksum: 82aee5a023babe56ab79f58ef3dd21ef (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-15T11:58:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_TiagodeJesuseCastro.pdf: 5324603 bytes, checksum: 82aee5a023babe56ab79f58ef3dd21ef (MD5) Previous issue date: 2017-09-15 / Este trabalho dedica-se ao estudo das propriedades ópticas, estruturais e magnéticas de nanopartículas de MxZn1-xO (M = Co, Eu e Ho) com 0,000 ≤ x ≤ 0,100. As amostras foram sintetizadas pelo método da solução de combustão (SCM) e caracterizadas por difração de raiosX (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-X por dispersão de energia (EDS), ressonância paramagnética eletrônica (EPR), magnetometria e espectroscopias Raman e fotoacústicas. Os padrões de DRX e os espectros Raman indicaram a formação da estrutura ZnO wurtzita hexagonal (grupo espacial C4 6V) em todos os conjuntos de amostras. A espectroscopia Raman, assim como os dados de EPR e de espectroscopia fotoacústica, confirmaram a presença de duas fases (wurtzita e Co3O4) nas amostras de CoxZn1- xO. Além do mais, dados de DRX evidenciaram a formação das fases Eu2O3, Eu2O2CN2 e Ho2O3 nas amostras EuxZn1-xO e HoxZn1-xO, respectivamente. Medidas de magnetização indicaram a presença de ordenamento magnético de longo alcance, a temperatura ambiente, nas amostras de CoxZn1-xO, inclusive para x = 0,000. No entanto, foi verificado que a componente ferromagnética das amostras com x = 0,000 é pelo menos vinte vezes menor que a magnetização de saturação da amostra Co0,100Zn0,900O. Análises das curvas de magnetização em diferentes temperaturas mostraram que o ferromagnetismo nas amostras com x  0,000 é resultante da formação de pequenas inclusões de Co-metálico, com raio estimado de aproximadamente 4,8 nm e temperatura de bloqueio de ~595 K. Em complemento, medidas de espectroscopia Raman evidenciaram a presença de modos vibracionais adicionais (AMs) com energias e intensidades similares aos encontrados em espectros Raman de amostras de ZnO dopadas com nitrogênio. Resultados referentes ao tratamento térmico das NPs de MxZn1-xO em diferentes condições (diferentes temperaturas e em atmosfera de ar, fluxo de N2 ou fluxo de He) mostraram-se consistentes com a formação de impurezas de N na estrutura do ZnO. Além do mais, o fato das intensidades dos AMs apresentarem uma relação de dependência com o teor de átomos de Eu ou Ho presentes na estrutura cristalina do ZnO sugere que estes elementos aumentam a solubilidade do nitrogênio no óxido de zinco. Por fim, os resultados pós-tratamento térmico demonstram que a origem do modo adicional em ~510 cm-1 não pode ser explicada levando-se em conta a existência de complexos de Zni-Oi, como é proposto atualmente na literatura. De fato, os dados aqui apresentados sugerem que os AMs são modos Raman ativados por desordem, promovidos pela presença de N. / This work is dedicated to the study of the optical, structural and magnetic properties of MxZn1-xO (M = Co, Eu e Ho) nanoparticles with 0,000 ≤ x ≤ 0,100. The samples were synthesized by the solution combustion method (SCM) and characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), electron paramagnetic resonance (EPR), magnetometry, Raman spectroscopy and photoacoustic spectroscopy. The XRD patterns and the Raman spectra of all samples indicated the formation of the ZnO hexagonal wurtzite structure (space group C 4 6V). The Raman spectroscopy, as well as the EPR and photoacoustic data, confirmed the presence of two crystallographic phases (wurtzite and Co3O4) in the CoxZn1-xO NPs. In addition, XRD data showed the formation of Eu2O3, Eu2O2CN2 and Ho2O3 phases in the EuxZn1-xO and HoxZn1-xO samples, respectively. Magnetization measurements indicated the existence of long-range magnetic ordering at room temperature in the CoxZn1-xO NPs, including in the x = 0,000 sample. Nevertheless, it was verified that the ferromagnetic component of the x = 0,000 sample is at least twenty times smaller than the saturation magnetization of the Co0,100Zn0,900O. Analysis of the magnetization curves at different temperatures showed that the ferromagnetism in the samples with x  0,000 comes from small Co-metallic inclusions, with an estimated radius of about 4,8 nm and blocking temperature around 595 K. In addition, Raman spectroscopy measurements showed the presence of additional vibrational modes (AMs) with similar energies and intensities to what is found in the Raman spectra of N-doped ZnO. Results from thermal treatment of MxZn1-xO NPs at different conditions (different temperatures and in air atmosphere, N2- or He-flow) were consistent with the formation of N-impurities in the ZnO structure. In addition, the fact that the AMs correlate with the Eu- and Ho-content suggest that these elements increase the solubility of nitrogen in the zinc oxide. Finally, the results concerning the post-thermal treatment demonstrated that the origin of the additional mode at ~510 cm-1 cannot be explained considering the existence of complexes ZniOi, as currently proposed in literature. In fact, the data presented here suggest that Raman scattering favored by N-impurities is likely to be the origin of the Raman AMs in the studied nanomaterials.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Letícia Gomes T. da Silva (leticiasilva@bce.unb.br) on 2013-11-25T17:58:41Z No. of bitstreams: 1 2013_GuilhermeSiqueiraGomide.pdf: 2491036 bytes, checksum: 42a216e38bec945a3ef4b94838451101 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2013-11-26T20:14:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_GuilhermeSiqueiraGomide.pdf: 2491036 bytes, checksum: 42a216e38bec945a3ef4b94838451101 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-26T20:14:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_GuilhermeSiqueiraGomide.pdf: 2491036 bytes, checksum: 42a216e38bec945a3ef4b94838451101 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo da anisotropia e das propriedades magnéticas intrínsecas e coletivas, realizado em nanopartículas de ferritas mistas de Zn-Mn com diferentes teores de zinco. Essas propriedades foram investigadas através da análise de diferentes técnicas de magnetização DC, como: magnetização a baixo campo em função da temperatura, magnetização em função do campo magnético aplicado a baixa temperatura, e gráficos do tipo Henkel. Todas as medidas foram realizadas em um magnetômetro de amostra vibrante (VSM-PPMS), em dois diferentes regimes de concentração, de modo a investigar a interações entre partículas e suas influências sobre as propriedades magnéticas dos sistemas estudados. As nanopartículas utilizadas possuem em sua superfície uma camada de maguemita, a fim de permitir a formação de um ferrofluido estável em meio ácido. As partículas são, portanto, consideradas do tipo core-shell, denotadas por ZnxMn(1-x)Fe2O4@γ-Fe2O3, onde x é teor de zinco e assume diversos valores. A variação da anisotropia nas diferentes amostras foi investigada a partir da alteração na temperatura de bloqueio de Néel, e também através de ciclos de histerese a baixas temperaturas, analisadas utilizando a teoria de Stoner-Wohlfarth. Finalmente, a fim de observar os efeitos das interações entre partículas em amostras de baixa anisotropia magnética, as diferentes formas de aquisição da remanência e as relações entre elas, denominadas relações de Wohlfarth foram estudadas. A não concordância dos dados experimentais com tais relações permitiu verificar o efeito da distância entre as partículas nas propriedades magnéticas, através da comparação entre os dois regimes de concentração estudados. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a study of the anisotropy and intrinsic and collective magnetic properties, carried out on nanoparticles of mixed Zn-Mn ferrites with different zinc content. These properties were investigated through the analysis of different DC magnetization techniques, such as magnetization as a function of temperature at low field, magnetization as a function of the applied magnetic field at low temperatures and Henkel plots. All the measurements were carried out in a vibrating sample magnetometer (VSM – PPMS), in two different concentration regimes, in order to investigate the interaction between particles end it’s influence over the magnetic properties of the studied systems. The nanoparticles utilized have in it’s surface a layer of maghemite, in order to allow the formation of a stable ferrofluid in acidic medium. The nanoparticles are, then, considered of the core-shell type, and can be denoted by ZnxMn(1-x)Fe2O4@γ-Fe2O3, where x is the zinc content, that can assume several values. The variation of the magnetic anisotropy throughout the different samples was investigated through the change in the Néel blocking temperature, also, through hysteresis cycles under low temperatures, analyzed using the Stoner-Wohlfarth theory. Finally, with the intent of observing the effects of the interparticle interactions in samples with small magnetic anisotropy, the different ways of acquiring the remanence and the relations between them, referred to as the Wohlfarth relations, were studied. The discordance between the experimental data and those relations allowed for a verification of the effect of the interparticle distance on the magnetic properties, through the comparison between the two studied concentration regimes.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-08-20T17:30:30Z No. of bitstreams: 1 2018_MarlyMonteroMuñoz.pdf: 3820907 bytes, checksum: d1bdf8d2d7636acc29eac28d8bec76a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-21T18:04:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_MarlyMonteroMuñoz.pdf: 3820907 bytes, checksum: d1bdf8d2d7636acc29eac28d8bec76a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T18:04:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_MarlyMonteroMuñoz.pdf: 3820907 bytes, checksum: d1bdf8d2d7636acc29eac28d8bec76a9 (MD5) Previous issue date: 2018-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / A contaminação dos sistemas aquosos por moléculas orgânicas é uma ameaça ambiental grave e muito séria porque envolve toxicidade, tanto para animais como para seres humanos. Para resolver esse problema, muitas vezes tem se utilizado processos químicos e físicos que não destroem os poluentes. Isto tem levado à procura por outras soluções, focando o interesse nas Tecnologias Avançadas de Oxidação (TAOs), especificamente na fotocatálise heterogênea que faz uso de semicondutores, tais como TiO2, ZnO, SnO2. O estudo apresentado nesta tese diz respeito à preparação e caracterização de estruturas de ZnO sintetizadas pelo método de precipitação controlada e usando diferentes solventes de síntese e de lavagem que resultaram em morfologias tipo agulha, barra, porca, donuts e esponja. A caracterização vibracional feita através de espectroscopia Infravermelha (FTIR) mostrou a evolução dos principais grupos funcionais associados ao processo de síntese de ZnO utilizando acetato de zinco como precursor. Os resultados obtidos por espectroscopia Raman mostraram picos característicos de ZnO relacionados com a estrutura hexagonal tipo Wurtzita confirmando a boa qualidade cristalina obtida em todas as amostras, em concordância com os resultados determinados por difração de raios X (DRX). Baseados nos resultados obtidos por essas técnicas se propõe um mecanismo de formação de cada uma das morfologias, tendo em conta a teoria de crescimento e nucleação. As propriedades óticas foram estudas por espectroscopia de fotoluminescência (PL) e UV-Vis. Um pico luminescente bastante intenso atribuído ao éxciton livre foi identificado somente na morfologia tipo agulha. Picos associados a éxcitons ligados foram encontrados em todas as amostras com diferente morfologia. Em todas as morfologias, com exceção à do tipo esponja, foram identificados picos luminescentes atribuídos a defeitos estruturais em variada proporção. A atividade fotocatalítica das amostras sintetizadas com diferente morfologia foi testada avaliando a degradação fotocatalítica de uma solução aquosa de azul de metileno sob irradiação de luz UV. Determinou-se que o ZnO com morfologia tipo agulha apresenta o melhor desempenho fotocatalítico seguido das morfologias tipo barra, porca, donuts e esponja, respectivamente. Uma descrição detalhada da relação entre os tipos de morfologia de ZnO e a eficiência na atividade fotocatalítica e o papel dos defeitos estruturais na melhora da atividade também é discutida nesta tese. / The contamination of aqueous systems using organic molecules is a serious environmental threat because it involves toxicity to both animals and humans. Chemical and physical processes that do not destroy pollutants have often been used to solve this problem. This led to look for other solutions, focusing on the interest in Advanced Oxidation Technologies (TAOs), speci_cally the heterogeneous photocatalysis that makes use of semiconductors, such as ZnO, TiO2, SnO2 . The study presented in this thesis concerns the preparation and characterization of ZnO structures synthesized by the controlled precipitation method and using different synthesis and washing solvents that resulted in needle-, rod-, nut-like, donut- and sponge-like morphologies. The vibrational characterization carried out using FTIR spectroscopy showed the evolution of the main functional groups associated with the ZnO synthesis process using zinc acetate as a precursor. The results obtained by Raman spectroscopy showed characteristic ZnO peaks assigned to the hexagonal Wurtzite-type structure con_rming the good crystalline quality obtained in all samples in agreement with the results determined from X-ray di_raction measurements (DRX). Based on the results obtained by the di_erent techniques, a mechanism of formation is proposed for each one of the morphologies, taking into account the growth and nucleation theory. The optical properties were studied by photoluminescence (PL) and UV-Vis spectroscopy. A very intense luminescent peak attributed to free exciton was identi_ed only in needle-like morphology. Peaks associated with bound exciton were found in all samples with di_erent morphology. In all morphologies, with the exception of the sponge-like, luminescent peaks attributed to structural defects in varied proportions were identi_ed. The photocatalytic activity of the synthesized samples with di_erent morphology was tested by evaluating the photocatalytic degradation of an aqueous solution of methylene blue under irradiation with UV light. It was determined that the ZnO with needle-like morphology shows the best photocatalytic performance followed by rod-, nut-, donutand sponge-like morphologies, respectively. A detailed description of the relationship between the types of ZnO morphology and the e_ciency in the photocatalytic activity and the role of structural defects for the improvement of the activity is also discussed in this thesis.