Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-05-02T23:02:56Z No. of bitstreams: 1 PALOMA LIMA DE OLIVEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2017.pdf: 2052604 bytes, checksum: eb8835fec6a57dfd944520382ff5fd82 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T23:02:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PALOMA LIMA DE OLIVEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2017.pdf: 2052604 bytes, checksum: eb8835fec6a57dfd944520382ff5fd82 (MD5) Previous issue date: 2017-04 / Um método considerado eficiente para degradação de moléculas orgânicas recalcitrantes, como é o caso do agrotóxico diuron, é o processo de fotocatálise heterogênea (FH) utilizando TiO2. O emprego do TiO2 no processo fotocatálitico é geralmente na forma de pó constituído de partículas nanométricas, o que dificulta a sua recuperação e reutilização. Uma alternativa que permite recuperar o nanocatalisador do meio reacional por separação magnética é a síntese do mesmo associado a uma fase com boa propriedade magnética (CoFe2O4). Assim o presente trabalho teve como objetivo sintetizar nanoestruturas magnéticas, xTiO2:yCoFe2O4 nas proporções mássicas x:y 90:10; 70:30 e 50:50, para serem utilizadas como catalisadores no processo de degradação e mineralização do diuron padrão em solução aquosa por fotocatálise heterogênea. Para isso foram sintetizadas as amostras CoFe2O4 pelo método de combustão e TiO2 e xTiO2:yCoFe2O4 pelo método Pechini, que foram submetidas as caracterizações de difração de raios X com refinamento Rietvield, composição química por fluorescência de raios X e análise textural. A atividade fotocatalítica dos nanomateriais foi avaliada na fotodegradação e mineralização do diuron padrão por meio da quantificação da concentração final de diuron e do carbono orgânico total (COT). Os efeitos do pH e da concentração de catalisador foram estimadas por meio de um planejamento fatorial 22. As nanoestruturas magnéticas permitiram a separação do meio reacional por um campo magnético. Todos os nanomateriais sintetizados promoveram 100% de degradação do diuron. As maiores remoções de COT para os catalisadores magnéticos foram obtida com pH 3 e 0,5 mg/mL de catalisador e para o TiO2 foi com pH 5 e 0,3 mg/mL de catalisador. / A method considered efficient for the recalcitrant organic molecules degradation, such as diuron agrochemical, is the heterogeneous photocatalysis (FH) process using TiO2. The TiO2 in photocatalytic process is generally used in powder form consisting of nanometric particles, which makes difficult its recovery and reuse. An alternative that allows recovering the nanocatalyst from the reaction medium by magnetic separation is the synthesis of the same compound associated to a good magnetic property phase (CoFe2O4). Thus the present work had as objective to synthesize magnetic nanostructures, xTiO2:yCoFe2O4 in the mass proportions of x:y 90:10; 70:30 and 50:50 to be used as catalysts in the degradation and mineralization process of the standard diuron in aqueous solution by heterogeneous photocatalysis. In order to accomplish it, CoFe2O4 samples were synthesized by the combustion method and TiO2 and xTiO2: yCoFe2O4 were synthesized by the Pechini method, which were subjected to X-ray diffraction characterization with Rietvield refinement, chemical composition by X-ray fluorescence and textural analysis. The photocatalytic nanomaterials activity was evaluated in the photodegradation and mineralization of the standard diuron by quantifying the final diuron concentration and total organic carbon (TOC). The pH effects and the catalyst concentration were estimated through a factorial design. The magnetic nanostructures allowed the reaction medium separation by a magnetic field. All synthesized nanomaterials promoted 100% diuron degradation. The highest TOC removals for the magnetic catalysts were obtained with pH 3 and 0.5 mg/mL of catalyst and for TiO2 it was with pH 5 and 0.3 mg/mL of catalyst.

Neste trabalho, foram preparadas resinas contendo o grupo sulfônico a partir de copolímeros sintetizados à base de estireno e divinilbenzeno (Sty-DVB), utilizando a técnica de polimerização em suspensão aquosa via radical livre. Os copolímeros foram preparados com diferentes graus de porosidade designados como: poros menores, porosidade intermediária e poros grandes. Esses copolímeros foram caracterizados por FTIR, ASAP, densidade aparente, grau de inchamento, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. Os copolímeros de Sty-DVB foram modificados quimicamente com sulfato de acetila para a obtenção de resinas sulfonadas. A modificação química dos copolímeros foi confirmada pelo aparecimento das bandas de absorção características no infravermelho do grupo sulfônico, pela capacidade de troca iônica introduzida por esse grupo funcional (aproximadamente 5 mmol/g) e pela modificação das características térmicas. As resinas sulfonadas foram impregnadas com metais de Ni ou Co para a obtenção de materiais magnéticos. Os compósitos obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, sendo possível visualizar as partículas metálicas sobre a superfície da matriz polimérica. O comportamento magnético desses materiais foi investigado, sendo observado um pequeno campo coercivo, que é característico de materiais magnéticos moles. Os materiais sintetizados foram avaliados na remoção de fenol de soluções aquosas. A remoção de fenol foi mais efetiva quando os compósitos de Ni foram empregados. / In this work, resins containing the sulfonic group were prepared from synthesized copolymer beads based on styrene and divinylbenzene (Sty-DVB) by suspension polymerization. These crosslinked copolymers were prepared with different porosities, namely small, intermediate and large porosity. These copolymers were characterized by infra-red spectrometry (FTIR), bulk density, specific area, swelling degree , termogravimetry (TG/DTG) and scanning electron microscopy (SEM). The synthesized copolymers were modified with acetyl sulphate aiming to obtain sulphonated resins. The chemical modification of the copolymers as confirmed by the displaying of the characteristc bands of sulfonic groups in the infrared spectra, by the ionic exchange capacity given by this functional group (around 5 mmol/g) and by the changes of thermal profiles. Ni or Co particles were anchored on the sulphonated copolymer matrix aiming to obtaining different magnetic materials. These composites were characterized by scanning electron micrscopy (SEM), permiting the observation of particles on the resin surfaces. The magnetic behavior of the composites was investigated. They presented behavior of soft materials due to their low coercive field. These composites were evaluated on the phenol removal from the aqueous solutions. The phenol removal was more efficient from materials containing Ni particles.

Este trabalho investiga a obtenção de nanopartículas (NP) de óxido de ferro por coprecipitação, sua estabilização com surfactantes e caracterização quanto à morfologia e comportamento magnético. Atualmente, as NP estão sendo amplamente utilizadas para aplicações biomédicas, tais como contraste em imagens médicas e sistema de distribuição de drogas. Na síntese das NP foram investigados, parâmetros como a temperatura da reação, o pH da solução e a velocidade de agitação. O estudo da estabilidade comparou dois diferentes surfactantes: o ácido oleico (AO) e o polietileno glicol (PEG). As NP obtidas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), e quanto à sua morfologia por microscopia eletrônica por varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), a qual também proporcionou uma distribuição de tamanho de partículas, com variação entre 5 nm e 10,23 nm. A interação entre o óxido de ferro e seus revestimentos foi caracterizada por espectrocopia no infravermelho (FTIR) e espectrocopia Raman. O comportamento magnético das NP foi caracterizado por magnetometria de gradiente de força alternada (AGFM) e espectroscopia Mössbauer. Os resultados revelaram que as NP de óxido de ferro são tipicamente constituídas por magnetita ( ) revestida com AO e PEG e com um tamanho médio de cristalito entre 4,6 e 19,2 nm, calculado através da equação de Scherrer. O AGFM mostrou que as propriedades magnéticas das partículas foram mais eficientes para as NP com revestimento, do que com as NP sem revestimento, e o valor de magnetização de saturação (M) para a revestida com PEG foi maior quando comparado com a revestida com AO. A espectroscopia Mössbauer foi utilizada para confirmação do óxido de ferro como , para estimar tamanho de partícula quando os espectros são medidos a baixa temperatura e para análise do comportamento superparamagnético das partículas. / This work investigates the obtained nanoparticles (NP) iron oxide by coprecipitation stabilization with surfactants and characterize the morphology and magnetic behavior. Currently, the NP are being widely used for biomedical applications such as contrast in medical imaging and drug delivery system. In the synthesis of NP were investigated parameters such as the reaction temperature, the pH and stirring speed. The stability study compared two different surfactants: oleic acid (OA) and polyethylene glycol (PEG). The NP were characterized by X-ray diffraction (XRD), and morphologically by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), which also provided a distribution of particle size, ranging from 5 nm and 10.23 nm. The interaction between the iron oxide and their coatings was characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. The magnetic behavior of NP was characterized by magnetometry alternating gradient force (AGFM) and Mössbauer spectroscopy. The results show that the NP iron oxide are typically comprised of magnetite ( ) coated with PEG and AO and a crystallite size between 4.6 and 19.2 nm calculated by the Scherrer equation. The AGFM showed that the magnetic properties of the particles were more efficient for the NP uncoated than to NP coated, and the value of saturation magnetization (M) to coated with PEG was higher when compared to coated AO. Mössbauer spectroscopy was used to confirm the iron oxide as , to estimate the size of particle where the spectra are measured at low temperature and to analyze the behavior of superparamagnetic particles.

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.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Mestrado em Ciências de Materiais, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-25T15:19:10Z No. of bitstreams: 1 2014_CamilaRibeiroFrazao.pdf: 2148462 bytes, checksum: 736693a12406451fd34fa93a41a72f4e (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-26T11:42:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_CamilaRibeiroFrazao.pdf: 2148462 bytes, checksum: 736693a12406451fd34fa93a41a72f4e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-26T11:42:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_CamilaRibeiroFrazao.pdf: 2148462 bytes, checksum: 736693a12406451fd34fa93a41a72f4e (MD5) / Neste trabalho foi realizada a investigação do diagrama de fase de partículas presentes em sistemas magnéticos nanoscópicos influenciados por capas que respondem à exposição de campos magnéticos. Foi utilizado o Modelo de Ising para representar o sistema magnético e o Método Monte Carlo com o Algoritmo de Metrópolis para obtenção das grandezas físicas mais relevantes. Levou-se em conta 4 diferentes estruturas, 3 bidimensionais: quadrada, triangular, tipo colmeia e 1 tridimensional: cúbica. Considerou-se apenas a influência dos primeiros vizinhos na rede e foi utilizado um modelo diferenciado de distribuição de intensidades dos momentos magnéticos ao longo da rede. A análise das curvas das propriedades magnéticas das estruturas, em particular das medidas da suscetibilidade magnética e do calor específico, permitiram identificar sucessivas transições de fase em baixas temperaturas. As transições de fase referentes às camadas da rede na simulação possibilitaram a elucidação do comportamento das curvas de propriedades magnéticas encontradas experimentalmente. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work was made an investigation about the particle phase diagramresident in nanoscopic magnetic fields influenced by cases that respond toexposition of magnetic fields. The Ising model was used to represent the magneticsystem and the Monte Carlo method with the Metropolis algorithm to obtain themost relevant physical quantities. We took into account four different structures:square, triangular, honeycomb and cubic, taking into account just the influence ofthe first neighbors in the network and using a different model of intensitydistribution of the magnetic moments along the network. The analysis of thecurves of the magnetic properties of the structures, in particular of themeasurements of the magnetic susceptibility and of the specific heat, allowed usto identify successive phase transitions in low temperatures. The phase transitionsrelated to the network layers in the simulation allowed the elucidation about thebehavior of the curves of the magnetic properties founded throughexperimentation.

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.

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.

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.