Ce travail a pour objectif de contribuer à l’étude du magnétisme dans les oxydes isolants de type AB2O6 (A = Fe, Co, Ni; B = Ta, Sb). Ces composés cristallisent dans une structure trirutile et présentent une variété très riche de phases magnétiques. Tous les ordres observés peuventêtre classés comme antiferromagnétiques mais diffèrent d’un ordre simple de type Néel. En outre, les substitutions comme FexCo1−x Ta2O6, FexNi1−xTa2 O6 et Cox Ni1−xTa2O6 conduisent à des domaines de coexistence de phases magnétiques et à des points bicritiques dans les diagrammes de phases TN (x). Une caractéristique par- ticulièrement intéressante de ces composés est le caractère quasi-bidimensionnel de leur magnétisme, puisque les ions de métaux de transitions A apparaissent dans des réseaux plans séparés par deux plans d’ions non magnétiques B. Une forte anisotropie de champ cristallin est observée sur les sites magnétiques, résultant de la distorsion axiale des octaèdres d’oxygènes qui entourent ces ions A. Nous avons abordé deux aspects complémentaires: théorique et expérimental. Du point de vue théorique, une reformulation du modèle bi- dimensionnel jusqu’à present utilisée pour décrire la susceptibilité paramagnétique nous a permi d’obtenir des constants d’échange compatibles avec les types d’ordre magnétique planaire observés. Considérant que le caractère tridimensionnel des structures magnétiques révélées par diffraction neutronique indique l’importance du couplage entre plans, quoique faible, à basse température, nous proposons un modèle tridimensionnel coherent avec les ordres observés dans le plan ab ainsi que le long de l’axe c. Du point de vue expérimental, nous faisons des substitutions sur le site non magnétique pour modifier de fa¸con systematique l’espacement entre les plans magnétiques et, en consequence, le couplage entre eux. En particulier, nous avons synthétisé des composés du type ANbxTa2−xO6 avec A = Fe, Ni et Co, tout en restant dans le domaine de stabilité de la phase quadratique, puisque la présence de Nb favorise une phase orthorhombique. Une caractérisation structurale et magnétique de ces systèmes est faite par diffraction de rayons X et de neutrons, complétées par des mesures de susceptibilité magnétique, chaleur spécifique et aimantation en fonction du champ appliqué. Nous étudions également des séries avec Sb à la place de Nb où nous avons également effectué des remplacements sur le site magnétique. / Este trabalho tem por objetivo contribuir para o estudo do magnetismo em óxidos isolantes do tipo AB2O6 (A = Fe, Co, Ni; B = Ta, Sb). Esses compostos cristalizam-se numa estrutura trirutilo e apresentam uma variedade muito rica de fases magnéticas. Todos os ordenamentos observados podem ser classificados como antiferromagnéticos, embora difiram de uma ordem simples do tipo Néel. Além disso, substituições como FexCo1−xTa2O6, FexNi1−xTa2O6 e CoxNi1−xTa2O6 produzem regiões de coexistência de fases e pontos bicríticos nos digramas de fases T vs. x. Uma característica particularmente interessante desses compostos é a natureza quase-bidimensional do seu magnetismo, pois os íons de metais de transição A aparecem em planos de rede separados por dois planos de íons não magnéticos B. Também se observa uma forte anisotropia de campo cristalino sobre os sítios magnéticos devido `a orientação e distorção axial dos octaedros de oxigênio que cercam os íons A. Nossa abordagem envolve dois aspectos complementares: teórico e experimental. Do ponto de vista teórico, reformulamos o modelo bidimensional até aqui utilizado para descrever a susceptibilidade paramagnética, de forma a compatibilizá-lo com todos os ordenamentos magnéticos planares observados. Considerando que o caráter tridimensional das estruturas magnéticas reveladas por difração de nêutrons indica a importância do acoplamento entre planos, ainda que fraco, a baixas temperaturas, propomos um modelo tridimensional consistente com os ordenamentos observados tanto no plano ab como ao longo do eixo c. Do ponto de vista experimental, fazemos substituições no sítio não magnético, buscando alterar de forma sistemática o espaçamento entre planos e, consequentemente, o acoplamento entre eles. Em particular, sintetizamos compostos do tipo ANbxTa2−xO6 com A = Fe, Ni e Co, procurando permanecer na região de estabilidade da fase tetragonal, pois a presença de Nb favorece uma fase ortorrômbica. A caracterização estrutural e magnética é feita via difração de raios-X e de nêutrons, bem como medidas de susceptibilidade magnética, calor específico e magnetização em função do campo aplicado. Estudamos, ainda, séries com Sb no lugar de Nb, nas quais fazemos substituições também no sítio magnético. / This work aims to contribute to the study of magnetism in insulating oxides of the type AB2O6 (A = Fe, Co, Ni, Ta = B, Sb). These compounds crystallize in a trirutile structure and present a rich variety of magnetic phases. All the observed orderings can be classified as antiferromagnetic, but they differ from a simple Néel type order. Moreover, substitutions such as FexCo1−xTa2O6, FexNi1−xTa2O6 and CoxNi1−xTa2O6 produce several regions of phase coexistence and bicritical points in the phase diagram T vs. x. A particularly interesting characteristic of these compounds is the quasi-two-dimensional nature of their magnetism, since the transition-metal ions A appear in layers separated by two planes of the non-magnetic ions B. They also show strong crystal-field anisotropy on the magnetic sites due to axial distortion of the oxygen octahedra surrounding the A ions. Our approach involves two complementary aspects: theoretical and experimental. From the theoretical point of view, a reformulation of the two-dimensional model used until now to describe the paramagnetic susceptibility allows us to obtain exchange parameters compatible with the observed planar magnetic orderings. Considering that the three-dimensional character the magnetic structures revealed by neutron diffraction indicates that the coupling between planes, although weak, plays an important role to low temperatures, we propose a three-dimensional model consistent with the observed orderings both in the ab plane and along the c axis. From the experimental point of view, we make substitutions on the non-magnetic sites, in order to systematically modify the spacing between planes and, consequently, the coupling between them. In particular, we have synthesized compounds of type ANbxTa2−xO6 with A = Fe, Ni and Co, remaining in the stability region of tetragonal phase, since the presence of Nb favors an orthorhombic phase. The structural and magnetic characterization of the systems is done via the X-ray and neutron diffraction as well as measurements of magnetic susceptibility, specific heat, and magnetization as a function of the applied field. We also study series with Sb in place of Nb where we additionally include substitutions in the magnetic site.

O desenvolvimento de motores e equipamentos elétricos de alta eficiência energética tem representado um desafio para o desenvolvimento tecnológico. Além da criação de novos materiais, a busca pela melhoria nas propriedades daqueles já existentes surge como uma rota para otimização energética de motores elétricos. É nesse contexto que nos últimos anos as pesquisas em aços para aplicações magné-ticas, os aços elétricos, foram retomadas buscando novas rotas e processos de fa-bricação desses materiais aliando a redução de custos com a otimização das propri-edades do material. Com o aumento da produção surge a necessidade de desenvol-ver-se formas de inspeção para o controle de qualidade desses materiais que forne-çam resposta rápida e de baixo custo. Assim, surge como alternativa os métodos eletromagnéticos como ferramenta de inspeção por ensaios não destrutivos. Neste trabalho, buscou-se a otimização das propriedades de aços elétricos variando sua composição química e microestrutura, com o objetivo de estudar a influência nas propriedades magnéticas e, então, a aplicação dos métodos micromagnéticos para a inspeção da microestrutura do material com foco na criação de um método de inspe-ção para controle de qualidade que permita sua implementação durante o processo produtivo, sem a necessidade de extração de material para a detecção de defeitos e, dessa forma, foi possível verificar a viabilidade da ferramenta para esse fim. / The development of highly efficient electrical devices and engines comes up as a challenge for technological development. Summed up to new materials devel-opment, the improvement of material’s properties rises as a route for optimization of electrical machines. In this context, in the last years the researches on electrical steels have been focused on finding new manufacturing routes focused on cost re-duction and achievement of better magnetic properties, in order to waste less energy during work. Increases in steel volume production lead to a need to finding Low cost methods which supply fast results , for quality control and assurance for these mate-rials.. Electromagnetic methods show up as nondestructive tool for this purpose. In this work, several non-oriented electrical steel were prepared , with various micro-structural conditions which caused varying magnetic properties among the samples; micromagnetic methods were used as a tool for non-destructive evaluation of their microstructure and magnetic properties. The inspection aimed at building a model for in-production line quality assurance of this sort of material.

O crescimento de lmes nos ferromagnéticos sobre uma superfícies vicinal induz uma anisotropia uniaxial que atua juntamente com a anisotropia magnetocrislanina. Neste estudo, lmes nos de Co foram depositados sobre Si(111) para investigar o papel dessa anisotropia nas propriedades magnéticas do lme. Os substratos foram preparados quimicamente via uma solução de NH4F e caracterizados via microscopia de força atômica. Os lmes, depositados via desbaste iônico, foram caracterizados estruturalmente via difratometria de raio-x e microscopia de tunelamento. As propriedades magnéticas foram determinadas via magnetometria a efeito Kerr magnetoóptico, onde observou-se a presen ça de uma anisotropia uniaxial dominante. Um modelo fenomelógico de reversão da magnetização via rotação coerente foi aplicado para ajustar as curvas de histerese, e as constantes de anisotropia uniaxial para cada espessura foram determinadas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work were investigated the synthesis of crystal systems of SnO and SnO2 in bulk and nanostructured form, pure and doped with different transition metals (TM = Fe, Co, Cr, Mn and Ni), using the thermal decomposition of compounds organometallic (DT) and co-precipitation (CP) methods. Through the technique of X-ray diffraction (XRD) combined with Rietveld refinement method of crystal structures by the use of free software tools DBWS 9807th, proved that the DT method revealed the formation of SnO with tetragonal symmetry, space group P4/nmm and mean crystallite size ranging from 4 to 16 nm, while the Co-precipitation method provided SnO2 samples with tetragonal symmetry, space group P42/mnm and crystallite sizes between 10 and 60 nm. To determine the optical band gap of some samples, absorbance measurements were performed as a function of wavelength in regions ranging ultraviolet to visible (UV-Vis), which were determined near of 4 eV for SnO2. From the magnetic point of view, the TM-doped samples were characterized by magnetization as a function of the temperature (MxT), which we can prove appropriate dilution of TM ions and extract the number of these ions that contribute paramagnetic form with values between 0.009 and 0.142% of the nominal value in SnO2 systems and values between 1.54 and 2.51% in the SnO systems, in addition to magnetization as a function of magnetic field measurements (MxH) reveal that for almost all systems examined at room temperature a ferromagnetic ordering in both compounds, with a reduction in the coercive field values with increasing in the MT concentration of approximate 300 to 0 Oe in the systems of SnO2 while in the SnO this magnitude reduces of approximate 40 to 5 Oe, such ordering can be attributed to interaction between diluted MT ions, provided by possible defects in the crystal structure. / Neste trabalho foi estudado a síntese de sistemas cristalinos do SnO e SnO2, na forma massiva e nanoestruturada, puro e dopado com diferentes metais de transição (MT = Fe, Co, Cr, Mn e Ni), usando os métodos da decomposição térmica de compostos organometálicos (DT) e co-precipitação (CP). Através da técnica de difração de raios X (DRX) aliada ao método de refinamento Rietveld de estruturas cristalinas pelo uso do software livre DBWS tools 9807a, comprovamos que o método DT proporcionou a formação do SnO com simetria tetragonal, grupo espacial P4/nmm e tamanho médio do cristalito variando de 4 a 16 nm, enquanto o método da co-precipitação deu origem a amostras de SnO2 com simetria tetragonal, grupo espacial P42/mnm e cristalitos de tamanhos dispostos entre 10 e 60 nm. Para determinação do gap óptico de algumas amostras foram realizadas medidas de absorbância em função do comprimento de onda nas regiões que vão do ultravioleta ao visível (UV-Vis), os quais foram determinados próximos de 4 eV para o SnO2. Do ponto de vista magnético, as amostras dopadas com MT foram caracterizadas através de medidas de magnetização em função da temperatura (MxT), das quais podemos comprovar a devida diluição dos íons de MT e extrair o número destes íons que contribuem de forma paramagnética com valores entre 0,009 e 0,142% do valor nominal nos sistemas de SnO2 e valores entre 1,54 e 2,51% nos sistemas do SnO, em adição a medidas de magnetização em função do campo magnético (MxH) que revelam para quase todos os sistemas analisados um ordenamento ferromagnético em temperatura ambiente em ambos os compostos, com uma redução nos valores de campo coercivo com o aumento da concentração de MT, de 300 a aproximados 0 Oe nos sistemas do SnO2 enquanto no SnO esta grandeza reduz de 40 a aproximados 5 Oe, tal ordenamento pode ser atribuído a interação entre os íons de MT diluídos, proporcionada por possíveis defeitos na estrutura cristalina.

Orientador: Edson Correa da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-05T10:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pires_ManoelJoseMendes_D.pdf: 2259890 bytes, checksum: 89a439052421ef20ca8be3fe8a8228b8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Estudamos materiais magnéticos heterogêneos por meio de várias técnicas experimentais mas tendo como técnica principal a ressonância magnética eletrônica (RME), tanto no regime ferromagnético quanto no paramagnético. Dois grupos de materiais foram investigados: compostos de Gd5(SixGe1-x)4 e filmes finos granulares de cobalto embebido em matrizes metálicas (cobre) e semicondutoras (dióxido de silício). Ambos são materiais de grande interesse tecnológico, sobretudo para aplicações em refrigeração magnética no primeiro caso e em dispositivos para gravação e leitura magnética no último. Medidas de RME em função da temperatura foram utilizadas para a caracterização de fases coexistentes em compostos de Gd5(S ixGe1-x)4 permitindo uma discriminação de seus comportamentos magnéticos individuais mais clara do que pode ser obtido por técnicas de magnetometria. É apresentado um estudo detalhado do fator de separação espectroscópica no regime paramagnético que permite a determinação do parâmetro de troca entre os spins localizados e os elétrons de condução. E todos esses resultados são empregados para a análise do complexo comportamento magnético de toda essa família de compostos. Medidas de ressonância ferromagnética em função da orientação do campo magnético aplicado e em função da temperatura foram empregadas para a determinação das anisotropias magnéticas efetivas de filmes finos de Co10C u90 e de Co-SiO2de várias composições. Para estes últimos empregamos um modelo que considera explicitamente a anisotropia de forma dos aglomerados de Co e que prevê, a partir disto, um termo de anisotropia perpendicular adicional ao que advém da forma da amostra. A análise das linhas de ressonância permitiu ainda uma discussão a respeito das interações magnéticas entre os aglomerados e de como distintos conjuntos de partículas magnéticas contribuem para o comportamento magnético global das amostras / Abstract: We have studied heterogeneous materials by means of several experimental techniques but adopting electron spin resonance (ESR) as the main one, both in the paramagnetic and ferromagnetic regimes. Two sets of materials were investigated: Gd5(SixGe1-x)4 compounds and granular thin films of Co embedded into metallic (Cu) and semiconductor (SiO2) matrixes. There is a great interest on the technological applications of these materials, especially for magnetic refrigeration concerning the former and for magnetic recording and reading devices concerning the last set. ESR measurements as a function of temperature were used for a characterisation of the coexisting phases on Gd5(S ixGe1-x)4 compounds, which allowed a more clear discrimination of their individual behaviours than what can be obtained by magnetometry techniques. It is presented a detailed study of the spectroscopic splitting factor in the paramagnetic regime that allows a determination of the localised spin¿conduction electron exchange parameter. All these results are employed for a analysis of the complex magnetic behaviour of this family of compounds. Ferromagnetic resonance measurements as a function of the orientation of the applied magnetic field and also as a function of temperature have been employed for the determination of the effective magnetic anisotropies of Co10Cu90 and Co-SiO2 thin films of several compositions. For these last films we employed a model considering explicitly the shape anisotropy of the Co clusters, which leads to a perpendicular anisotropy term additional to the one coming from the sample shape. Furthermore, the analysis of the resonance lines allowed a discussion about the magnetic interactions between the clusters and also about the manner as different sets of magnetic particles contribute to the whole magnetic behaviour of the samples / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Orientador: Antonio Manoel Mansanares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-07T05:32:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tedesco_JulioCesarGuimaraes_M.pdf: 2257382 bytes, checksum: 5ce80fd32f944476c7b03fe5dfa792e1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O crescente estudo em materiais com largas bandas e absorção óptica e luminescência é devido à possibilidade de usá-los como fonte e radiação sintonizável. Os monocristais Cs2NaAlF6:Cr 3+e Cs2NaGaF6:Fe 3+ apresentam tais propriedades e, naturalmente, algumas propriedades físicas, tais como a estrutura cristalina, são aspectos decisivos para a atividade óptica nestes sistemas e devem ser melhor conhecidas. Este trabalho apresenta a caracterização dos monocristais Cs2NaAlF6 (dopado com 1% e Cr 3+) e Cs2NaGaF6 ( dopado em 1% e 10% e Fe3+) por meio de ressonância paramagnética eletrônica (Electron Paramagnetic Resonace - EPR). Nestes compostos, o íon Cr 3+(Fe3+) substitui o íon Al3+(Ga 3+) em dois sítios não-equivalentes com simetria axial com respeito ao eixo cristalográfico c. Os resultados obtidos permitem o estudo dos principais aspectos dos sítios de ocupação dos dopantes, tais como geometria e intensidade do campo cristalino, suas transições magnéticas mais prováveis. Os dados experimentais foram obtidos com um espectrômetro comercial de EPR operando em banda X à temperatura ambiente. Os espectros foram obtidos em diferentes orientações (direções) da amostra com respeito ao campo magnético aplicado em uma larga faixa angular. Os parâmetros espectrais (campo e ressonância, amplitude e largura de linha e ressonância) foram determinados pelo método dos mínimos quadrados ajustados com derivadas e lorentzianas, onde o número e linhas foi escolhido por inspeção visual. Com os campos e ressonância extraídos os espectros e a hamiltoniana do sistema, foi possível encontrar os parâmetros e campo zero ( D , a e F ) e as componentes o tensor g que melhor reproduzem o comportamento experimental. Devido ao elevado desvio no ajuste de alguns parâmetros espectrais (amplitude e largura de linha de ressonância) e à elevada dependência da intensidade das transições com o alinhamento a amostra na cavidade, foi possível determinar somente o módulo dos valores dos parâmetros de campo zero D, a e F. Além isto, os dados experimentais permitiram calcular, em alguns casos, somente valores limites os parâmetros e campo zero a e F. Consideramos serem necessárias medidas sob baixas temperaturas e a utilização e outra técnica, como ENDOR, para uma determinação mais precisa (além dos sinais) dos parâmetros citados, assim como a quantidade de dopante em cada sítio de ocupação / Abstract: The interest in materials with large bands of absorption and luminescence is due to the possibility of their applications as tunable solid state lasers. The crystals Cs2NaAlF6:Cr3+ and Cs2NaGaF6:Fe3+ present these properties and , naturally, some of their physical characteristics, such as the crystal field , are decisive for their optical activity and should be better investigated. This work presents a characterization of Cs2NaAlF6:Cr 3+single crystal (doped with 1%) an Cs2NaGaF6:Fe 3+single crystals ( doped with 1% an 10%) using electron paramagnetic resonance (EPR). In these compounds, the Cr3+(Fe3+) ions substitute Al3+ (Ga 3+) ions in two non-equivalent sites with axial symmetry with respect to the c crystallographic axis. The obtained results allow the study of the main aspects of the sites occupied by Cr3+(Fe 3+) ions, such as their geometry and intensity of crystal fiel. A commercial EPR spectrometer operating at X-ban frequencies and room temperature has been employed. Spectra at different orientations of the sample with respect to the applied magnetic field have been obtained for a large range of angles. The spectral parameters (resonance field , amplitude an linewidth) were determined from least square fits of the derivative of the Lorentzian lines. The number of lines in each spectrum was chosen by visual inspection. Using the resonance fields an the Hamiltonian of system, it was possible to find the zero fiel parameters that better reproduce the experimental behavior. Due to the large inaccuracy in the fitting an the large epen ence of transitions intensity on the sample alignment, it was not possible to determine the sign of the zero field parameters, only their magnitude. The experimental data permitted to calculate, in some cases, only the upper limit of the magnitude of a an F . We consider that studies at low temperature an the use of others techniques, like ENDOR, are necessary to increase the accuracy in the determination of the parameters (include their signs), as well as the determination of the amount of oping in each site / Mestrado / Ressonancia Magnetica e Relaxamento na Materia Condensada ; Efeitos Mosbauer ; Corr. Ang. Pertubada / Mestre em Física

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-12-01T12:15:19Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mônica Pereira Soares - 2013.pdf: 2692345 bytes, checksum: 2640d3e6f5d3dcd342094a53e3cab858 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-12-04T14:19:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mônica Pereira Soares - 2013.pdf: 2692345 bytes, checksum: 2640d3e6f5d3dcd342094a53e3cab858 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-04T14:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mônica Pereira Soares - 2013.pdf: 2692345 bytes, checksum: 2640d3e6f5d3dcd342094a53e3cab858 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-12-16 / Nanocrystallitics of Zinc Oxide containing different amounts of Europium (Zn(1-X)EuxO – it being 0,0 ≤ x ≤ 0,035) were synthesized by a combustion reaction, with the aim of evaluating the effect of the concentration of Eu3+ in magnetic properties, after obtained. The chemical composition was determined by energy dispersive spectroscopy, X-ray (EDS). The structural characterization was performed by X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetrics Analysis (TGA), Spectroscopy Photoelectrons Excited by X-Rays (XPS) and Transmission Electron Microscopy (TEM). Crystallinestructure powders of ZnO in wurtzita were formed after the thermical treatment at 550°C about one hour, with average size crystallites of 20 nm. The X-Ray Diffraction results showed presence of diffraction peaks of well-defined of ZnO primary characteristic phase and traces of oxide Europium (Eu2O3) as secondary stage for samples doped with 3.5% of Eu3+. The analyzes showed the magnetic samples exhibit ferromagnetism at room temperature dependent content of ions Eu3+, but for the sample doped with 3.5% Europium the magnetization drops considerably, due to the formation of Oxide Europium (Eu2O3) non-magnetic. This fact suggests that the ferromagnetism of samples is associated with the Eu3+ ions, it is occupying the interstices of matrix semiconductor wafer. / Nanocristalitos de Óxido de Zinco (ZnO) contendo diferentes quantidades de Európio (Zn(1-X)EuxO - sendo 0,0 ≤ x ≤ 0,035) foram sintetizados por reação de combustão, com intuito de avaliar o efeito do teor de Eu3+ nas propriedades magnéticas dos pós obtidos. A composição química foi determinada por Espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS). A caracterização estrutural foi realizada por Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Análise Termogravimétrica (TG), Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X (XPS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). A caracterização magnética foi realizada em um Magnetômetro de Amostra Vibrante (VSM), com campos aplicados de -2000 Oe a +2000 Oe à temperatura ambiente. Pós cristalinos de ZnO na estrutura wurtzita foram formados após o tratamento térmico a 550°C por uma hora, com um tamanho médio de cristalitos de 36 nm. Os resultados de Difração de Raios-X mostram a presença de picos de difração característicos do ZnO e de óxido de európio (Eu2O3) como fase secundária para amostras dopadas com 3,5% de Eu3+. As análises magnéticas revelaram que as amostras apresentam ferromagnetismo à temperatura ambiente dependente do teor de íons Eu3+, porém na amostra dopada com 3,5% de Európio a magnetização cai consideravelmente, devido à formação do Óxido de Európio (Eu2O3) não magnético. Este fato sugere que o ferromagnetismo das amostras está associado aos íons Eu3+ que estão ocupando os interstícios da matriz semicondutora.

A utilização de nanopartículas magnéticas em biomedicina e biotecnologia vem recebendo elevado destaque nos últimos anos, graças à versatilidade de aplicações como reparo de tecidos, diagnósticos, ressonância magnética por imagem, tratamento contra o câncer, separação celular, transporte controlado de drogas, entre outras. Atualmente, as nanopartículas com potencialidade de aplicação em biomedicina se restringem aos óxidos magnéticos de ferro, os quais apresentam comportamento superparamagnético a temperatura ambiente e magnetização da ordem de 300 emu/cm3. Entretanto, há necessidade inerente da funcionalização da superfície para possibilitar aplicações biomédicas tornando as nanopartículas biocompatíveis e/ou biosseletivas. Essa funcionalização adicional é obtida geralmente introduzindo camadas de materiais diamagnético e/ou paramagnéticos na superfície das NP, as quais baixam a eficiência das propriedades magnéticas exigindo o desenvolvimento de núcleos com elevado valor de magnetização de saturação. Desta forma, nesse trabalho foram sintetizadas nanopartículas magnéticas metálicas de FePt recobertas com óxido de ferro obtidas via processo poliol modificado combinado com a metodologia de crescimento mediado por sementes. Os núcleos magnéticos como-sintetizados foram recobertos com uma camada de sílica, seguido pelo recozimento em atmosfera redutora para elevar o valor da magnetização de saturação. Em seguida, sobre a superfície de sílica foram ancoradas moléculas luminescentes de rodamina B com o auxílio de moléculas de APTES atuando como grupo sililante e as NP resultantes foram novamente recobertas com uma fina camada de sílica. Os resultados permitem concluir que foi obtido um sistema bifuncional combinando em uma única nanopartícula a possibilidade de sensoriamento óptico e magnético, além de possuir sua magnetização de saturação intensificada cerca de 10 vezes em relação aos óxidos metálicos (64 emu/g), manter o caráter superparamagnético e possuir superfície biocompatível com possibilidades de funcionalizações adicionais, com grande potencial para aplicações em biomedicina. / In recent years, the magnetic nanoparticles uses in many biomedical and biotechnological areas have received great attention due to their several applications possibilities such as: tissue repair, diagnostics, magnetic resonance imaging, cancer treatment, cell separation, and controlled drug delivery, among others. Today, the potential magnetic nanoparticles applications are limited to magnetic iron oxides uses, which exhibit superparamagnetic behavior at room temperature and low saturation magnetization around 300 emu/cm3. However, for biomedical applications, the nanoparticle surface must be properly functionalized in order to confer biocompatibility and biosselectivity. These additional functionalizations are generally obtained by paramagnetic and/or diamagnetic materials incorporations onto the nanoparticle surface leading a dramatic decreasing in the already low saturation magnetization. In this context, the development of new magnetic nuclei with high magnetizations values is required. Thus, in this work iron oxide-coated metallic FePt magnetic nanoparticles were synthesized by using the modified polyol process combined with the seed mediated growth method. The magnetic as-synthesized nuclei were coated with a thin silica shell followed by thermal annealing under reducing atmosphere in order to increase the saturations magnetization of this material. After that, onto the silica-coated magnetic nanoparticles surface luminescent dye Rhodamine B molecules were supported using the APTES as intermediate sililant molecules. Then, the functionalized nanoparticles were coated again with an outer layer. In conclusion, according to the obtained results, a bifunctional system combining the optical and magnetic sensing in the same nanoparticle was reported. The obtained nanoparticles present superparamagnetic behavior and high saturation magnetization around 10 times higher (~64 emu/g) compared with the iron oxide nanoparticles synthesized at the same conditions. In addition, the luminomagnetic nanoparticle surface is biocompatible allowing additional future functionalizations with high potential to biomedical applications.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-05-25T11:21:18Z No. of bitstreams: 1 liviabatistalopesescobar.pdf: 5211747 bytes, checksum: 885b7a52f8ebce8e03f7ded1d74d7625 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-25T13:30:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 liviabatistalopesescobar.pdf: 5211747 bytes, checksum: 885b7a52f8ebce8e03f7ded1d74d7625 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-25T13:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 liviabatistalopesescobar.pdf: 5211747 bytes, checksum: 885b7a52f8ebce8e03f7ded1d74d7625 (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho serão apresentados doze compostos de coordenação envolvendo os metais de transição Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ e Zn2+, os ânions polinitrilas dicianamida (dca) e 2,2-diciano-1-etoxietenolato (dcne) e os ligantes nitrogenados aromáticos 5,5’-dimetil-2,2’-dipiridina (dmdpy) e 1,10-fenantrolina (fen). Estes compostos foram caracterizados por análise elementar de CHN, análise térmica (TG/DTA), espectroscopia vibracional na região do IV e difração de raios X por monocristal. O composto Zndcadmdpy além de ser caracterizado pelas técnicas listadas acima também foi caracterizado por RMN de 1H e de 13C. Os doze compostos estão agrupados de acordo com os ligantes utilizados. Desta forma, foram descritas quatro séries de compostos (Mdcadmdpy, Mdcafen, Mdcnedmdpy, MdmdpyNO3) e um composto independente ([Cu2(dmdpy)2Cl4]). Observou-se que todos os compostos da série Mdcadmdpy e o Cudcafen são polímeros de coordenação enquanto que os demais compostos são apenas complexos. Através de medidas de magnetização em função da temperatura e Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR) foram observadas a presença de fracas interações antiferromagnéticas entre os sítios metálicos de alguns compostos. Todos os compostos são inéditos, exceto o Cudcadmdpy e o Cudcafen que já foram relatados pela literatura.1, 2 / In this work, twelve coordination compounds involving transition metals Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ and Zn2+, polinitriles anions dicyanamide (dca) and 2,2-dicyano-1-ethoxyethenolate (dcne) and the aromatic nitrogen ligands 5,5'-dimethyl-2,2'-dipyridine (dmdpy) and 1,10-phenanthroline (phen) are presented. These compounds were characterized by elemental analysis (CHN), thermal analysis (TG/DTA), IR spectroscopy, and single crystal X-ray diffraction analysis. In addition, compound Zndcadmdpy was also characterized by 1H and 13C NMR. These twelve compounds are grouped according to the ligands used. Thus, four series of compounds (Mdcadmdpy, Mdcafen, Mdcnedmdpy, MdmdpyNO3) and an independent compound ([Cu2(dmdpy)2Cl4]) have been described. It was observed that all compounds in the Mdcadmdpy series and Cudcafen are coordination polymers while other compounds are only complex. Through measurements of magnetization as a function of temperature and Electron Paramagnetic Resonance (EPR) observed the presence of weak antiferromagnetic interactions among metal sites of certain compounds. All compounds are novel, except Cudcadmdpy and Cudcafen already been reported in the literature.1, 2

Orientadores: Abner de Siervo, Richard Landers / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-25T18:41:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DeLima_LuisHenrique_D.pdf: 24142455 bytes, checksum: b13ea70fe8434614a9b9ec40d25b3770 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Monocamadas sp2 de grafeno e nitreto de boro hexagonal (h-BN) têm atraído muita atenção devido ao descobrimento de importantes propriedades, por exemplo, alta resistência mecânica, boa condutividade térmica e excelente estabilidade química e térmica. Porém, enquanto o grafeno é um semicondutor de gap nulo com alta mobilidade dos portadores de carga; o h-BN é um isolante com um largo band gap. Além disso, quando estas monocamadas sp2 são obtidas na superfície de uma variedade de substratos, elas podem exibir superestruturas corrugadas com parâmetro de rede no plano da ordem de nanômetros. Estas superestruturas são importantes para o autoordenamento de moléculas, átomos ou aglomerados de átomos e também para a intercalação de partículas e átomos em posições específicas na interface entre a monocamada sp2 e o substrato. Nesta tese, realizou-se um estudo, básico e aplicado, de monocamadas sp2 de grafeno e h-BN obtidas sobre a superfície do SiC(0001) e do Rh(111), respectivamente. Do ponto de vista básico, foi aplicada a técnica de Difração de Fotoelétrons (XPD) para um estudo da estrutura atômica do grafeno obtido por aquecimento na superfície do SiC(0001) e para a camada de interface entre o grafeno e o SiC, denominada buffer layer (BL). Os resultados de XPD mostraram particularidades distintas na estrutura atômica dessas monocamadas, o que explicaria a diferen_ca na estrutura eletrônica entre a BL e o grafeno. Do ponto de vista aplicado, foi mostrada a viabilidade do nanotemplate de grafeno/BL/SiC(0001) para a obtenção de aglomerados de Co e subsequente estudo das suas propriedades magnéticas por Dicroísmo Circular Magnético de Raios X (XMCD). Os aglomerados de Co foram obtidos sobre a camada de grafeno e os resultados evidenciam uma possível interação cluster-cluster de longo alcance, com influência nas propriedades magnéticas das partículas. Foi investigada também a intercalação dos átomos de Co entre o grafeno e a BL, formando uma rede quase periódica de clusters 2D. O grafeno forma uma barreira de proteção contra oxidação, preservando o caráter metálico das partículas. A monocamada de h-BN sobre a superfície do Rh(111) foi utilizada para a implantação de átomos de Rb. Para a implantação, foi construída uma evaporadora de íons de Rb que permite acelera-los numa faixa de energia possível para penetrar a monocamada de h-BN. Imagens de STM mostraram que os átomos de Rb termalizam entre a monocamada de h-BN e a superfície do Rh(111) em posições especificas da superestrutura, formando o que se denominou de nanotent. A formação dos nanotents e dos defeitos de vacância gerados pelo choque dos íons é uma forma de funcionalização do h-BN, sendo estas estruturas possíveis pontos de ancoragem de moléculas, átomos ou clusters de átomos / Abstract: Graphene and hexagonal boron nitride (h-BN) sp2 monolayers have attracted much attention due the discoveries of their important properties, such as high mechanical strength, good thermal conductivity and excellent chemical and thermal stability. However, while graphene is a zero band gap semiconductor with high carrier mobility; h-BN is a wide band gap insulator. Furthermore, when these sp2 monolayers are obtained on the surface of a variety of substrates, they can exhibit corrugated superstructures with a few nanometers in-plane lattice constants. Such superstructures are important for the self-assembly of molecules, atoms or clusters of atoms and also for the intercalation of these structures at specific positions between the sp2 monolayer and the substrate. In this thesis, we performed a study, fundamental and applied, of sp2 monolayers of graphene and h-BN obtained on the surface of SiC(0001) and Rh(111), respectively. From a fundamental point of view, the Photoelectron Di_raction (XPD) technique was applied for the study of the atomic structure of graphene obtained by heating the surface of the SiC(0001) and for the interface layer between the SiC and graphene, named buffer layer (BL). The XPD results showed distinct peculiarities in the atomic structure of these monolayers, which would explain the difference in electronic structure between BL and graphene. From the applied point of view, it has shown the feasibility of graphene/BL/SiC(0001) nanotemplate to obtain Co clusters and subsequent study of their magnetic properties by X-ray Magnetic Circular Dichroism (XMCD). The Co clusters were obtained on the graphene layer and the results suggest a possible clustercluster long-range interaction, that has influence on the magnetic properties of the particles. It was also investigated the intercalation of Co atoms between graphene, forming a quasi-periodic lattice of 2D-clusters. Moreover, graphene acts as a barrier to oxidation, preserving the metallic character of the clusters. The h-BN monolayer on the surface of Rh(111) was used for the implantation of Rb atoms. For the implantation, it was constructed an evaporator that allows the acceleration of Rb ions to an energy that enables the penetration through the h-BN monolayer. STM images show that the Rb atoms thermalize between the h-BN monolayer and the surface of the Rh(111) at specific positions of the superstructure, forming what is called a \\nanotent\". The formation of the nanotents and the vacancy defects generated by the collision of the ions is a form to functionalize the h-BN, with these structures being possible points for the anchoring of molecules, atoms or clusters of atoms / Doutorado / Física / Doutor em Ciências