[pt] Este trabalho pode ser dividido em três etapas principais: síntese das nanopartículas, deposição de filmes finos e litografia por feixe de elétrons. As nanopartículas magnéticas foram sintetizadas pelo método de co-precipitação a partir de sulfato de ferro II (FeSO4), cloreto férrico (FeCl3) e hidróxido de amônia (NH4OH) à temperatura ambiente. Para prevenir a formação de agregados, foi adicionado nitrato de sódio (NaNO3) em pequenas quantidades, que se mostrou bastante eficiente. Em seguida foram produzidos filmes de magnetita utilizando o sistema de pulverização catódica usando fonte de radiofrequência (sputtering RF). Os alvos foram produzidos por compactação das nanopartículas de magnetita produzidas anteriormente. Os filmes finos foram depositados em substrato de silício. A formação de magnetita durante a deposição foi confirmada por difração de raios-x e magnetômetro de amostra vibrante. Uma vez controlados os parâmetros de deposição, foram produzidos arranjos de magnetita. A litografia por feixe de elétrons foi produzida em substrato de silício recoberto com máscara de PMMA (polimetilmetacrilato) de 250 nm de espessura. Foram produzidos arranjos periódicos de formas básicas a modo de testar a técnica de litografia: quadrados de 1 μm e círculos de 1 μm, 500 nm e 250 nm de diâmetro formados de um filme de magnetita de 80 nm de espessura. A espessura do filme, forma, tamanho e separação das figuras que compõem os padrões litografados influenciam na facilidade com que será retirada a mascara de PMMA. / [en] This work can be divided into three main steps: synthesis of nanoparticles, thin film deposition and electron beam lithography. The magnetic nanoparticles were synthesized by co-precipitation method from iron II sulfate (FeSO4), ferric chloride (FeCl3) and ammonium hydroxide (NH4OH) at room temperature. A small amount of sodium nitrate (NaNO3) was added to avoid the cluster formation, which was very efficient. Then the magnetite thin films were produced using the sputtering RF (radio frequency source) system. The targets were produced by compression of magnetite nanoparticles previously produced in the first step. The thin films were deposited on a silicon substrate. The formation of the magnetite after the deposition was confirmed by x-ray diffraction and vibrating sample magnetometer. The arrays of magnetite were made once the deposition parameters were controlled. The electron beam lithography has been produced on silicon substrate covered of PMMA (polymethylmethacrylate) resist 250 nm thick. Were produced periodic arrays of basic forms a way to test the technique of lithography, a square micron circles 1 μm, 500 nm and 250 nm in diameter formed of a magnetite film 80 nm thick. The film thickness, shape, size and separation of the figures which comprise standards lithographed can influence the ease with which the mask is withdrawn from PMMA.

[pt] De grande importância para pesquisa científica, o software científico se mostra, por vezes, desafiador no que se refere ao design de interfaces com o usuário. Por outro lado, a gamificação se oferece como potencial solução em questões de experiência com o usuário e interatividade. Nesta tese, desenvolvemos um método para a gamificação de software científico voltado para processos de design colaborativo, orientado por um modelo baseado em jogo, informado por aspectos de uso e desenvolvimento deste tipo de software e, também, por aspectos similares ao jogo na prática científica. / [en] Vastly important to scientific research, scientific software is often challenging regarding the design of its user interfaces. On the other hand, gamification is seen as a potential solution in matters of user experience and interactivity. In this thesis, we develop a method for the gamification of scientific software aimed at collaborative design processes, guided by a game-based model, informed by aspects of use and development of that type of software and, also by game-like aspects of scientific practice.

[pt] Esta tese investiga a ação do designer que atua em contextos sociais de conflito e marginalizados para promover e potenciar processos locais de Inovação Social através de experiências participativas e da estratégia de Design. Por isto, em primeiro lugar, foi desenvolvida uma revisão teórica com relação ao âmbito da contribuição social do Design, às abordagens e práticas mais conhecidas e ao contexto selecionado. Este momento foi preparatório para a fase subsequente de pesquisa que consistiu na implementação de um projeto de Design participativo em uma favela carioca em colaboração com uma ONG local. Ao longo da pesquisa de campo foram coletados dados usando como estratégia a observação participante. Em seguida, os dados foram analisados, sendo identificadas duas macro categorias de investigação, que são fundamentais para o tipo de ação de Design considerada. Trata-se do tempo e dos parceiros de projetos e interesses locais. Ambas foram depois verificadas, compreendidas e detalhadas através de entrevistas com designers e de uma nova fase de revisão teórica. Tudo isso permitiu chegar aos resultados de pesquisa: foram levantadas duas questões que podem influenciar o processo de Design, obstaculizá-lo ou até impedi-lo. Em primeiro lugar, o tempo apresentou-se com um elemento determinante no desenvolvimento de um projeto, capaz de favorecê-lo ou obstaculizá-lo. De fato, podem ocorrer divergências temporais entre o designer e o processo de Design, o contexto e os parceiros de projeto. Em segundo lugar surgiu a influência das forças contextuais exercidas pelos atores locais - e baseadas em interesses e agendas internas - sobre as ações do designer e a sua relação com a estrutura da rede de projeto. Os resultados de pesquisa sugerem que: (1) os fatores contextuais podem influenciar o processo de Design no desenvolvimento de projetos participativos que visam promover processos locais de Inovação Social; (2) a ação do designer em experiências participativas que visam a Inovação Social pode se beneficiar de abordagens que consideram os fatores contextuais; (3) as metodologias e ferramentas desenvolvidas até então para a atuação do designer no âmbito social não são suficientes para a ação. Por fim, a partir disso, a tese promove uma reflexão sobre a proposta de um Design social eficaz e a atual formação em Design neste âmbito. / [en] The thesis investigates the designer s action in conflict and marginalized social contexts aimed at promoting and enhancing local Social Innovation processes through participatory experiences and the Design strategy. Firstly, a theoretical review of the social contribution of Design, of the best-known approaches and practices, and of the selected context was developed. This moment had been preparatory for a subsequent phase of applied research that occurred with the implementation of a participatory Design project inside a Rio de Janeiro slum in collaboration with a local NGO. During field research data were collected through participatory observation. Their later analysis led to identify two key research macro-categories - time, and Design partners and local interests – that were verified and better understood through some interviews with designers and a new phase of theoretical review. All this led to research results: two main issues that may influence, impede or hinder the development of this kind of project were identified. Firstly, time appeared as a fundamental element in project development, able to promote or prevent it. In fact, temporal divergences between the designer and the Design process, between the context and the Design partners may occur. Secondly, the influence of the forces exerted by local actors - and based on interests and inner agendas - on the designer s actions emerged as well as its relation to the project network structure. Research results indicate that: (1) contextual factors may influence the Design process in participatory projects aiming at promoting local Social Innovation processes; (2) the designer s action in participatory experiences may benefit of approaches that consider contextual factors; (3) the methodologies and tools that have been developed to support designer s work in the social field are not enough for action. Finally, this thesis promotes a reflection about the widespread idea of an efficient Social Design practice and about Design education in this area.

Ce travail de thèse a pour objectif l'étude de la dynamique de l'aimantation dans des nano-objets à anisotropie magnétique perpendiculaire, soit métalliques Pt/Co(5 Å)/Pt soit semiconducteurs ferromagnétiques dilués GaMnAs. Le renversement de l'aimantation, sous l'action d'un champ magnétique dans des nano-plots ou sous l'action d'un courant polarisé en spin sur une paroi de domaines dans une piste, a été étudié par magnéto-optique Kerr polaire. La nano-structuration a été réalisée par un procédé classique dans le cas du GaMnAs et par un procédé élégant dans le cas de la couche ultramince de cobalt : l'irradiation aux ions hélium qui permet d'obtenir des nano-plots dans un environnement planaire paramagnétique. Dans ces deux systèmes, différents de par l'origine du ferromagnétisme et de l'anisotropie, la réduction des dimensions latérales joue un rôle important en impliquant une transition d'un renversement à plusieurs mécanismes à un renversement à un seul mécanisme. Si le mode de renversement de Néel-Brown permet d'expliquer les résultats obtenus pour les nano-plots de GaMnAs de diamètre 33 nm, il ne peut pas rendre compte des résultats expérimentaux obtenus sur les nano-disques de Pt/Co/Pt de diamètre 130 nm. L'étude du comportement magnétique individuel de ces nano-disques conduit à la mise en évidence d'une nucléation d'une gouttelette en périphérie, confortée par un modèle micromagnétique. Contrairement au cas des métaux, le déplacement de paroi induit par un courant polarisé en spin se révèle aisé dans une piste de GaMnAs. Les mesures réalisées à température effective constante ont montré la nécessité de considérer un mécanisme non-adiabatique de transfert de spin.

Ce travail a pour objectif général de développer une compréhension approfondie de l’interaction du CO avec des catalyseurs anodiques dans les piles à combustible de type PEM (PEMFC), et d’évaluer son impact vis-à-vis de leur réactivité et stabilité lors de l’oxydation de l’hydrogène. Premièrement un modèle physique multi-échelle a été conçu pour simuler les performances de piles PEMFC alimentées par de l’hydrogène contenant des traces de CO. Il est basé sur la simulation Monte Carlo et la modélisation cinétique des étapes électrochimiques/chimie élémentaires. Une étude expérimentale de l’adsorption et de l’oxydation de CO simulant la technique d’ « O2 bleeding » a été utilisée pour mieux comprendre les mécanismes. Des catalyseurs de Pt ainsi que des bimétalliques PtxCoy et PtRu, supportés sur du carbone de grande aire spécifique, ont été étudiés. La spectroscopie IR (DRIFTS) et l’analyse QMS ont été utilisées pour l’étude de l’adsorption et oxydation de CO. Les défauts de surface, l’historique du catalyseur dans son interaction avec les différents gaz (H2, O2, CO), la température, la charge en Pt, la taille des particules, l’alliage de Pt avec Co ou Ru se sont révélé des paramètres clés dans la réactivité de CO avec O2. Le modèle multi-échelle a été appliqué aux catalyseurs Pt et PtxCoy. Les catalyseurs PtxCoy se révèlent plus tolérants au CO mais, en fonction du rapport Pt/Co, ils peuvent se dégrader par dissolution de Co comme démontré par nos expériences / The general objective of this work is to develop a deep understanding of the interaction of the CO with anodic catalysts in PEM Fuel Cells (PEMFCs), and to evaluate its impact on the reactivity towards the hydrogen oxidation and their stability. Firstly, a multiscale kinetic model is built up based on Monte Carlo simulation and kinetic modelling of elementary electrochemical/chemical steps as a tool to simulate the performance of PEMFCs fed with H2 containing CO traces. Experiments on CO adsorption and oxidation mimicking O2 bleeding were used to better understand the mechanisms. Monometallic Pt and bimetallic PtxCoy and PtRu catalysts supported on high surface area carbon were studied. CO adsorption and oxidation were investigated by means of DRIFT spectroscopy and QMS analysis. Defect sites (kink, edge), history of interaction with different gases (H2, O2, CO), temperature, Pt loading, particle size, alloying with Co or Ru are key parameters influencing the CO reactivity with O2. The multiscale kinetic model was applied to Pt and PtxCoy. PtxCoy nanocatalysts are shown to be highly CO tolerant but might degrade by Co dissolution in long term operation, depending on the Pt to Co ratio