Este trabalho visou ao desenvolvimento de antenas de ressoador dielétrico de banda dupla em frequências de micro-ondas por meio do estabelecimento de uma metodologia de projeto para as mesmas e da proposição de configurações inéditas de antenas desse tipo. Estudos realizados sobre antenas de ressoador dielétrico e sobre suas técnicas de projeto forneceram a base para a elaboração de um procedimento de projeto para antenas de banda dupla que explora a flexibilidade das antenas de ressoador dielétrico. Empregando-se esse procedimento de projeto, duas antenas com configurações originais foram desenvolvidas para operar em frequências de micro-ondas. Uma delas é uma antena de ressoador dielétrico cilíndrica sobre plano de terra, destinada a operar nas frequências centrais de 3,94 GHz e de 5,42 GHz, com diagrama de radiação direcional e polarização circular na primeira banda de operação e com diagrama de radiação omnidirecional e polarização linear na segunda. A outra antena consiste em uma antena de ressoador dielétrico cilíndrica sobre substrato dielétrico aterrado, cujas frequências centrais de operação são 3,99 GHz e 6,20 GHz, com diagrama de radiação direcional e polarização circular em ambas as bandas de operação. O projeto das duas antenas também levou a contribuições novas adicionais em alguns temas específicos relacionados: estruturas de excitação para antenas de ressoador dielétrico, circuitos acopladores híbridos de 90° de banda dupla, circuitos de alimentação para antenas de banda dupla e modelos matemáticos para o ressoador dielétrico cilíndrico isolado no espaço livre. Os comportamentos previstos teoricamente para as antenas projetadas são confirmados por meio de resultados obtidos por simulação eletromagnética e por medição experimental, o que indica a validade das hipóteses adotadas, das configurações de antena propostas e da metodologia de projeto concebida, demonstrando também a flexibilidade desta para variadas especificações de antena. Os avanços obtidos com este trabalho e as melhorias que podem ser efetuadas sobre o mesmo são identificados examinando-se resultados recentemente publicados na literatura técnica. Este trabalho foi realizado na forma de uma pesquisa de doutorado sanduíche, desenvolvida parcialmente na University of Houston sob a supervisão do Prof. Stuart A. Long. / This work aimed at the development of microwave dual-band dielectric resonator antennas by means of establishing a design methodology for them and of proposing novel configurations of this antenna type. Studies on dielectric resonator antennas and on their design techniques provided the ground for elaborating a design procedure for dual-band antennas that exploits the flexibility of dielectric resonator antennas. By employing this design procedure, two antennas with original configurations have been developed for operation at microwave frequencies. One of them is a cylindrical dielectric resonator antenna on a ground plane, intended for operation at the center frequencies of 3.94 GHz and 5.42 GHz, with a directional radiation pattern and circular polarization in the first operating band and with an omnidirectional radiation pattern and linear polarization in the second one. The other antenna consists of a cylindrical dielectric resonator antenna on a grounded dielectric substrate, whose operating center frequencies are 3.99 GHz and 6.20 GHz, with a directional radiation pattern and circular polarization in both operating bands. The design of the two antennas also led to additional new contributions in some related specific subjects: excitation structures for dielectric resonator antennas, dual-band 90°-hybrid couplers, feeding circuits for dual-band antennas, and mathematical models for the cylindrical dielectric resonator isolated in free space. The behaviors theoretically expected for the designed antennas are confirmed by means of results obtained from electromagnetic simulation and from experimental measurements, which indicates the validity of the assumed hypotheses, of the proposed antenna configurations and of the conceived design methodology, also demonstrating the flexibility of the latter for various antenna specifications. The advances obtained with this work and the improvements that can be made on it are identified by examining results recently published in the technical literature. This work was carried out as a sandwich doctoral research, developed at the University of Houston under the supervision of Prof. Stuart A. Long.

Este trabalho descreve os resultados de um estudo para verificação do comportamento da resposta acústica do volume da coifa do VLS, em baixa freqüência, quando aplicada uma condição de contorno de pressão, uniformemente distribuída em sua superfície, correspondente a um nível de pressão sonora global estimado em 160 dB, como uma aproximação à aplicação da condição de contorno de velocidade quando da vibração estrutural da coifa, devido à excitação acústica. Os resultados obtidos através do modelo acústico de elementos finitos do volume da coifa, utilizando o programa LMS/SYSNOISE 5.6, são utilizados em um estudo para verificação da viabilidade de um dispositivo reativo (ressonador de Helmholtz), escolhido para a solução do problema de ruído acústico apresentado.

Um modelo circuital equivalente para o cálculo da função diádica de Green espectral transversal de estruturas multicamadas esféricas e planas é proposto neste trabalho. São estudadas estruturas multicamadas planas constituídas não só por meios isotrópicos, mas também por meios uniaxiais, biaxiais e quirais. Uma antena Yagi-Uda impressa é analisada via MoM para ilustrar a potencialidade do modelo circuital equivalente quando associado às ferramentas de cálculo simbólico e numérico do software Mathematica. Também são analisadas algumas topologias canônicas de antenas de microfita esféricas através do método da corrente elétrica superficial e do modelo da cavidade ressonante. Expressões para o cálculo da impedância de entrada, do campo elétrico distante irradiado, da diretividade, do fator de qualidade de meia potência e da eficiência de irradiação destas antenas são derivadas de forma analítica. Um programa que analisa e sintetiza estes irradiadores esféricos, que utiliza o modelo teórico desenvolvido, é implementado em Mathematica. Emprega-se a técnica do sistema de coordenadas global para avaliar o diagrama de irradiação de redes de antenas de microfita esféricas. Os resultados obtidos a partir do modelo de análise proposto são comparados com os dados de saída das simulações dos irradiadores no software de análise de onda completa HFSS. Por fim, são confeccionados e qualificados dois protótipos com o objetivo de validar a teoria apresentada ao longo do trabalho.

SILVA, Roger Ribeiro. Estudo das propriedades dielétricas do Niobato de Bismuto e Titânio dopado com PbO e Bi2O3 para aplicações em antenas. 2009. 93 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-16T21:40:35Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_rrsilva.pdf: 3731493 bytes, checksum: ea1e0ca9dd5b082cce643034649ad572 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-18T18:22:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_rrsilva.pdf: 3731493 bytes, checksum: ea1e0ca9dd5b082cce643034649ad572 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-18T18:22:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_rrsilva.pdf: 3731493 bytes, checksum: ea1e0ca9dd5b082cce643034649ad572 (MD5) Previous issue date: 2009 / Dielectric resonators based on type structure compound Bi3TiNbO9 show singular characteristics for microwave applications, including high dielectric constants, low dissipation losses and low temperature coefficients. Single phase of the Bi3TiNbO9 powder was obtained by x-ray diffraction technique. The ceramics doped during manufacture, with lead oxide and bismuth oxide, were synthesized by solid state reaction at 950°C for two hours. Samples were analysed by Archimedes method and exhibited good levels of density for doped ceramics with bismuth and lead oxide. Grain morphology and stoichiometry of ceramics were investigated by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy technique. Far infrared spectroscopy identified large bands on the Bi3TiNbO9 structure by attenuated total reflection technique. Radiofrequency measurements showed that doped ceramics exhibited higher dielectric constants than pure phase. Microwave measurements were investigated by Hakki-Coleman and resonant cylindrical cavity. The ceramics called as BTNO3BiP, BTNO5BiP, BTNO10BiP, BTNO3PbG e BTNO5PbG, showed high dielectric constants and high quality factors demonstrating that they can be applied in dielectric antennas on microwave range. / Ressoadores dielétricos baseados na estrutura do composto Bi3TiNbO9 apresentam características singulares para aplicações em microondas, incluindo altas constantes dielétricas, baixos fatores de dissipação e baixos coeficientes de temperatura. Obteve-se a fase pura da amostra em pó de Bi3TiNbO9 pela técnica de difração de raios X. As amostras cerâmicas dopadas durante a fabricação, com óxido de chumbo e óxido de bismuto, foram sintetizadas pelo método de reação do estado sólido a 950°C por 2 horas. As amostras foram analisadas pelo método de Arquimedes e apresentaram bons níveis de densidade nas dopagens com os óxidos de bismuto e chumbo. A morfologia dos grãos e a estequiometria das amostras cerâmicas foram investigadas pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura e análise por energia dispersiva de raios X. A espectroscopia no infravermelho distante identificou bandas largas na estrutura do Bi3TiNbO9 pela técnica de reflexão total atenuada. As medidas de constante dielétrica e perda dielétrica em radiofreqüência demonstraram que as dopagens com chumbo e bismuto exibiram maiores constantes dielétricas em relação à cerâmica pura. As medidas em microondas foram estudadas pelos métodos Hakki-Coleman e a cavidade ressonante metálica. As cerâmicas denominadas como BTNO3BiP, BTNO5BiP, BTNO10BiP, BTNO3PbG e BTNO5PbG, apresentaram altas constantes dielétricas e altos fatores de qualidade, demonstrando que podem ser aplicadas em antenas dielétricas na faixa de micro-ondas.

CAMPOS FILHO, Múcio Costa. Estudo das propriedades dielétricas e ópticas na matriz cerâmica CaBi4Ti4O15 com adição de V2O5, Er2O3 e Yb2O3. 2015. 169 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-26T21:58:54Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_mccamposfilho.pdf: 9304166 bytes, checksum: 0448bdd2063e3fc697dee9f5c6efb532 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-26T21:59:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_mccamposfilho.pdf: 9304166 bytes, checksum: 0448bdd2063e3fc697dee9f5c6efb532 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T21:59:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_mccamposfilho.pdf: 9304166 bytes, checksum: 0448bdd2063e3fc697dee9f5c6efb532 (MD5) Previous issue date: 2015 / A strong demand for compressed materials, low cost and easy to manufacture are needed for various technological applications, in this sense many ceramics are candidates for its dielectric and optical properties .In this work, structural, dielectric and optical phase of the orthorhombic ferroelectric ceramic matrixCaBi4Ti4O15were investigated, one pseudo-perovskite bismuth layer structure (BLSFs) of space group A21am of the aurivillius family, prepared by the solid state method and sintered in low temperatures. Sample preparation for structural analysis and dielectric, had the addition of vanadium pentóxido (V2O5) to the phase CaBi4Ti4O15 calcined in ratios of 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 5.0% by mass. To obtain optical properties of the ceramic matrix doped with rare earth ions erbiumIII (Er2O3) and III ytterbium oxide (Yb2O3). The study of the structure and composition of the samples was done by X-ray diffraction and confirmation was made by single stage rietveld refinement. The vibrational characteristics was obtained by Raman spectroscopy (RS). The morphology study off or analysis of grain and grain boundary, was performed by scanning electron microscopy. The dielectric characterization of radio frequency spectroscopy was performed in impedance which occurred two conductivity mechanisms for all samples, one at low frequency and the on the rat high frequency. Models of dielectric relaxation approach the Cole-Cole type model. Measures in the microwave range were obtained using the hakki-coleman method and monopole, which gave a temperature coefficient of resonant frequency (f) close to zero with the addition of V2O5. The dielectric permittivity measurements in radiofrequency and microwave, performe dat room temperature, had a high constant value (εr≈150) with the addition of 1%V2O5, and a value of relatively low loss tangent for family aurivillus (tan[δ]≈10-2) at 2 GHz. A numerical simulation was performed with each sample verifying approach with the experimental data. In rare earth doped samples was checked energy up-conversion phenomenon with the presence of intense bands samples of visible light emission in the green region and a less intense bands in thered region.The investigated material has potential for application in volatile memories, capacitive filters and optical components such as sensors, solar cells and LEDs. / Uma forte demanda por materiais mais compactados, de baixo custo e de fácil fabricação são necessários para diversas aplicações tecnológicas, neste sentido diversos materiais cerâmicos são candidatos por suas propriedades dielétricas e ópticas. Neste presente trabalho, foram investigadas as propriedades estruturais, dielétricas e ópticas da fase ortorrômbica da matriz cerâmica ferroelétrica CaBi4Ti4O15, uma pseudo-perosviskita de estrutura de camada de bismuto (BLSFs) do grupo espacial A21am da família aurivillius, preparada pelo método do estado sólido e sinterizada em baixas temperaturas. A preparação das amostras para análise estrutural e dielétrica, tiveram a adição de pentóxido de vanádio (V2O5) à fase CaBi4Ti4O15 calcinada, em proporções de 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 e 5.0 % em massa. Para obtenção das propriedades ópticas, a matriz cerâmica pura foi dopada com os íons terras raras érbio III (Er2O3) e óxido de itérbio III (Yb2O3). O estudo da estrutura e composição das amostras foi feito através de difração de raios-X e a confirmação da fase única foi feita pelo Refinamento Rietveld. A caracterização vibracional foi obtida através da Espectroscopia Raman (SR). O estudo da morfologia, para análise de grão e contorno de grão, foi realizado através de Microscopia Eletrônica de Varredura. A caracterização dielétrica em radio freqüência foi realizada por Espectroscopia em Impedância a qual se verificou dois mecanismos de condutividade para todas as amostras analisadas, um em baixa freqüência e outro em alta freqüência. Os modelos de relaxação dielétrica se aproximam do modelo do tipo Cole-Cole. As medidas na faixa de microondas foram obtidas utilizando-se o método hakki-coleman e monopolo, chegou-se a um coeficiente de temperatura da frequência de ressonância (tAU f) próximo de zero com adição de V2O5. As medidas de permissividade dielétrica em radiofreqüência e microondas, realizadas em temperatura ambiente, tiveram um alto valor constante (εr ≈ 150) com a adição de 1% de V2O5, e um valor da tangente de perda relativamente baixa em relação à família de Aurivillus (tan[δ] ≈10-2 ) em 2 GHz.. Uma simulação numérica foi realizada com cada amostra verificando-se aproximação com os dados experimentais. Nas amostras dopadas com terras raras foi verificado o fenômeno de conversão ascendente de energia com a presença de bandas intensas amostras de emissão de luz visível na região do verde e de bandas de menor intensidade na região do vermelho. O Material investigado tem potencial para aplicação em memórias voláteis, filtros capacitivos e componentes ópticos, como sensores, células fotoelétricas e leds.

O incessante aumento do volume de informações produzido por uma sociedade cada vez mais informatizada tem elevado drasticamente os requisitos quanto ao desenvolvimento de dispositivos capazes de suportar velocidades de operação cada vez mais elevadas em tamanhos cada vez mais reduzidos. No entanto, a contínua redução do tamanho desses dispositivos, celebrado através da lei de Moore, também produz um indesejável aumento na produção de calor durante a operação dos mesmos, comprometendo seu desempenho global. Uma alternativa promissora para aliviar, ou mesmo superar, estas limitações é oferecida pelos dispositivos ópticos integrados. No entanto, todo esse avanço esbarrava no fato de que as dimensões de tais dispositivos estavam restringidas fundamentalmente ao que é largamente conhecido como limite de difração (LD). Uma maneira de contornar essa limitação é obtida através da utilização de Plásmon Poláritons de Superfície, ou SPPs, que, de maneira simplificada, são ondas que se propagam ao longo da superfície de um condutor depositado sobre um dielétrico. Estas são essencialmente ondas de luz que são localizadas na superfície por causa de sua interação com os elétrons livres do condutor. Nesta interação, os elétrons livres respondem coletivamente oscilando em ressonância com a onda de luz. No presente trabalho, o fenômeno de geração de SPPs é estudado teoricamente e aplicado na modelagem de diversas estruturas de interesse científico e tecnológico, tais como acopladores direcionais e ressoadores. O objetivo principal é a obtenção de estruturas capazes de proporcionar propagação de SPPs por longas distâncias, permitindo, assim, estender ainda mais o leque de possíveis aplicações. As estruturas são investigadas prioritariamente no COMSOL Multiphysics, um aplicativo baseado em elementos finitos que permite solução vetorial de problemas eletromagnéticos. Os resultados obtidos até o momento permitem afirmar que o conceito de SPP de longa distância (long range SPP, LRSPP) podem ser aplicados com sucesso a estruturas geometricamente complexas como os ressoadores em anel e acopladores direcionais. / The continuous growth of knowledge produced by a society with increasing access to information technologies has demanded the development of communication devices capable of supporting high processing speeds at more and more reduced sizes. Nevertheless, the continuous reduction of the size of these devices, celebrated by the Moore\'s law, has also produced an undesirable increase of heat produced during the operation of the device itself, compromising its overall performance. A promising alternative to alleviate, or even overcome, these limitations has been offered by photonic integrated circuits. However, all the advance of photonic devices was restricted to what is known as diffraction limit. A fascinating way of circumventing this limit is now available to the scientific community, and consists in the generation of Surface Plasmon Polariton (SPP) waves. In a simplified manner, SPP waves are waves that propagate along a metal/dielectric interface. These waves are essentially localized at the metal/dielectric interface because of the interaction of light with free electrons of the metal. In this interaction, the free electrons respond collectively and oscillate resonantly with the incident light. In the present work, the phenomenon of SPP generation is theoretically investigated and applied to the modeling of several structures, such as directional couplers and resonators. The primary goal of this work is to design structures capable propagating SPP waves for long distances, known as long range SPP (LRSPP). The structures are investigated mostly with COMSOL Multiphysics, a finite elements based software that allows for the vectorial solution of electromagnetic problems. The results obtained so far are extremely encouraging, and prove that the LRSPP concept can be successfully applied to geometrically complex structures, such as couplers and ring resonators.

nÃo hà / à crescente o interesse mundial pelo desenvolvimento de tecnologias chamadas âverdesâ que possibilitem o uso de produtos com menor impacto ao meio ambiente, assim como tambÃm se fortalecem as polÃticas de incentivo ao aproveitamento mÃximo e sustentÃvel dos recursos naturais. O principal objetivo desse estudo foi desenvolver nanobiocompÃsitos superparamagnÃticos para aplicaÃÃo como antenas ressoadoras dielÃtricas. Para tal, um plÃstico termorrÃgido biobaseado foi preparado utilizando o cardanol em alternativa aos fenÃis petroquÃmicos. Esse plÃstico termorrÃgido foi utilizado como matriz para o preparo de biocompÃsitos, utilizando 15% em massa de fibra de bucha bruta e tambÃm modificada por tratamento quÃmico (NaOH 5, 10 e 15% e NaClO 1%) como fase dispersa. Para o preparo dos nanobiocompÃsitos, alÃm da fibra de bucha, nanopartÃculas de magnetita, sintetizadas pelo mÃtodo da coprecipitaÃÃo, foram impregnadas no plÃstico termorrÃgido em diferentes teores de 1, 5 e 10% em massa. TÃcnicas de Termogravimetria (TG), Calorimetria exploratÃria diferencial (DSC), AnÃlise dinÃmico-mecÃnica (DMA), Microscopia eletrÃnica de varredura (MEV), Microscopia Ãptica, Microscopia eletrÃnica de transmissÃo (MET), DifraÃÃo de raios X (DRX), Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia MÃssbauer, Ensaios de resistÃncia à traÃÃo, Medidas dielÃtricas, Magnetometria de amostra vibrante (VSM) e BiodegradaÃÃo em solo simulado foram utilizadas para caracterizaÃÃo. Os resultados mostraram que o tratamento alcalino melhorou a estabilidade tÃrmica e o Ãndice de cristalinidade da fibra de bucha. O agente reticulador utilizado (DETA) mostrou-se eficiente, possibilitando a cura completa dos materiais. Os biocompÃsitos com fibra tratada apresentaram maior estabilidade tÃrmica, resistÃncia à traÃÃo superior e melhor Ãndice de biodegradaÃÃo em relaÃÃo ao biocompÃsito com fibra natural. A magnetita sintetizada exibiu tamanho nanomÃtrico, alÃm de alta pureza, alta cristalinidade e carÃter superparamagnÃtico. Todos os nanobiocompÃsitos exibiram superparamagnetismo e mostraram excelente estabilidade tÃrmica, boas taxas de biodegradaÃÃo e melhor resistÃncia mecÃnica para o material com 10% de magnetita. Todas as antenas ressoadoras dielÃtricas preparadas apresentaram perda de retorno satisfatÃria e, portanto, adequaÃÃo para fins comerciais e tecnolÃgicos, com maior potencial para atuaÃÃo em banda larga. / There is a growing global interest for the development of green technologies that allow the use of products with less damage to environment, as well as for maximum and sustainable use of natural resources. The main aim of this study was to develop superparamagnetic nanobiocomposites for application as dielectric resonator antennas. For this purpose, a biobased thermoset plastic was prepared by using cardanol as an alternative to petrochemical phenol. This thermoset plastic was used as a polymer matrix and biocomposites were prepared by using 15 wt% of untreated and modified sponge gourd fibers by chemical treatment (NaOH 5, 10, and 15 wt% and NaClO 1 wt%) as dispersed phase. For the nanobiocomposites preparation, besides the sponge gourd fibers insertion, the thermoset plastic were also impregnated with magnetite nanoparticles in different contents (1, 5, and 10 wt%). Techniques of Thermogravimetry (TG), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Dynamic Mechanical Analysis (DMA), Scanning Electron Microscopy (SEM), Optical Microscopy, Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), MÃssbauer Spectroscopy, Tensile testing, Dielectric measurements, Vibrating Sample Magnetometry (VSM) and Biodegradation in simulated soil were performed for characterization. The results showed that alkaline treatment improved the thermal stability and the crystallinity index of the sponge gourd fiber. The crosslinking agent used (Diethylenetriamine) was efficient and enabled complete cure for all materials. The biocomposites reinforced by treated fiber showed better thermal stability, superior performance in Tensile testing and greater biodegradation rates, when compared to the biocomposite reinforced by raw fiber. The magnetite particles exhibited nanometric size, high purity and crystallinity, and superparamagnetic character. All nanobiocomposites showed superparamagnetic behavior, excellent thermal stability, good biodegradation rates, and better mechanical strength for the material with magnetite 10 wt%. All dielectric resonators antennas exhibited satisfactory return loss and suitability for commercial and technological applications, especially for performance in broadband.

O incessante aumento do volume de informações produzido por uma sociedade cada vez mais informatizada tem elevado drasticamente os requisitos quanto ao desenvolvimento de dispositivos capazes de suportar velocidades de operação cada vez mais elevadas em tamanhos cada vez mais reduzidos. No entanto, a contínua redução do tamanho desses dispositivos, celebrado através da lei de Moore, também produz um indesejável aumento na produção de calor durante a operação dos mesmos, comprometendo seu desempenho global. Uma alternativa promissora para aliviar, ou mesmo superar, estas limitações é oferecida pelos dispositivos ópticos integrados. No entanto, todo esse avanço esbarrava no fato de que as dimensões de tais dispositivos estavam restringidas fundamentalmente ao que é largamente conhecido como limite de difração (LD). Uma maneira de contornar essa limitação é obtida através da utilização de Plásmon Poláritons de Superfície, ou SPPs, que, de maneira simplificada, são ondas que se propagam ao longo da superfície de um condutor depositado sobre um dielétrico. Estas são essencialmente ondas de luz que são localizadas na superfície por causa de sua interação com os elétrons livres do condutor. Nesta interação, os elétrons livres respondem coletivamente oscilando em ressonância com a onda de luz. No presente trabalho, o fenômeno de geração de SPPs é estudado teoricamente e aplicado na modelagem de diversas estruturas de interesse científico e tecnológico, tais como acopladores direcionais e ressoadores. O objetivo principal é a obtenção de estruturas capazes de proporcionar propagação de SPPs por longas distâncias, permitindo, assim, estender ainda mais o leque de possíveis aplicações. As estruturas são investigadas prioritariamente no COMSOL Multiphysics, um aplicativo baseado em elementos finitos que permite solução vetorial de problemas eletromagnéticos. Os resultados obtidos até o momento permitem afirmar que o conceito de SPP de longa distância (long range SPP, LRSPP) podem ser aplicados com sucesso a estruturas geometricamente complexas como os ressoadores em anel e acopladores direcionais. / The continuous growth of knowledge produced by a society with increasing access to information technologies has demanded the development of communication devices capable of supporting high processing speeds at more and more reduced sizes. Nevertheless, the continuous reduction of the size of these devices, celebrated by the Moore\'s law, has also produced an undesirable increase of heat produced during the operation of the device itself, compromising its overall performance. A promising alternative to alleviate, or even overcome, these limitations has been offered by photonic integrated circuits. However, all the advance of photonic devices was restricted to what is known as diffraction limit. A fascinating way of circumventing this limit is now available to the scientific community, and consists in the generation of Surface Plasmon Polariton (SPP) waves. In a simplified manner, SPP waves are waves that propagate along a metal/dielectric interface. These waves are essentially localized at the metal/dielectric interface because of the interaction of light with free electrons of the metal. In this interaction, the free electrons respond collectively and oscillate resonantly with the incident light. In the present work, the phenomenon of SPP generation is theoretically investigated and applied to the modeling of several structures, such as directional couplers and resonators. The primary goal of this work is to design structures capable propagating SPP waves for long distances, known as long range SPP (LRSPP). The structures are investigated mostly with COMSOL Multiphysics, a finite elements based software that allows for the vectorial solution of electromagnetic problems. The results obtained so far are extremely encouraging, and prove that the LRSPP concept can be successfully applied to geometrically complex structures, such as couplers and ring resonators.

SILVA, André Leandro. Nanobiocompósitos superparamagnéticos para aplicação como antenas ressoadoras dielétricas. 2014. 126 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Departamento de Quimica Orgânica e Inorgânica, Programa de Pós-Graduação e Biotecnologia, Renorbio - Rede Nordeste de Biotecnologia, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-20T13:09:52Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_alsilva.pdf: 6480806 bytes, checksum: 946e32810e24c5137dfbba52bfd30bb8 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-20T13:10:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_alsilva.pdf: 6480806 bytes, checksum: 946e32810e24c5137dfbba52bfd30bb8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-20T13:10:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_alsilva.pdf: 6480806 bytes, checksum: 946e32810e24c5137dfbba52bfd30bb8 (MD5) Previous issue date: 2014 / There is a growing global interest for the development of green technologies that allow the use of products with less damage to environment, as well as for maximum and sustainable use of natural resources. The main aim of this study was to develop superparamagnetic nanobiocomposites for application as dielectric resonator antennas. For this purpose, a biobased thermoset plastic was prepared by using cardanol as an alternative to petrochemical phenol. This thermoset plastic was used as a polymer matrix and biocomposites were prepared by using 15 wt% of untreated and modified sponge gourd fibers by chemical treatment (NaOH 5, 10, and 15 wt% and NaClO 1 wt%) as dispersed phase. For the nanobiocomposites preparation, besides the sponge gourd fibers insertion, the thermoset plastic were also impregnated with magnetite nanoparticles in different contents (1, 5, and 10 wt%). Techniques of Thermogravimetry (TG), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Dynamic Mechanical Analysis (DMA), Scanning Electron Microscopy (SEM), Optical Microscopy, Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Mössbauer Spectroscopy, Tensile testing, Dielectric measurements, Vibrating Sample Magnetometry (VSM) and Biodegradation in simulated soil were performed for characterization. The results showed that alkaline treatment improved the thermal stability and the crystallinity index of the sponge gourd fiber. The crosslinking agent used (Diethylenetriamine) was efficient and enabled complete cure for all materials. The biocomposites reinforced by treated fiber showed better thermal stability, superior performance in Tensile testing and greater biodegradation rates, when compared to the biocomposite reinforced by raw fiber. The magnetite particles exhibited nanometric size, high purity and crystallinity, and superparamagnetic character. All nanobiocomposites showed superparamagnetic behavior, excellent thermal stability, good biodegradation rates, and better mechanical strength for the material with magnetite 10 wt%. All dielectric resonators antennas exhibited satisfactory return loss and suitability for commercial and technological applications, especially for performance in broadband. / É crescente o interesse mundial pelo desenvolvimento de tecnologias chamadas “verdes” que possibilitem o uso de produtos com menor impacto ao meio ambiente, assim como também se fortalecem as políticas de incentivo ao aproveitamento máximo e sustentável dos recursos naturais. O principal objetivo desse estudo foi desenvolver nanobiocompósitos superparamagnéticos para aplicação como antenas ressoadoras dielétricas. Para tal, um plástico termorrígido biobaseado foi preparado utilizando o cardanol em alternativa aos fenóis petroquímicos. Esse plástico termorrígido foi utilizado como matriz para o preparo de biocompósitos, utilizando 15% em massa de fibra de bucha bruta e também modificada por tratamento químico (NaOH 5, 10 e 15% e NaClO 1%) como fase dispersa. Para o preparo dos nanobiocompósitos, além da fibra de bucha, nanopartículas de magnetita, sintetizadas pelo método da coprecipitação, foram impregnadas no plástico termorrígido em diferentes teores de 1, 5 e 10% em massa. Técnicas de Termogravimetria (TG), Calorimetria exploratória diferencial (DSC), Análise dinâmico-mecânica (DMA), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Microscopia óptica, Microscopia eletrônica de transmissão (MET), Difração de raios X (DRX), Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia Mössbauer, Ensaios de resistência à tração, Medidas dielétricas, Magnetometria de amostra vibrante (VSM) e Biodegradação em solo simulado foram utilizadas para caracterização. Os resultados mostraram que o tratamento alcalino melhorou a estabilidade térmica e o índice de cristalinidade da fibra de bucha. O agente reticulador utilizado (DETA) mostrou-se eficiente, possibilitando a cura completa dos materiais. Os biocompósitos com fibra tratada apresentaram maior estabilidade térmica, resistência à tração superior e melhor índice de biodegradação em relação ao biocompósito com fibra natural. A magnetita sintetizada exibiu tamanho nanométrico, além de alta pureza, alta cristalinidade e caráter superparamagnético. Todos os nanobiocompósitos exibiram superparamagnetismo e mostraram excelente estabilidade térmica, boas taxas de biodegradação e melhor resistência mecânica para o material com 10% de magnetita. Todas as antenas ressoadoras dielétricas preparadas apresentaram perda de retorno satisfatória e, portanto, adequação para fins comerciais e tecnológicos, com maior potencial para atuação em banda larga.