Before his death in 1937, Ernest Rutherford discovered the rate of radioactive decay of atoms. In 1911 he proposed the nuclear structure of the atom, and in 1919 he successfully split the nucleus of an atom. Rutherford also achieved success when advising his students to follow his research method in nuclear physics. As a faculty advisor to research students, Rutherford advised courses, research topics, and experimental research. To determine whether Rutherford made an impact on his students, this study focused on the relationship between Rutherford and 24 researchers and students at McGill University, the University of Manchester, and Cambridge University. Rutherford had a significant impact through his advising efforts at each institution and contributed to the success of his students. This study may not include a complete list of students at each institution because of a lack of records at each institution. Instead, this study focused on the students included in the Rutherford biographies. The study included a content analysis on Rutherford biographies and memoirs from students under Rutherford’s direct influence at McGill University, the University of Manchester, and Cambridge University. Historical information from J.L. Heilbron, David Wilson, and J.G. Crowther supplied the timeline at each institution where Rutherford conducted research. The results show an overwhelming contribution by Rutherford’s leadership in the direction of his students. Rutherford made a significant impact in the research direction of all his students examined in this study, including eight research students under Rutherford that were later honored with a Nobel Prize.

A novel variation of Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) has been utilized to measure a high voltage collected on an aluminum target by Direct Energy Conversion. The maximum high voltage on the target was measured to be 97.5 kV +/- 2 kV. The resistance of the circuit was then calculated based on the current driving different target voltages. The resistance was calculated to be 199.4GΩ +/- 5%. It was shown that by simply measuring the neutral particles’ energy spectra, the voltage on the target and resistance of the circuit can be found with certainty. The experimental data agree well with previous work and with the scattering theory developed. Thus, the capability of RBS has been extended to measure high voltages generated by direct energy conversion; this is something that has not been done before.

A novel variation of Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) has been utilized to measure a high voltage collected on an aluminum target by Direct Energy Conversion. The maximum high voltage on the target was measured to be 97.5 kV +/- 2 kV. The resistance of the circuit was then calculated based on the current driving different target voltages. The resistance was calculated to be 199.4GΩ +/- 5%. It was shown that by simply measuring the neutral particles’ energy spectra, the voltage on the target and resistance of the circuit can be found with certainty. The experimental data agree well with previous work and with the scattering theory developed. Thus, the capability of RBS has been extended to measure high voltages generated by direct energy conversion; this is something that has not been done before.

Inspirados por resultados que mostram grande capacidade de seleção de spins em sistemas quirais, produzimos, principalmente em forma de filmes, óxidos tipo perovskita SrFeO3− com conhecida estrutura magnética helicoidal. Foi usando método químico a partir de Fe(NO3)3.9H2O, SrCO3 e ácido cítrico como reagentes precursores. Devido à complexidade de produção, a rota de fabricação foi detalhadamente explorada e descrita. Medidas de transporte eletrônico foram feitas aplicando correntes com frequências controladas para excitar o filme depositado. Foram encontrados dois mecanismos de transporte que aparentemente dependem da espessura da amostra, com uma possível transição perto de 700 nm. O mecanismo de transporte para temperaturas acima da transição magnética é mais sensível à frequência e à temperatura. Por outro lado, duas transições atribuídas a fases magnéticas foram encontradas em temperaturas ao redor de 105 K e 135 K. As temperaturas coincidem com as transições correspondentes à transição magnética helicoidal. Mediante o uso dos modelos de Mott e de Polarons pequenos conseguimos determinar duas fases magnéticas separadas por uma transição(crossover) que possivelmente seja antiferromagnética. Conclui-se que filmes da perovskita que apressentam transições correspondentes às reportadas como helicoidais, foram fabricados com sucesso. / Inspired by results that showed great ability of chiral systems to select spins in electronic transport, we produced films of SrFeO3− perovskite-type oxides that present helical magnetic structure. We used a chemical method starting from Fe(NO3)3.9H2O, SrCO3 and citric acid as precursors. Due to the complexity of production, the manufacturing route has been extensively explored and described. Electronic transport measurements were made by applying currents with controlled frequencies to the deposited film. Two transport mechanisms were found. Apparently they depend on the thickness of the sample, with a possible transition near 700 nm. The transport mechanism for temperatures above the magnetic transition is more sensitive to both frequency and temperature. On the other hand, two transitions attributed to magnetic phases were found around the temperatures of 105 K and 135 K. The temperatures coincide with the transitions corresponding to the helical magnetic transition. Through the use of the Mott and small Polarons models we can determine two magnetic phases separated by a transition (crossover) that is possibly antiferromagnetic. It is concluded that films of the perovskite that present transactions corresponding to those reported as helical, were manufactured successfully.

Neste trabalho são apresentados os efeitos da irradiação iônica em lmes de InSb crescidos por epitaxia de feixe molecular e desbastamento iônico. As irradiações foram realizadas a temperatura ambiente, em incidência normal, com íons de Au a uma energia de 17 MeV, com fluências de irradiação que variam entre 5 1010 e 1 1015 ons/cm2. A an alise da microscopia eletrônica de transmissão realizada em amostras de InSb cristalina mostram que a porosidade inicia com pequenas esferas ocas de aproximadamente 2-3nm de diâmetro, sem a evidência de ion tracks amorfos, mas com estruturas altamente danificada. Com o aumento da fluência de irradiação, a coalescência de um grande número de poros produz rede interligada de nano os policristalinos. A evolução da porosidade em função da fluência de irradiação foi investigada com imagens de microscopia eletrônica de varredurra, e mostra que a espessura do lme aumenta em até 15 vezes. Os resultados de difração de raios x obtidos mostram que lmes de InSb crescidos por epitaxia de feixe molecular ou por sputtering podem se tornar porosos quando submetidos a irradiação iônica e atingem uma estrutura policristalina com cristalitos randomicamente orientados. Os espectros de RBS indicam a incorporação de C e um aumento na fração de O no material poroso, embora a quantidade de atomos de In e Sb não mude significativamente devido a irradiação. A caracterização eletrônica da XPS mostra que, com aumento da fluência de irradiação, as ligações In-Sb e In-O não mudam e, por outro lado, as ligações Sb-O aumentam e as Sb-In diminuem. As propriedades elétricas foram investigadas com medidas de efeito Hall, e mostram que, com o aumento da fluência de irradiação, há uma diminuição na mobilidade dos portadores devido aos defeitos criados pela irradiação, por em há o aumento do número de portadores. / Here we show the e ects of ion irradiation on InSb lms grown by molecular beam epitaxy and sputtering. The irradiations were performed at room temperature under normal incidence, with 17MeV Au ions with irradiation uences ranging from 5 1010 e 1 1015 ons/cm2. Transmission electron microscopy analysis performed in crystalline InSb samples shows that porosity initiates as small spherical voids of approximately 2-3nm in diameter, with no evidence of amorphous ions tracks, but highly damaged crystalline structures . With increasing irradiation uence, the coalescence of a large number of small voids yields an interconnected network of polycrystalline nanowires. The evolution of porosity as a function of irradiation uence was investigated with scanning electron microscopy images, and shows that the lm thickness increases up to 15 times. X-ray di raction results show that InSb lms grown by molecular beam epitaxy or by sputtering can become porous upon ion irradiation and attain a polycrystalline structure with randomly oriented crystallites. RBS spectra indicate of incorporation of C and an increase in O fraction in the porous material, although the amount of In and Sb atoms do not change signi cantly due to irradiation. The electronic characterization by XPS shows that, with increasing irradiation uence, In-Sb and In-O bonds do not change, on other hand Sb-O bonds increases and Sb-In decreases. Electrical properties were investigated with measures of Hall e ect, and show that, increasing irradiation uence, there is a decrease in carriers mobility due to defects created by the irradiation, however there is an increase in carriers amount.

Desde seu surgimento no século 19, alimentos enlatados e processos de enlatamento evoluíram a fim de suprir a demanda por alimentos não-perecíveis. Em termos de consumo mundial, atum enlatado é uma das escolhas mais populares quando se trata de peixes. Nos últimos anos, o atum enlatado se tornou uma fonte importante de proteínas, vitamina D e ácidos graxos essenciais. Por outro lado, as altas concentrações de metais pesados encontradas no atum têm gerado dúvidas quanto aos benefícios de uma dieta rica nesse peixe. O objetivo deste trabalho é estudar a concentração elementar de atum enlatado e avaliar se existe alguma interação entre a lata e o alimento. Para este fim, a técnica Particle-Induced X-ray Emission (PIXE) foi empregada para estudar diferentes marcas de atum enlatado comercializado no mercado local. A análise dos resultados revela que a concentração do atum é homogênea dentro da lata. Os principais elementos presentes no atum são Na, S, Cl, K, Ca e Fe. Alguns elementos como o Al, Cu, Ti, Pb e Hg foram observados em algumas amostras em concentrações compatíveis com o limite de detecção do sistema. Nossos resultados sugerem que não há interferência entre a lata e o peixe em conserva. Os níveis de Pb e Hg encontrados estão abaixo dos limites estabelecidos pelas agências reguladoras de saúde. / Since its first appearance in the 19th century, canned food and canning processes have evolved in order to supply an ever increasing demand for non-perishable food. In terms of worldwide consumption, canned tuna is one of the most popular choices as far as fish is concerned. In the last years canned tuna has become an important dietary source of proteins, vitamin D and omega-3 fatty acids. On the other hand, high concentrations of heavy metals found in tuna fish have raised concerns about the benefits of a diet rich in this fish. The aim of this work is to study the elemental concentration of canned tuna and assess whether the canister has any influence on the food itself. To that end the Particle-Induced X-ray Emission (PIXE) technique was employed to study different brands of canned tuna purchased at the local market. The data analysis reveals that the elemental concentration of tuna fish is homogeneous throughout each canister. The major elements of tuna fish are Na, S, Cl, K, Ca and Fe. Low concentrations of Al, Cu, Ti, Pb and Hg were found in few samples only. Our results suggest that there is no interference between the canister and the tuna fish preserved in it. The levels of Pb and Hg are found to be below the limits set by regulatory agencies of health.

No presente trabalho implantamos Íons de Sb, Sn e Ag no fotoresiste AZ1350 (polímero novolak) e usamos a técnica de retroespalhamento de Rutherford a fim de estudar os seguintes asp ectos: a) alcances projetados dos Íons i'mplantados e os correspondentes desvios estatísticos em função da energia de implantação; b) variação na estabilidade térmica do fotoresiste como conseqüência de imo plantações rasas destes elementos (até rv500 A) ; c) difusividade térmica dos íons implantados. Nossos experimentos forneceram os seguintes resultados. Encontramos que os parâmetros de alcance, extraídos dos perfis experimentais, estão em bom acordo com as predições teóricas obtidas a partir da teoria de Ziegler, Biersack e Littmark. No entanto, verificamos que o perfil da perda de oxigênio ocorrida durante o processo de implantação não corresponde ao perfil de danos obtido teoricamente. Com respeito a estabilidade térmica, encontramos que implantações rasas de Sb e Sn tornam o fotoresiste mais resistente quanto a perda de material, sendo o Sb mais eficiente que o Sn. Implantações com a Ag, por sua vez, não tem influência na estabilidade térmica do fotoresiste implantado. O processo de estabilização térmica pode ser devido a dois fatores: a) danificação ocasionada pelo processo de implantação; b) efeitos químicos de ligações dos Íons implantados com os componentes do fotoresiste. Finalmente, os estudos de difusividade mostram que Íons de Sb e Sn difundem regularmente sendo que a energia de ativação para o processo é de rvl80 meV. A Ag por sua vez segrega como conseqüência do tratamento térmico. Comparação dos nossos resultados com estudos prévios realizados com implantações de Au e Bi no fotoresiste AZ1350, nos levam à conclusão que aqueles elementos que difundem regularmente (Bi, Sn e Sb) protegem o fotoresiste, ao contrário dos elementos que não difundem regularmente como Au e Ag, que segregam como conseqüência do tratamento térmico. / In the present work we have implanted Sb, Sn and Ag in the photoresist AZ1350 and used the Rutherford backscattering technique in order to study the following features: a) range and range straggling of the implanted ions as a function of implantation energy; h ) variation in the thermal stability of the photoresist as a consequence of shallow o Ag, Sn and Sb implantations ( "'500 A); c) thermal diffusivity behavior of the implanted íons. Our results have shown the following features. We found that the experimental range parameters are in good agreement with the theoretical predictions by Ziegler, Biersack and Littmark. However the oXYgen profile loss, which arises as a consequence of the implantation process does not agree with the theoretical damage profile. We also found 'that the thermal stability of the photoresist increases as a consequence of the Sb and Sn implantations. On the other side the Ag implantations do not improve the thermal stability of the implanted photoresist. The thermal stabilization process can be attributed to two main process: a) radiation damage due to the implantation process; b) chemical effects due to the creation of bonds between the implanted ion and the components of the fotoresist. Finally it should be stated that the Sb and Sn íons diffuse in a regular way following an Arrhenius plot being the activation energy of the order of 180 meV. On the other side it is shown that Ag segregates as a consequence of the thermal treatment. A comparison of the present and previous results for Au and Bi implanted into the same photoresist allow us to draw the following conclusion. The thermal stability of the AZ1350 photoresist is enhanced by those elements which diffuse regulary (Sn, Sb and Bi) . On the contrary Au and Ag (which segregate) do not bring any beneficiai effect.

The objective of the current work has been to develop a system which will allow continuous monitoring of areal mass density, lateral stress, and temperature during a process with real time presentation of results making possible either manual or automated control of the process. The system uses three quartz resonators of different crystallographic cuts (AT cut, BT cut and SC cut) in the same environment. The development of an algorithm to solve a system of equations representing a complete representation of the temperature characteristics of the three resonators is presented. This is followed by an analysis of the potential accuracy of the system and the limitations imposed by the assumptions made in the mathematical models of the system. Sputtering yields were verified using Rutherford backscattering analysis. Experimental apparatus including the physical mounting of the resonators in an experimental environment, details of the oscillator circuitry and frequency counter, and use of a personal computer for data acquisition and control are described. The results presented show, in addition to the mass change and lateral stress build-up which occur when sputtering a gold film with an argon ion beam, the radiation induced temperature rise and the radiation induced stress caused by temperature gradients. An experiment using beams of Sb+ at 50keV and Sb2+ at 100keV has been used to demonstrate the enhancement of sputtering yield that occurs when Au films are bombarded with monomers and dimers of Sb at the same energy per atom. Results are compared with simulations using both the TRIM program and molecular dynamics code.

No presente trabalho implantamos Íons de Sb, Sn e Ag no fotoresiste AZ1350 (polímero novolak) e usamos a técnica de retroespalhamento de Rutherford a fim de estudar os seguintes asp ectos: a) alcances projetados dos Íons i'mplantados e os correspondentes desvios estatísticos em função da energia de implantação; b) variação na estabilidade térmica do fotoresiste como conseqüência de imo plantações rasas destes elementos (até rv500 A) ; c) difusividade térmica dos íons implantados. Nossos experimentos forneceram os seguintes resultados. Encontramos que os parâmetros de alcance, extraídos dos perfis experimentais, estão em bom acordo com as predições teóricas obtidas a partir da teoria de Ziegler, Biersack e Littmark. No entanto, verificamos que o perfil da perda de oxigênio ocorrida durante o processo de implantação não corresponde ao perfil de danos obtido teoricamente. Com respeito a estabilidade térmica, encontramos que implantações rasas de Sb e Sn tornam o fotoresiste mais resistente quanto a perda de material, sendo o Sb mais eficiente que o Sn. Implantações com a Ag, por sua vez, não tem influência na estabilidade térmica do fotoresiste implantado. O processo de estabilização térmica pode ser devido a dois fatores: a) danificação ocasionada pelo processo de implantação; b) efeitos químicos de ligações dos Íons implantados com os componentes do fotoresiste. Finalmente, os estudos de difusividade mostram que Íons de Sb e Sn difundem regularmente sendo que a energia de ativação para o processo é de rvl80 meV. A Ag por sua vez segrega como conseqüência do tratamento térmico. Comparação dos nossos resultados com estudos prévios realizados com implantações de Au e Bi no fotoresiste AZ1350, nos levam à conclusão que aqueles elementos que difundem regularmente (Bi, Sn e Sb) protegem o fotoresiste, ao contrário dos elementos que não difundem regularmente como Au e Ag, que segregam como conseqüência do tratamento térmico. / In the present work we have implanted Sb, Sn and Ag in the photoresist AZ1350 and used the Rutherford backscattering technique in order to study the following features: a) range and range straggling of the implanted ions as a function of implantation energy; h ) variation in the thermal stability of the photoresist as a consequence of shallow o Ag, Sn and Sb implantations ( "'500 A); c) thermal diffusivity behavior of the implanted íons. Our results have shown the following features. We found that the experimental range parameters are in good agreement with the theoretical predictions by Ziegler, Biersack and Littmark. However the oXYgen profile loss, which arises as a consequence of the implantation process does not agree with the theoretical damage profile. We also found 'that the thermal stability of the photoresist increases as a consequence of the Sb and Sn implantations. On the other side the Ag implantations do not improve the thermal stability of the implanted photoresist. The thermal stabilization process can be attributed to two main process: a) radiation damage due to the implantation process; b) chemical effects due to the creation of bonds between the implanted ion and the components of the fotoresist. Finally it should be stated that the Sb and Sn íons diffuse in a regular way following an Arrhenius plot being the activation energy of the order of 180 meV. On the other side it is shown that Ag segregates as a consequence of the thermal treatment. A comparison of the present and previous results for Au and Bi implanted into the same photoresist allow us to draw the following conclusion. The thermal stability of the AZ1350 photoresist is enhanced by those elements which diffuse regulary (Sn, Sb and Bi) . On the contrary Au and Ag (which segregate) do not bring any beneficiai effect.

Neste trabalho são apresentados os efeitos da irradiação iônica em lmes de InSb crescidos por epitaxia de feixe molecular e desbastamento iônico. As irradiações foram realizadas a temperatura ambiente, em incidência normal, com íons de Au a uma energia de 17 MeV, com fluências de irradiação que variam entre 5 1010 e 1 1015 ons/cm2. A an alise da microscopia eletrônica de transmissão realizada em amostras de InSb cristalina mostram que a porosidade inicia com pequenas esferas ocas de aproximadamente 2-3nm de diâmetro, sem a evidência de ion tracks amorfos, mas com estruturas altamente danificada. Com o aumento da fluência de irradiação, a coalescência de um grande número de poros produz rede interligada de nano os policristalinos. A evolução da porosidade em função da fluência de irradiação foi investigada com imagens de microscopia eletrônica de varredurra, e mostra que a espessura do lme aumenta em até 15 vezes. Os resultados de difração de raios x obtidos mostram que lmes de InSb crescidos por epitaxia de feixe molecular ou por sputtering podem se tornar porosos quando submetidos a irradiação iônica e atingem uma estrutura policristalina com cristalitos randomicamente orientados. Os espectros de RBS indicam a incorporação de C e um aumento na fração de O no material poroso, embora a quantidade de atomos de In e Sb não mude significativamente devido a irradiação. A caracterização eletrônica da XPS mostra que, com aumento da fluência de irradiação, as ligações In-Sb e In-O não mudam e, por outro lado, as ligações Sb-O aumentam e as Sb-In diminuem. As propriedades elétricas foram investigadas com medidas de efeito Hall, e mostram que, com o aumento da fluência de irradiação, há uma diminuição na mobilidade dos portadores devido aos defeitos criados pela irradiação, por em há o aumento do número de portadores. / Here we show the e ects of ion irradiation on InSb lms grown by molecular beam epitaxy and sputtering. The irradiations were performed at room temperature under normal incidence, with 17MeV Au ions with irradiation uences ranging from 5 1010 e 1 1015 ons/cm2. Transmission electron microscopy analysis performed in crystalline InSb samples shows that porosity initiates as small spherical voids of approximately 2-3nm in diameter, with no evidence of amorphous ions tracks, but highly damaged crystalline structures . With increasing irradiation uence, the coalescence of a large number of small voids yields an interconnected network of polycrystalline nanowires. The evolution of porosity as a function of irradiation uence was investigated with scanning electron microscopy images, and shows that the lm thickness increases up to 15 times. X-ray di raction results show that InSb lms grown by molecular beam epitaxy or by sputtering can become porous upon ion irradiation and attain a polycrystalline structure with randomly oriented crystallites. RBS spectra indicate of incorporation of C and an increase in O fraction in the porous material, although the amount of In and Sb atoms do not change signi cantly due to irradiation. The electronic characterization by XPS shows that, with increasing irradiation uence, In-Sb and In-O bonds do not change, on other hand Sb-O bonds increases and Sb-In decreases. Electrical properties were investigated with measures of Hall e ect, and show that, increasing irradiation uence, there is a decrease in carriers mobility due to defects created by the irradiation, however there is an increase in carriers amount.