Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-13T16:58:27Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2942431 bytes, checksum: 435436fe723ab2616cd3b36614c60a89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T16:58:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2942431 bytes, checksum: 435436fe723ab2616cd3b36614c60a89 (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nos semicondutores magn ́eticos diluídos (SMD) parte dos átomos da rede cristalina são substituídos por átomos magnéticos, tais como, metais de transição (Mn, Fe, Ni, Co, Cr) ou terras raras (Eu, Gd, Er). Esta inserção de íons magnéticos na estrutura induzem comportamento ferromagnético em um semicondutor não-magnético. O caráter magnético dos a ́ tomos dopantes vem dos elétrons desemparelhados no último nível d (metais de transição) ou f (terras raras) [12]. Assim, as características semicondutoras e ferromagnéticas coexistem nestes materiais onde as propriedades de carga e de spin dos elétrons podem ser manipulados simultaneamente. Este ́e um fato potencialmente importante para aplicações tecnológicas. O CdMnTe ́e um SMD formado pela ligação entre os elementos dos grupos II-VI da tabela periódica, no qual foram introduzidas impurezas magnéticos de Mn substituindo alguns ́atomos de Cd. Nosso estudo foi iniciado com o crescimento de camadas epitaxiais de CdMnTe com diferentes concentrações de Mn (9%, 19%, 40% e 66%). Medidas de difração de raios-x foram efetuadas para determinar a estrutura cristalina do semicondutor e para estimar a concentração de Mn. Medidas de magnetização ̧em função da temperatura e curvas de histerese magnética foram realizados com um dispositivo supercondutor de interferência quântica (SQUID). A presença de características magnéticas foi observada nas amostras a temperaturas baixas para todas as concentrações testadas. Medidas de resistividade foram realizados nos filmes para uma ampla gama de temperaturas entre 5K e 300K. Um comportamento típico paramagnético foi observado a temperaturas elevadas (acima de 40K). Processos de condutividade tipo hopping foi verificado em temperaturas abaixo de 40K para filmes com concentração de 9% de Mn. / In diluted magnetic semiconductors (DMS) part of the atoms in the lattice have been replaced by magnetic atoms, such as, transition metals (Mn, Fe, Ni, Co, Cr) or rare earths metal (Eu, Gd, Er). This insertion of magnetics ions on the lattice did in order to in- duce ferromagnetic behavior in a semiconductor non-magnetic. The magnetic character of dopant atoms comes from unpaired electrons in the outer levels d (transition metal) or f (rare earth) [12]. Thus, the semiconductor and ferromagnetic characteristics coexist in these materials where the property of charge and spin of the electrons can be simulta- neously manipulate. This is the potentially important fact for technological applications. The CdMnTe is a DMS formed by the bond between elements of II-VI groups of the periodic table, where it was introduced magnetic impurities of Mn replacing some Cd atoms. Our study was initiated with the growth of epitaxial layers of CdMnTe for diffe- rent concentrations of Mn (9%, 19%, 40% and 66%). Measurements of X-ray diffraction were made to determine the crystalline structure of the semiconductor and for to estimate the concentration of Mn. Magnetization measurements in function of temperature and magnetic hysteresis curves were performed with a superconducting quantum interference device (SQUID). The presence of magnetic order in our samples was observed at low tem- peratures for all the concentrations tested. Resistivity measurements were performed in the films for a wide range of temperatures between 5K and 300K. The typical paramag- netic behavior was observed at high temperatures (above 40K). The conductivity due hopping processes is checked at temperatures below 40K for the films with concentration of 9% of Mn.

Este trabalho tem como objetivo estudar os métodos de desenvolvimento de testes de semicondutores em testadores de baixo custo e propor ferramentas que proporcionem a redução dos custos da realização destes testes. Para isto, o trabalho apresenta, em sua primeira parte, uma introdução aos testadores automáticos de semicondutores, explicando o que eles são e para que eles servem. Em seguida são apresentados os mecanismos de testes de semicondutores, tanto internos quanto externos ao circuito integrado. Logo após são mostrados três estudos de caso de circuitos integrados distintos que exemplificam a implementação dos seus respectivos testes. Na segunda parte do trabalho, são apresentados os conceitos de custo do teste de semicondutores. Com o uso destes conceitos, são feitas análises para os três estudos de caso já apresentados através de ferramentas de análise de custo do teste. / The goal of this work is to study development methods of semiconductor tests in low-cost tests and propose tools in order to provide cost reduction of these tests. In order to do so, this work presents, in its first part, an introduction to automatic test equipments, explaining what are ATEs and what is their purpose. Then it presents semiconductor testing mechanisms, both internal and external to the integrated circuit. Then three case studies are presented in separate integrated circuits that exemplify the implementation of the respective tests. In the second part, the concepts of semiconductor test costs are presented. With the use of these concepts, analysis are accomplished for the three case studies, through test cost analysis tools.

ALVES, Tayroni Francisco de Alencar. Propriedades físicas de um gás de elétrons 2D na presença de um campo magnético inclinado. 2008. 126 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-09T18:25:35Z No. of bitstreams: 1 2008_tese_tfaalves.pdf: 2821923 bytes, checksum: 579c545bb671ea65a74fcd43df767b98 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-11T17:49:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_tese_tfaalves.pdf: 2821923 bytes, checksum: 579c545bb671ea65a74fcd43df767b98 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-11T17:49:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_tese_tfaalves.pdf: 2821923 bytes, checksum: 579c545bb671ea65a74fcd43df767b98 (MD5) Previous issue date: 2008 / Investigamos os efeitos da interação spin-órbita do tipo Rashba e do tipo Dresselhauss e de um potencial com modulação periódica unidimensional sobre as propriedades físicas de um gás de elétrons bidimensional, na presença de um campo magnético externo constante e inclinado com respeito a direção de confinamento. O sistema é caracterizado pelos parâmetros que determinam a intensidade e direção do campo magnético, as intensidades das interações Rashba e Dresselhaus, a intensidade e periodicidade do potencial e o número de partículas por m². Soluções da equação de Schrödinger foram obtidas para diferentes conjuntos de parâmetros, o que nos permitiu a obtenção da densidade de estados e energia de Fermi do sistema para cada conjunto. A obtenção destes resultados possibilitou a análise das condutividades Hall, colisional e difusiva, a energia livre e a magnetização na direção do campo em função da inclinação e do módulo do campo externo e a analise da importância relativa da interação Zeeman, da interação spin-órbita e da modulação periódica unidimensional sobre estas propriedades. Observamos modulações na densidade de estados devidas à interação spin-órbita. Este comportamento também é observado no comportamento dos observáveis que dependem das variáveis dinâmicas do sistema. Além disso, também observamos que a condutividade Hall é quantizada no caso da ausência da modulação periódica, interação spin-órbita e campo paralelo à direção de crescimento, podendo assumir somente valores múltiplos de e²/h. Na presença de uma componente do campo paralela a região em que o gás se encontra confinado ou da interação spin-órbita, surgem plateaus intermediários (2n+1)e²/(2h) entre quaisquer plateaus de ordem n e n+1. Ao se incluir a modulação periódica, a condutividade Hall passa a ter valores contínuos entre dois plateaus quaisquer. Também obtivemos que a modulação periódica torna não-nula a contribuição da difusão para a condutividade.

SILVA, Agmael Mendonça. Estudo teórico das propriedades estruturais, eletrônicas e vibracionais de pontos quânticos de silício e grafeno e cálculos no formalismo DFT aplicados a cristais de ácido úrico. 2010. 148 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-15T18:26:42Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_amsilva.pdf: 13243236 bytes, checksum: 7a9affef7c51dfd265b97f3957b677d3 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-21T20:33:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_amsilva.pdf: 13243236 bytes, checksum: 7a9affef7c51dfd265b97f3957b677d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T20:33:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_amsilva.pdf: 13243236 bytes, checksum: 7a9affef7c51dfd265b97f3957b677d3 (MD5) Previous issue date: 2010 / There is a great interest in understanding the electronic properties of nano-structured materials aiming the development of new nano devices, especially how to modify the electronic properties of nano structures already known in a controlled manner. This work shows our studies, which were made in a pure atomistic way by computational simulation, on the electronic, optical and vibrational properties of (a) spherical quantum dots, silicon solid and hollow ones, (b) graphene nanoflakes and (c) crystals of uric acid, anhydrous, mono and dihydrate ones, using methods of Molecular Dynamics, Semiempirical, DFTB+ and DFT. We used the software called AMPAC and the modules of Materials Studio (Accelrys), the Forcite, CASTEP, Gulp and Dmol3 that are states of art in atomistic simulations. From the classical point of view we used Brenner force fields, which allow the formation and breaking of covalent bonds; and from the quantum dots of view, we used the method of density functional and DFTB+. In the study of silicon quantum dots, it was obtained a decrease of the energy gap due to the increase of the radius for massive dots, and contrary behavior to the hollow dots, when we fixed one point and varied only the radius of the hole. In relation to the graphene nanoflakes, it was obtained the stability of structures by the Dynamics Molecular, verifying that they keep their flattened form up to 1000 K; over 3400 K structures begin to have their links broken. The HOMO-LUMO energy gaps are sensitive to edges. Analysis of spin states revealed that only the triangular nanoflakes with zigzag edge have excess of electrons with alpha spin, however symmetry dependent. The modes of vibration for structures with nC ~ 50 were obtained and it was observed that rectangular nanoflake displays absorption bands in common with zigzag nanoflakes in two ranges of the infrared spectrum. Finally for the uric acid crystals, we observed that the lattice parameters for the dihydrate crystal are less consistent with experimental values. The gap of the crystal of uric acid, anhydrous and mono ones, is direct (~ 3.18 eV and 3.16 eV, respectively) and of the dihydrate is indirect (~ 2.89 eV). The 2p orbitals are the largest contributors to the density of states. Water has great influence in the conduction band of the dihydrate crystal. There is an anisotropic behavior in relation to the study of the optical properties of these crystals along four directions of incidence of the electric field, where the anisotropy is more accentuated to the dihydrate. The studies fit in the theme of the role of Instituto de NanoBioEstruturas & Simulação NanoBioMolecular [NANO(BIO)SIMES], one of the National Institutes of Science and Technology funded by CNPq from the beginning of 2009, which aims to develop research activities and high-quality human resource training in nanobiostructures and nanobiomolecular simulation. / Com a finalidade do desenvolvimento de novos nanodispositivos, há um grande interesse em conhecer as propriedades eletrônicas de materias nanoestruturados. Sobretudo, como modificar as propriedades eletrônicas de nanoestruturas já bem conhecidas de forma controlada. Com este objetivo, muitas metodologias e experimentos tem sido desenvolvidos. Neste trabalho, estudamos de forma inteiramente atomística através de simulação computacional as propriedades eletrônicas, ópticas e vibracionais de (a) pontos quânticos esferéricos maciços e ocos de silício, (b) nanoflocos de grafeno e (c) cristais de ácido úrico anidro, mono e dihidratado utilizando métodos de Dinâmia Molecular, Semiempírico, DFTB+ e DFT, para tanto utilizamos o programa AMPAC e os módulos do Materials Studio (Accelrys), o Forcite, CASTEP, Gulp e o Dmol3 que são estados de arte em simulações atomísticas. Do ponto de vista clássico utilizamos campos de força Brenner, que permite a formação e rompimento de ligações covalentes; do ponto de vista quântico, utilizamos o método do funcional da densidade e DFTB+ . No estudo dos pontos quânticos silício obteve-se uma diminuição do gap de energia em função do aumento do raio para os pontos maciços, e comportamento contrário para os pontos ocos, quando fixamos um ponto e variamos tão somente o raio do buraco. Para os nanoflocos de grafeno obteve-se por meio de Dinâmica Molecular a estabilidade das estruturas, averiguando que até 1000K elas conservam sua forma plana; acima de 3400K as estruturas começam a ter suas ligações rompidas. Os gaps de energia HOMO-LUMO são sensíveis às bordas. A análise dos estados de spins revelou que somente os nanoflocos triangulares com borda zigzag possuem excesso de elétrons com spin alfa, dependente no entanto da simetria. Os modos de vibração para estruturas com nC ~ 50 foram obtidas e observou-se que nanofloco retangular exibe bandas de abosorção em comum com nanoflocos zigzag em dois intervalos do espectro infravermelho. Finalmente para os cristais de ácido úrico, observou-se que os parâmetros de rede para o cristal dihidratado são menos coerentes com valores experiemntais. O gap do cristal de ácido úrico anidro e mono é direto (~ 3.18 eV e 3.16 eV, respectivamente) e do dihidratado é indireto (~ 2.89 eV). Os orbitais 2p são os maiores contribuintes à densidade de estados. A água tem bastante influência na banda de condução do cristal dihidratado. Há um comportamento anisotrópico quando do estudo das propriedades ópticas destes cristais ao longo de quatro direções de incidência do campo elétrico, sendo a anisotropia mais acentuada para o dihidratado. As pesquisas realizadas enquadram-se na temática de atuação do Instituto de NanoBioEstruturas & Simulaçãoao NanoBioMolecular [NANO(BIO)SIMES], um dos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia financiados pelo CNPq a partir do início de 2009, que visa desenvolver atividades de pesquisa e formação de recursos humanos de alto nível em nanobioestruturas e simulação nanobiomolecular.

Neste trabalho estudou-se a transição de fase (semi-condutor-metal) induzida por alta pressão no InSb, através de medidas do gradiente de campo elétrico (GCE), presente no sítio do In, utilizando a técnica de correlação angular diferencial perturbada. / In this work one studied the phase transition (semiconductior-metal) indiced by high pressure in InSb, through measurement of electric field gradient (EFG) present at the In site, using the technique of differentail perturbed angular correlation.

Neste trabalho, estudou-se a síntese de filmes finos de BiVO4 e WO3-CuWO4 por spin coating e sputtering, respectivamente. Esses filmes foram utilizados na foto produção de corrente e hidrogênio a partir da água e luz solar (fotoeletrólise). Adicionalmente, foi preparado utilizando a reação de estado sólido o composto quaternario proposto teóricamente por Pranab Sarker como um promisor fotocatalizador para produção de hidrogênio. Finalmente, foi aplicada a teoria do funcional da densidade ao estudo das propriedades eletronicas e estruturais do e dos sistemas citados acima. / In this work, the synthesis of thin films of BiVO4 and WO3-CuWO4 by spin coating and sputtering, respectively, was studied. These films were used in the photo production of current and hydrogen from water and sunlight (photoelectrolysis). Additionally, the quaternary compound proposed theoretically by Sarker Pranab was prepared using the solid state reaction as a photocatalytic suitable for the production of hydrogen. Finally, the density functional theory was applied to the study of the electronic and structural properties of and the systems mentioned above.

A Medida de Corrente Induzida por Feixe de Elétrons (EBIC - do inglês Electron Beam-induced Current ) é uma técnica focada nas propriedades de transporte dos portadores de carga minoritários em materiais semicondutores, permitindo a medição direta de propriedades elétricas tais como comprimento de difusão e vida média dos portadores, localização de defeitos e caracterização de zonas de depleção em junções p-n. O contraste EBIC depende da eficiência da coleção de corrente na amostra, permitindo assim a direta visualização de características eletricamente ativas. A avaliação da metodologia de medida EBIC foi realizada através da caracterização de amostras de silício tipo-p e tipo-n, e comparação dos resultados com dados da literatura. Uma vez que a profundidade de penetração do feixe de elétrons do MEV na amostra depende da tensão de aceleração utilizada, foram realizadas medidas EBIC com diferentes tensões de aceleração para avaliar a resolução em profundidade da posição de uma junção p-n formada em uma amostra de silício tipo n implantada com íons de Ga com energia de 5 keV.A medida EBIC na seção transversal de células solares é promissora para a caracterização destes dispositivos, considerando a habilidade da técnica de resolver espacialmente regiões menores do que o tamanho de grão típicos (em torno de 1 m), fornecendo informações que seriam inacessíveis através das técnicas usualmente empregadas, como luminescência e curvas I-V, cujos resultados constituem valores médios representativos de escalas maiores do que a da camada ativa das células. Embora imagens EBIC sejam comumente utilizadas para a análise de defeitos em células solares, poucos trabalhos aplicam a técnica para a caracterização de seções transversais de células solares, especialmente células de terceira geração sensibilizadas por corante (DSSC) do tipo estado sólido. A estabilidade dos dispositivos durante as medições foi verificada, apoiando a aplicação da técnica EBIC na caracterização desse tipo de DSSC. Foram analisadas células com diferentes estruturas e espessuras da camada ativa, e caracterizações complementares com as técnicas EDS e GID foram feitas. Observou-se também a possibilidade de utilização da técnica no controle de qualidade e avaliação dos métodos de produção das células. Diferentes métodos de deposição da camada intermediária na estrutura das DSSCs foram testados, de forma a melhorar a adesão insatisfatória desta camada. A técnica EBIC mostrou-se adequada para a distinção entre células com boa adesão desta camada e células com defeitos de construção, permitindo a introdução de melhorias significativas na fabricação destes dispositivos. / Electron Beam-induced Current (EBIC) measurement is a technique focused on minority carrier transport properties in semiconductor materials, allowing direct measurements of several electrical properties, such as diffusion lengths and lifetime of the carriers, location of defects and depletion zone characterization in p-n junctions. EBIC contrast depends on the current collection efficiency in the sample, thus permitting a direct visualization of electronically active features. The evaluation of the EBIC measuring methodology was performed by the characterization of p- and n-type silicon and the comparison with results from the literature. Since the penetration depth of the electron beam in a sample depends on its acceleration voltage, the EBIC signal was acquired for variable voltage in order to evaluate the depth-resolved location of the p-n junction formed in the n-type silicon implanted with gallium at 5 keV. Direct measurement of EBIC profiles in cross-sections of solar cells is a promising method for device characterization, considering its spatial resolution is smaller than the typical grain sizes (about 1 m), providing informations otherwise inaccessible by the usually employed techniques, such as luminescence and V-I curves, that yield results that represent mean values of scales larger than that of the cell’s active layer. Although the EBIC imaging method is commonly used for defect analysis of solar cells, very few works have applied the thechnique to 3rd. generation solid state dye sensitized solar cell (DSSC) cross-sections. The stability of the devices during the measurement was verified in this work, supporting the application of the EBIC technique for the characterization of this type of DSSCs. DSSCs with different structures and active layer thickness were analyzed, and complementary characterizations with EDS and GID techniques were performed. The applicability of the EBIC thecnique in device quality control, as well as production methods evaluation was observed. Different deposition methods of the intermediate layer of the DSSC structure were tested, in orde to improve the unsatisfactory adhesion of this layer. EBIC showed to be the adequate thechnique to differentiate between well adhered and poorly constructed DSSCs, allowing to introdenuce significant improvements in the device fabrication.

Este trabalho apresenta as variações das propriedades ópticas e elétricas do ITO (Oxido de índio dopado com Estanho) por bombardeamento iônico. Os bombardeamentos foram realizados com íons Ar+ com perfil único e com perfil de plateau. Em seguida, foram realizadas as caracterizações elétricas pelo método de quatro pontas de Van der Pauw e medidas de transmitância especular e refletância total. As amostras foram recozidas a temperaturas de 200oC, 300°C e 400°C, sendo, após, realizadas as devidas caracterizações elétricas e ópticas novamente. A resistência de folha do ITO aumentou de 12,7í2/d (amostra não bombardeada) até 300Í7/D para a amostra implantada com a maior dose (1 x 1017/cm2). Este aumento é devido à diminuição da mobilidade em mais de 10 vezes. Para doses baixas (até 1 x 1013/cm2) o bombardeamento está criando portadores do tipo n devido à formação de vacâncias de oxigênio. Para doses maiores, a concentração dos portadores começa a diminuir devido á remoção dos átomos de Sn dos sítios e ao armadilhamento em níveis profundos dos portadores livres. Nas mecUdas ópticas, foi constatado que todas as doses de bombardeamento diminuem a transmitância do ITO. Para as amostras de perfil único e doses de bombardeamento de até 1 x IO15/cm2, a temperatura de recozimento de 400oC é suficiente para quase recuperar as características elétricas e ópticas iniciais das amostras. As correspondentes larguras da banda proibida foram medidas e verificada a validade do Efeito de Burnstein-Moss nas amostras submetidas à implantação. Provamos que no ITO não podemos conseguir isolamento completo e torná-lo isolante elétrico através de bombardeamento com íons, como é possível para vários semiconutores (GaAs, InP, GaN, etc.). Entretanto, a implantação iônica oferece um método de controle das características ópticas e elétricas. Por exemplo, podemos fazer a camada de ITO menos transparente sem mudar significativamente a resistência de folha, o que pode ser necessário em alguns passos tecnológicos. / This work presents the variations of the optical and electrical properties of the ITO (Indium Tin Oxide) by ionic bombardment. The bombardments were dona using Ar+ ioris with one profile and with plateau profile. In the sequence, the electrical characterizations were done by the four point proba technique of Van der Pauw and the specular transmitance and total reflectance were measured. The samples were anealed at 200°C, 300oC, 400°C and the electrical and optical properties were characterized again. The sheet resistence of the ITO has increased from 12,7íl/a (nonbombardad sample) to 300n/D on the sample that was implanted with the biggest dose (1 X 1017/cm2). This rise is due to the mobility reduction in more than 10 times. For lower doses (until 1 x 1013/cm2) the bombardment creates type n carriers because of the oxygen vacation formations. For greater doses, the density of carriers starts to decrease due to the remotion of Sn atoms from the sites and to the trapping at deep leveis of the free carriers. On the optical measurements it was observed that ali the bombardment doses lead the ITO transmitance to deacrease. For the samples of one profile and bombardment doses until 1 x 1015/cm2 the anealing temperature of 400°C is suffient to almost recover the initial eletrical and optical characteristics of the samples. The corresponding forbiden band gap were measured and it was verified the validity of the Burnstein-Moss theory on the implanted samples. We have proved that in the ITO it is not possible either to get complete isolation nor turn ITO eletrical isolating beyond the ion bombardment, as it is possible for various semiconductors (GaAs, InP, GaN, etc.). However, the ionic implantation offers a method of controling the optical and eletrical characteristcs. For example, we can turn the ITO layer less transparent without significantly modififying the sheet resistence, that can be necessary in some technological steps.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:24:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317442.pdf: 25226064 bytes, checksum: 7f4d2680dd8583b2ff615ee1c797f57d (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo de retificadores unidirecionais com alto fator de potência, monofásicos e trifásicos, multiníveis com célula de comutação de múltiplos estados. A utilização de um transformador de multi-interfase conectado a diversas pernas de semicondutores permite a divisão dos esforços de corrente, multiplicação da frequência e geração de múltiplos níveis de tensão na entrada e corrente de saída do conversor. As perdas nos semicondutores e os elementos passivos podem ser então reduzidos, permitindo a obtenção de alto rendimento, elevada densidade de potência, sendo também indicados para aplicações de alta potência. A complexidade do sistema de modulação, número de componentes e confecção dos elementos magnéticos são as principais desvantagens da topologia proposta. O estudo é conduzido de forma generalizada, com o objetivo de avaliar o impacto do número de pernas de semicondutores em diversos aspectos operacionais do conversor. Questões de modelagem, controle, modulação e implementação prática são abordadas, onde uma arquitetura modular baseada em blocos de construção é proposta como alternativa para a complexidade própria da estrutura. O trabalho é suportado por diversas simulações numéricas e por três protótipos construídos em laboratório, a saber: um conversor monofásico de 1,5 kW com duas pernas de semicondutores; um conversor monofásico de 2,5 kW com quatro pernas de semicondutores; e um conversor trifásico de 7,5 kW com quatro pernas de semicondutores.<br> / Abstract : This work analyzes single and three-phase unidirectional high power factor multistate switching cells-based multilevel rectifiers (MLMSR). The use of a multi-interphase transformer, with its windings connected to several semiconductor legs produces relatively well balanced current distribuition among the semiconductors, frequency multiplication and generation of multiple levels at the input voltage and output current of the converter. The semiconductor and passive component losses are reduced, and thus high efficiency and high power density are obtained. From the current sharing among the devices, such converters are appropriate for high power applications. A generalized analysis is presented, in order to evaluate the impact of the number of semicondutor legs in various operational aspects of the converter. The main issues related to static and dynamic modeling, control, modulation and practical implementation are considered for both, single- and three-phase, structures. Special attention is given to carrier-based modulation strategies to improve the performance of the three-phase rectifiers. Finally, a modular approach according to the power electronics building blocks concept is proposed as a viable solution to overcome the practical implemetation complextity of such rectifiers. The work is supported by several numerical simulations and by the analysis of three lab prototypes, namely: a 1.5 kW two legs single-phase MLMSR; a 2.5 kW four legs single-phase MLMSR; and a 7.5 kW four legs three-phase MLMSR.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Física. / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:52:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264457.pdf: 2620894 bytes, checksum: fbd617211532cad6f819208034889b7c (MD5) Previous issue date: 2009 / Nessa dissertação de mestrado a Mecano-Síntese foi utilizada para produzir nanomateriais semicondutores (In-Sb, Cd-Te e Zn-Te) na forma de pó. Propriedades estruturais, térmicas e ópticas das ligas foram estudadas. A fase estrutural majoritária nucleada em todos os materiais foi cúbica do tipo blenda de zinco. Os modos vibracionais ópticos típicos dessa estrutura foram estudados e em alguns casos foi possível averiguar heterogeneidade local nas amostras. A difusividade térmica foi obtida considerando como mecanismo dominante a flexão termoelástica e apresentou aumento devido ao tratamento térmico para todas as amostras estudadas. A difração de raios X foi utilizada para acompanhar a evolução estrutural das amostras em função do tempo de moagem. As informações cristalográficas das fases cristalinas identificadas foram obtidas da análise de Rietveld dos difratogramas experimentais. Para apoiar a identificação de fase, a composição química das ligas moídas e tratadas termicamente foi analisada por fluorescência de raios X. A calorimetria diferencial de varredura foi utilizada para testar a estabilidade térmica desses materiais através da observação de reações endotérmicas e exotérmicas relacionadas a fusões, cristalizações, relaxações estruturais, crescimentos de grãos e/ou variação no calor específico, bem como para quantificar variações de calor (variação de entalpia) associadas a algumas das reações citadas. A espectroscopia de absorção fotoacústica revelou os mecanismos responsáveis pela propagação de calor nas amostras e permitiu quantificar a difusividade térmica, o coeficiente de difusão dos portadores, além da velocidade e o tempo de recombinação de portadores na superfície. Já com a espectroscopia Raman foram determinadas as frequências dos modos ópticos longitudinais e transversais das estruturas blenda de zinco, bem como aquelas associadas a modos do Te, Sb ultra tensionado e/ou de multifases. O grande número de técnicas e resultados experimentais presentes nesta dissertação apontam não só o êxito no cumprimento das metas do projeto de pesquisa inicial, mas também a formação de um profissional ético, preocupado com segurança no trabalho e com habilidades de instrumentação/controle de processos, informática, redação/publicação de artigos em revistas internacionais e eventos, obtenção e gerenciamento de recursos, incluindo prestação de contas.