Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-06T13:44:32Z No. of bitstreams: 2 Wendson A S Barbosa - Dissertação de Mestrado 2012.pdf: 3141709 bytes, checksum: 6bbb54bc2a5292e64045fab6e35604c8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T13:44:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Wendson A S Barbosa - Dissertação de Mestrado 2012.pdf: 3141709 bytes, checksum: 6bbb54bc2a5292e64045fab6e35604c8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / Capes / Os lasers de semicondutor são conhecidos desde a década de 60. Sua dinâmica não-linear e comportamento caótico tem sido estudado adicionando mais um grau de liberdade às duas equações de taxa que descrevem a dinâmica desses tipos de lasers. Essa adição do grau de liberdade extra pode ser feita, por exemplo, através de uma injeção de luz externa no laser, uma realimentação ótica, modulação na perda ou através de uma modulação na corrente de bombeio. Nessa dissertação é feita primeiramente uma revisão sobre semicondutores abordando pontos como, por exemplo, o funcionamento de uma junção p-n. Em seguida descrevemos a caracterização do efeito laser nos semicondutores através das equações de Maxwell levando em conta a interação do campo eletromagnético com o meio material dentro da cavidade ressonante, o que resulta nas equações de taxa que descrevem toda a dinâmica do laser de semicondutor. Por fim, é feito um estudo, com simulações numéricas usando a linguagem de programação C++ e método de integração Runge-Kutta de 4ª ordem, das instabilidades na intensidade do laser operando no regime mono-modo com corrente de injeção modulada por uma frequência da ordem da frequência das oscilações de relaxação. Variando a amplitude ou a frequência da modulação é possível obter uma rota para o caos através de uma série de dobramentos de períodos que podem ser vistos nos diagramas de bifurcações calculados numericamente. Também é destacada a importância da saturação do ganho e da emissão espontânea no aparecimento ou não do comportamento caótico.

Neste trabalho, cristais de TlBr foram crescidos e purificados pelo método de Bridgman Repetido a partir de sais comerciais de TlBr e caracterizados para serem usados como detectores de radiação à temperatura ambiente. Para avaliar a eficiência de purificação, estudos da diminuição da concentração de impurezas foram feitos após cada crescimento, analisando as impurezas traços por Espectrometria de Massas com Plasma (ICP-MS). Um decréscimo significativo da concentração de impurezas em função do número de purificações foi observado. Os cristais crescidos apresentaram boa qualidade cristalina de acordo com os resultados de análise por Difração de Raios X (DRX). Para avaliar os cristais a serem usados como detectores de radiação, medidas de suas resistividades e resposta à incidência de radiação gama da fonte de 241Am (59,5 keV) foram realizadas. Essa resposta foi dependente da pureza do cristal. Um modelo compartimental foi proposto para avaliar as concentrações de impurezas no cristal de TlBr e suas segregações em função do número de crescimentos pelo método de Bridgman. Este modelo compartimental definido por equações diferenciais pode ser usado para calcular o coeficiente de migração das impurezas e mostrou ser útil para prever o número necessário de repetições de crescimento Bridgman para atingir nível de pureza adequado para assegurar a qualidade do cristal como detector de radiação. A diferença dos valores dos coeficientes de migração das impurezas nos cristais entre os sais, de duas procedências diferentes, utilizados foi significativa. Portanto, a escolha do sal de partida deve ser realizada experimentalmente, independente da declaração nominal da sua pureza. / In this work, TlBr crystals have been purified and grown by the Repeated Bridgman method from commercial TlBr materials and characterized to be used as radiation detectors. To evaluate the purification efficiency, studies on the impurity concentration decrease were performed after each growth, analyzing the trace impurities by inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS). A significant decrease of the concentration of impurities in function of the purification number was observed. The grown crystals presented good crystalline quality according to the results of the x-ray diffraction analysis. To evaluate the crystals to be used as a semiconductor detector, measurements of the resistivity and the pulse height under 241Am gamma rays were carried out. The radiation response was strongly dependent on the crystal purity. The Repeated Bridgman technique showed to be effective to reduce the concentration of impurities and to improve the TlBr crystal quality to be used as a radiation semiconductor detector. A compartmental model was proposed to fit the concentration/segregation of impurities in function of the Bridgman growth step number. This compartmental model is defined by differential equations and can be used to calculate the rate of migration of impurities. It proved to be a useful tool in predicting the number of Bridgman growth repetitions necessary to achieve the desired impurity concentration. The difference of the impurity migration rates between the crystals grown, using salts from different origins, was significant. Therefore, the choice of the starting salt should be performed experimentally, regardless of the statement nominal purity.

No presente trabalho foi estudada a resposta de diodos epitaxiais (EPI) e fusão zonal (FZ) como dosímetros on-line em tratamentos radioterápicos com feixe de fótons na faixa de megavoltagem (diodo tipo EPI)e ortovoltagem (diodos tipo EPI e FZ). Para serem usados como dosímetros os diodos foram encapsulados em sondas de polimetilmetacrilato preto (PMMA). Para as medidas da fotocorrente os dispositivos foram conectados a um eletrômetro Keithley® 6517B no modo fotovoltaico. As irradiações foram feitas com feixes de fótons de 6 e 18 MV (acelerador Siemens Primus®),6 e 15 MV (acelerador Novalis TX®) e 10, 25, 30 e 50 kV de um equipamento de Radiação X Pantak/Seifert. Nas medidas com o acelerador Siemens Primus® os diodos foram posicionados entre placas de PMMA a uma profundidade de 10,0 cm e com o acelerador Novalis TX® mantidos entre placas de água sólida a uma profundidade de 5cm. Em ambos os casos, os diodos foram centralizados em campos de radiação de 10 × 10 cm2, com distância fonte superfície (DFS) mantida fixa em 100 cm. Para as medidas com os feixes de fótons deortovoltagem os diodos foram posicionados a 50 cm do tubo em um campo de radiação circular de 8 cm de diâmetro. A linearidade com a taxa de dose foi avaliada para as energias de 6 e 15MV do acelerador Novalis TX® variando-se a taxa de dose de 100 a 600 unidades monitoras por minuto e para o feixe de 50 kV variando-se a corrente do tubo de 2 a 20 mA. Todos os dispositivos apresentaram respostas lineares com a taxa de dose e dentro das incertezas, independência da carga com a mesma. Os sinais de corrente mostraram boa repetibilidade, caracterizada por coeficientes de variação em corrente (CV) inferiores a 1,14%(megavoltagem) e 0,15%(ortovoltagem) e em carga menores que 1,84% (megavoltagem) e 1,67% (ortovoltagem). Foram obtidas curvas dose-resposta lineares com coeficientes de correlação linear melhores que 0,9999 para todos os diodos. / In the current work it was studied the performance of epitaxial (EPI) and float zone (FZ) silicon diodes as on-line dosimeters for megavoltage (EPI diode) and orthovoltage (EPI and FZ diode) photon beam radiotherapy. In order to be used as dosimeters the diodes were enclosed in black polymethylmethacrylate (PMMA) probes. The devices were then connected, on photovoltaic mode, to an electrometer Keithley® 6517B to allow measurements of the photocurrent. The irradiations were performed with 6 and 18 MV photon beams (Siemens Primus® linear accelerator), 6 and 15 MV (Novalis TX®) and 10, 25, 30 and 50 kV of a Pantak / Seifert X ray radiation device. During the measurements with the Siemens Primus® the diodes were held between PMMA plates placed at 10.0 cm depth. When using Novalis TX® the devices were held between solid water plates placed at 50 cm depth. In both casesthe diodes were centered in a radiation field of 10 x 10 cm2, with the source-to-surface distance (SSD) kept at 100 cm. In measurements with orthovoltage photon beams the diodes were placed 50.0 cm from the tube in a radiation field of 8 cm diameter. The dose-rate dependency was studied for 6 and 15 MV (varying the dose-rate from 100 to 600 monitor units per minute) and for the 50 kV beam by varying the current tube from 2 to 20 mA. All devices showed linear response with dose rate and, within uncertainties the charge collected is independent of dose rate. The current signals induced showed good instantaneous repeatability of the diodes, characterized by coefficients of variation of current (CV) smaller than 1.14% (megavoltage beams) and 0.15% for orthovoltage beams and coefficients of variation of charge (CV) smaller than 1.84% (megavoltage beams) and 1.67% (orthovoltage beams). The doseresponse curves were quite linear with linear correlation coefficients better than 0.9999 for all diodes.

Os calcógenos de európio (EuX, onde X representa O, S, Se ou Te) possuem propriedades magneto-ópticas únicas e interessantes, devido ao enorme magnetismo gerado dos elétrons na camada f do átomo pertencente a família dos terras raras, tornando estes materiais atraentes para aplicações na spintrônica (eletrônica baseada nos transporte de spins e não de carga). Neste trabalho investigamos em baixa temperatura o espectro de absorção utilizando luz circularmente polarizada na região próxima do limiar da banda para o telureto de európio EuTe e o seleneto de európio EuSe em alto campo magnético no ordenamento ferromagnético dos spins de Eu^{2+} da rede cristalina. As amostras crescidas por epitaxia por feixe molecular apresentaram um dicroísmo circular magnético intenso no espectro de absorção para a configuração de Faraday. O par de linhas estreitas observadas estão separadas de aproximadamente 200 meV para o EuTe e 300 meV para o EuSe. Em seguida, formulamos um modelo teórico para a interpretação deste espectro de absorção no arcabouço do modelo de transições eletrônicas entre o estado fundamental 4f^{7}({8}^S_{7/2}) e o estado excitado formado dos estados do caroço remanescente 4f^{6}({7}^F_{J=0...6}) mais o estado em que o elétron se encontra na banda de condução 5d(t_{2g}), resultando em uma excelente concordancia qualitativa e quantitativa com o experimento. / Europium chalcogenides (EuX, where X stands for O, S, Se or Te) have very interesting and unique magneto-optical properties, due to the huge magnetism that arises from the electrons in the f?shell of the rare earth element and which makes them attractive for spintronics applications ( spin transport electronics or spin basedelectronics) In this work we investigate the band-edge optical absorption in high magnetic fields in the Faraday geometry for EuTe and EuSe in the ferromagnetic order attained at low temperatures. In thin layers grown by molecular beam epitaxy, an intense magnetic circular dichroism were observed. The doublet of absorption lines showed a separation by about 200meV in EuTe and 300meV in EuSe. Next, we developed a theoretical model for the interpretation of the absorption spectrum, based in the framework of the model of an electronic transition from a localized ground state 4f^{7}({8}^S_{7/2)) to an excited state formed by the core states 4f^{6}({7}^F_{J=0...6}) and the electron extended state in the 5d(t_{2g}) conduction band, yielding an excellent qualitative and quantitavie agreement with experiment.

Neste trabalho, cristais de TlBr foram crescidos e purificados pelo método de Bridgman Repetido a partir de sais comerciais de TlBr e caracterizados para serem usados como detectores de radiação à temperatura ambiente. Para avaliar a eficiência de purificação, estudos da diminuição da concentração de impurezas foram feitos após cada crescimento, analisando as impurezas traços por Espectrometria de Massas com Plasma (ICP-MS). Um decréscimo significativo da concentração de impurezas em função do número de purificações foi observado. Os cristais crescidos apresentaram boa qualidade cristalina de acordo com os resultados de análise por Difração de Raios X (DRX). Para avaliar os cristais a serem usados como detectores de radiação, medidas de suas resistividades e resposta à incidência de radiação gama da fonte de 241Am (59,5 keV) foram realizadas. Essa resposta foi dependente da pureza do cristal. Um modelo compartimental foi proposto para avaliar as concentrações de impurezas no cristal de TlBr e suas segregações em função do número de crescimentos pelo método de Bridgman. Este modelo compartimental definido por equações diferenciais pode ser usado para calcular o coeficiente de migração das impurezas e mostrou ser útil para prever o número necessário de repetições de crescimento Bridgman para atingir nível de pureza adequado para assegurar a qualidade do cristal como detector de radiação. A diferença dos valores dos coeficientes de migração das impurezas nos cristais entre os sais, de duas procedências diferentes, utilizados foi significativa. Portanto, a escolha do sal de partida deve ser realizada experimentalmente, independente da declaração nominal da sua pureza. / In this work, TlBr crystals have been purified and grown by the Repeated Bridgman method from commercial TlBr materials and characterized to be used as radiation detectors. To evaluate the purification efficiency, studies on the impurity concentration decrease were performed after each growth, analyzing the trace impurities by inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS). A significant decrease of the concentration of impurities in function of the purification number was observed. The grown crystals presented good crystalline quality according to the results of the x-ray diffraction analysis. To evaluate the crystals to be used as a semiconductor detector, measurements of the resistivity and the pulse height under 241Am gamma rays were carried out. The radiation response was strongly dependent on the crystal purity. The Repeated Bridgman technique showed to be effective to reduce the concentration of impurities and to improve the TlBr crystal quality to be used as a radiation semiconductor detector. A compartmental model was proposed to fit the concentration/segregation of impurities in function of the Bridgman growth step number. This compartmental model is defined by differential equations and can be used to calculate the rate of migration of impurities. It proved to be a useful tool in predicting the number of Bridgman growth repetitions necessary to achieve the desired impurity concentration. The difference of the impurity migration rates between the crystals grown, using salts from different origins, was significant. Therefore, the choice of the starting salt should be performed experimentally, regardless of the statement nominal purity.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2015

Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2015

Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2015.

Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2016

Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2016.