Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2018.

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.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-09-19T13:34:59Z No. of bitstreams: 1 TeseIAC.pdf: 3635782 bytes, checksum: af0cdbb8c8caf2d9a90377d533f6b0ca (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:14:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseIAC.pdf: 3635782 bytes, checksum: af0cdbb8c8caf2d9a90377d533f6b0ca (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:14:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseIAC.pdf: 3635782 bytes, checksum: af0cdbb8c8caf2d9a90377d533f6b0ca (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T18:15:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseIAC.pdf: 3635782 bytes, checksum: af0cdbb8c8caf2d9a90377d533f6b0ca (MD5) Previous issue date: 2015-12-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The use of semiconductors for environmental applications and solar photoconversion has been widely explored recently. Due the intensive researches on renewable energy such as the photoelectrochemical H2 evolution from water splitting reaction, the design of new catalysts has been investigated. In this context, tungsten oxide – WO3 – is a promising catalyst for such application, however its conduction band is located at a more positive potential than the potential of water reduction, as a result WO3 does not have the ability to reduce H+ to H2. In the first part, this work deal with the synthesis of WO3 by the oxidant peroxide method, as a promising catalyst for this reaction. Tuning of the band-edge levels for the different synthesized catalysts was verified from Mott Schottky plot, and it represents the effective photoelectrocatalytic water splitting.In the second part, the study of heterostructuring TiO2 with WO3was investigated because of the possibility to mitigate the recombination of electron–hole pairs and therefore obtain more active systems for photocatalytic applications. The synthesis of WO3/TiO2 heterostructures was evaluated by hydrothermal method using three different routes: (I) precursors used as peroxo-complexes; (II) tungsten peroxo-complex and TiO2 pre-formed oxide; (III) pre-formed oxides as building blocks. The results showed by electrochemical characterization demonstrated how the electronic parameters (band edge positions, Fermi level energy and charge migration) affect the photocatalytic activity of heterostructures obtained by the distinct synthetic routes. The as-synthesized materials was investigated toward the photodegradation of organic dye (Rhodamine-B) under visible and UV illumination. The growth mechanism was observed to play a significant role in governing surface and interfacial properties, which has a direct influence on xvi materials photoactivity. The band edge positions for the materials was determined from Mott Schottky plot and the experimentally determined energy diagram is consistent with the formation of a type II heterostructure for WO3/TiO2 and it is well correlated to recent reports in literature. As a result, the photogenerated electrons and holes can be spatially distributed in two different crystalline phases in contact and the charge recombination is inhibited, which is efficient for photocatalytic reactions.Additionally, regarding the energy diagram obtained for the heterostrucutres, it is possible from the thermodynamic aspect the use of those structures as promising candidates for the photoelectrocatalytic water splitting, since the band positions are sufficiently large to overcome the character of this reaction. / O uso de semicondutores para aplicações ambientais e na fotoconversão solar tem sido amplamente explorado recentemente. Devido a pesquisas intensivas sobre energias renováveis como a reação de produção fotoeletroquímica de H2 a partir da água, o desenvolvimento de novos catalisadores tem sido investigado. O óxido de tungstênio – WO3– é um material promissor para tais aplicações, entretanto, a posição da sua banda de condução possui valores mais positivos que o potencial de redução da água, e desta forma este material não tem a habilidade de reduzir diretamente o H+ para H2. Na primeira parte, este trabalho aborda a síntese de WO3 pelo método dos peróxidos oxidantes (OPM), como um catalisador promissor para esta reação. Foi observado deslocamento nas bandas de energia para o filme de WO3 obtido pela rota OPM em relação ao óxido obtido pela rota convencional, determinado pela da relação de Mott Schottky e estes resultados caracterizam a efetiva reação water splitting. Na segunda parte, foi investigado a formação de heteroestruturas de TiO2 com WO3, no acoplamento entre as estruturas eletronicas dos óxidos semicondutores para obtenção de sistemas mais ativos em processos fotocatalíticos. A síntese de heteroestruturas WO3/TiO2 foi avaliada pelo método hidrotérmico utilizando três rotas distintas: (I) precursores na forma de peroxo-complexos estáveis; (II) peroxo-complexo de tungstênio e óxido pré-formado de TiO2 e (III) óxidos pré-formados como “blocos de construção”. De acordo com os resultados obtidos por caracterização eletroquímica, os parâmetros eletrônicos (posições de banda de energia, nível de Fermi e migração de cargas) influenciaram na atividade fotocatalítica de heteroestruturas obtidas por rotas sintéticas distintas. Os materiais foram investigados na reação defotodegradação do corante orgânico (Rodamina-B) sob xiv iluminação visível e UV. Observou-se que o mecanismo de crescimento das estruturas desempenha um papel significativo nas propriedades finais dos catalisadores produzidos, e uma influência direta sobre a fotoatividade destes. As posições do nível de Fermi para os materiais foi determinada a partir da caracterização eletroquímica pela relação de Mott Schottky e o diagrama de energia determinado experimentalmente é consistente com a formação de uma heteroestrutura tipo II para WO3/TiO2 e está de acordo com relatos recentes na literatura. Como consequência, os elétrons e buracos fotogerados podem estar espacialmente distribuídos nas fases cristalinas em contato e a taxa de recombinação é inibida, o que é eficaz para reações catalíticas. Além disso, em relação ao diagrama de energia obtida para as heteroestruturas, é possível do ponto de vista termodinâmico, a utilização como candidatos promissores para a reação fotoeletrocatalítica de water splitting, uma vez que os potenciais são energeticamente favoráveis para esta reação. / FAPESP: 2011/07484-8 / CAPES: 8218-13-7

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3266556 bytes, checksum: 8fff5feabda41bc9480a61946ad6a5e5 (MD5) Previous issue date: 2015-08-20 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / When submitted to external perturbations semiconductor lasers are convenient systems for amplitude or frequency dynamics studies. Amplitude dynamics of the electromagnetic field of semiconductor devices have been studied in a large number of theoretical and experimental works in the last few decades, particularly under coherent optical feedback. New features in the operation of semiconductor lasers can be exploited when subjected to orthogonal optical feedback. In this work we present a systematic study of the dynamics in frequency observed in semiconductor lasers when subjected to an orthogonal and to a filtered orthogonal feedback. We analyze the frequency shift that occurs when part of the orthogonally polarized beam is re-injected in the cavity. We study the response of a semiconductor filtered to orthogonal feedback, considering two different spectral filters: an atomic transition and a diffraction grating. The orthogonal feedback filtered by an atomic line can be used in a technique to stabilize the laser frequency. We determine the conditions for which this stabilization is optimized and measure the response time of the semiconductor when subjected to orthogonal feedback. When we use the diffraction grating to filter the feedback light, we observe a new behavior: emission frequency oscillations. We show that the amplitude of these oscillations depends on the power of feedback and we try to measure the rate at which the laser emission frequency oscillates under these conditions. / Lasers semicondutores, quando submetidos a uma perturbação externa, são sistemas bastante convenientes para estudos de dinâmica em amplitude ou freqüência. Dinâmica na amplitude do campo eletromagnético de dispositivos semicondutores tem sido estudada em um grande número de trabalhos teóricos e experimentais nas ultimas décadas, particularmente para lasers submetidos a um retorno ótico coerente. Novas características na operação de lasers semicondutores podem ser exploradas quando estes são submetidos a uma realimentação ótica ortogonal. Neste trabalho apresentamos um estudo sistemático da dinâmica em freqüência observada em lasers semicondutores quando submetidos a uma realimentação ortogonal ou ortogonal filtrada. Analisamos o deslocamento em freqüência que ocorre quando re-injetamos parte do feixe laser com polarização cruzada na cavidade semicondutora. Estudamos a resposta dinâmica do laser semicondutor quando utilizamos realimentação ótica ortogonal filtrada, considerando dois filtros espectrais diferentes: uma transição atômica e uma grade de difração. A realimentação ortogonal filtrada por uma linha atômica pode ser usada como técnica para estabilização da freqüência do laser. Aqui determinamos sob quais condições esta estabilização é otimizada e medimos o tempo de resposta do semicondutor quando submetido à realimentação ortogonal. Quando fazemos uso de uma grade de difração para realimentar o semicondutor, observamos um comportamento novo: oscilações na freqüência de emissão. Mostramos que a amplitude dessas oscilações depende da potência de realimentação na cavidade laser e tentamos medir a taxa com que a freqüência de emissão laser oscila sob estas condições.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3266556 bytes, checksum: 8fff5feabda41bc9480a61946ad6a5e5 (MD5) Previous issue date: 2012-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / When submitted to external perturbations semiconductor lasers are convenient systems for amplitude or frequency dynamics studies. Amplitude dynamics of the electromagnetic field of semiconductor devices have been studied in a large number of theoretical and experimental works in the last few decades, particularly under coherent optical feedback. New features in the operation of semiconductor lasers can be exploited when subjected to orthogonal optical feedback. In this work we present a systematic study of the dynamics in frequency observed in semiconductor lasers when subjected to an orthogonal and to a filtered orthogonal feedback. We analyze the frequency shift that occurs when part of the orthogonally polarized beam is re-injected in the cavity. We study the response of a semiconductor filtered to orthogonal feedback, considering two different spectral filters: an atomic transition and a diffraction grating. The orthogonal feedback filtered by an atomic line can be used in a technique to stabilize the laser frequency. We determine the conditions for which this stabilization is optimized and measure the response time of the semiconductor when subjected to orthogonal feedback. When we use the diffraction grating to filter the feedback light, we observe a new behavior: emission frequency oscillations. We show that the amplitude of these oscillations depends on the power of feedback and we try to measure the rate at which the laser emission frequency oscillates under these conditions. / Lasers semicondutores, quando submetidos a uma perturbação externa, são sistemas bastante convenientes para estudos de dinâmica em amplitude ou freqüência. Dinâmica na amplitude do campo eletromagnético de dispositivos semicondutores tem sido estudada em um grande número de trabalhos teóricos e experimentais nas ultimas décadas, particularmente para lasers submetidos a um retorno ótico coerente. Novas características na operação de lasers semicondutores podem ser exploradas quando estes são submetidos a uma realimentação ótica ortogonal. Neste trabalho apresentamos um estudo sistemático da dinâmica em freqüência observada em lasers semicondutores quando submetidos a uma realimentação ortogonal ou ortogonal filtrada. Analisamos o deslocamento em freqüência que ocorre quando re-injetamos parte do feixe laser com polarização cruzada na cavidade semicondutora. Estudamos a resposta dinâmica do laser semicondutor quando utilizamos realimentação ótica ortogonal filtrada, considerando dois filtros espectrais diferentes: uma transição atômica e uma grade de difração. A realimentação ortogonal filtrada por uma linha atômica pode ser usada como técnica para estabilização da freqüência do laser. Aqui determinamos sob quais condições esta estabilização é otimizada e medimos o tempo de resposta do semicondutor quando submetido à realimentação ortogonal. Quando fazemos uso de uma grade de difração para realimentar o semicondutor, observamos um comportamento novo: oscilações na freqüência de emissão. Mostramos que a amplitude dessas oscilações depende da potência de realimentação na cavidade laser e tentamos medir a taxa com que a freqüência de emissão laser oscila sob estas condições.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-07Bitstream added on 2014-06-13T18:47:33Z : No. of bitstreams: 1 ribeiro_av_me_bauru.pdf: 3385358 bytes, checksum: 8e2e43e5facbedc0c7e25a21e63fe6ac (MD5) / São calculadas as estruturas eletrônicas de arranjos atômicos periódicos unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais, através do método de combinação linear de orbitais atômicos (método tight binding). Esses orbitais correspondem aos átomos isolados das espécies químicas que compõem o arranjo atômico sob investigação. Combinações lineares deles, com coeficientes apropriados, aproximam a forma das funções de onda eletrônicas do arranjo atômico. Nos casos em que a sobreposição dos orbitais é desprezada, a contribuição de cada orbital atômico para função de Bloch é mostrada nas representações gráficas das estruturas de bandas calculadas. Após uma brve apresentação do método tight binding, são calculadas as estruturas de bandas de cadeias lineares de átomos de Carbono que têm um ou dois átomos por célula unitária. Essas cadeias são chamadas de cumuleno e poliino, respectivamente. Dentre os arranjos atômicos bidimensionais de interesse, é calculada a estrutura de bandas do grafeno. Essas energias são comparadas com resultados disponíveis na literatura. Para este material é realizada uma breve discussão sobre as bandas 'pi' provenientes de orbitais 'p IND. z' e sobre como a sobreposição dos orbitais atômicos afeta a forma das bandas. O método também é aplicado na modelagem de cristais tridimensionais. São calculadas as estruturas de bandas doo diamante, Germânio (com estrutura de diamente), Arseneto de Gálio (com estrutura zincblend) e Nitreto de Gálio (com estrutura de wurtzita). Os resultados obtidos são comparados com aqueles reportados por outros autores que usaram métodos ab initio / The eletronic structures of periodic arrangements of atoms in one, two and three dimensions are calculated by a linear combinations of atomic orbitals (tight binding method). Those orbitals correspond to the isolated atoms of the chemical species composing the atomic arrangement under investigation. Suitable linear combinations of such states approximate the shape of the eletronic wave functions of the atomic arrangement. When the overlapping of the atomic orbitals is disregarded, the contribution of each orbital to the Bloch state is displayed in the graphs of the band structures. After a brief description of the tight binding method, the band structures of linear chains of Carbon atoms are calculated. The cases of one and two atoms per unit cell are considered. They correspond to cumulene and polyyne, respectively. Among the two-dimensional atomic arrangements of interest, we focus the calculation of the band structure of graphene. The calculated bands are compared with available results. Some attention is devoted to the 'pi' bands associated to the 'p IND. z' orbitals is presented. The effects of the overlapping of the atomic orbitals are discussed. The method is also applied to model three-dimensional crystels. The band structures of diamong, germanium (with diamond structure), Gallium Arsenide (with zincblende structure) and Gallium Nitride (with wurtzite structure) are obtained. The results are compared with those reported by other authors who applied ab initio methods

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.

Orientador: Claudia Longo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T02:32:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_BarbaraSantosde_M.pdf: 1864005 bytes, checksum: 098b7327374f16552656f05bf9aef20f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As propriedades de eletrodos de filmes finos e porosos dos titanatos, H2Ti2O5; H2Ti4O9 e H2Ti8O17 foram investigadas, visando sua aplicação em dispositivos para conversão de energia solar. Os titanatos foram sintetizados por reações de estado sólido, pelo aquecimento de misturas de TiO2 e K2CO3 seguida por tratamento com HCl para a troca iônica e lavagem com água. Análises por Difração de Raios-X indicaram a presença dos precursores, sugerindo que a reação de estado sólido não foi completa. Dependendo das condições de síntese, obtiveram-se produtos com estrutura e morfologia muito distintos. O aquecimento de TiO2:K2CO3 2:1 a 640 °C por 8 horas resultou na mistura H2Ti2O5/H2Ti4O9, constituido por bastoes (100 nm de diâmetro, 500 nm de comprimento) e partículas esféricas. Bastões com mesmo diâmetro e comprimento de 5 mm foram observados para H2Ti4O9 (razão molar de reagentes 4:1, 800 °C por 20 horas). Para o H2Ti8O17, sintetizado a partir da razão 8:1 sob 1100 °C por 4 horas, observaram-se predominantemente folhas. A Energia de band gap foi estimada em 3,5 eV para o H2Ti2O5 e 3,2 eV para os outros titanatos. Filmes porosos dos titanatos foram depositados em eletrodos transparentes. Na ausência de irradiação, em solução aquosa de Na2SO4 0,1 M, os eletrodos apresentaram corrente capacitiva baixa e reações de desprendimento de hidrogênio e de oxigênio em -0,1 V e 1,3V; em K4Fe(CN)6, observou-se a reversibilidade da reação redox apenas em velocidades de varredura < 10mV.s. Sob irradiação policromática, os eletrodos apresentaram fotocorrente positiva e potencial de circuito aberto negativo, comportamento típico de semicondutor de tipo-n. No estudo de possíveis aplicações para o eletrodo de H2Ti4O9, observou-se baixa atividade fotocatalítica para a degradação de fenol. Este eletrodo apresentou, porém, alta adsorção para um corante de rutênio, resultado promissor para aplicação em células solares de semicondutor sensibilizado por corante / Abstract: Thin porous films electrodes of titanates H2Ti2O5, H2Ti4O9 and H2Ti8O17 were prepared and investigated. The titanates were synthesized through solid state reactions by heating mixtures of TiO2 and K2CO3; after HCl treatment for ion exchange, the samples were rinsed with water. X-ray diffraction and scanning electron microscopy indicated that, depending on the synthesis conditions, different titanates were obtained. Also, precursors were identified, meaning the solid state reaction was not complete. Heating of TiO2:K2CO3 2:1 at 640 °C for 8 hours resulted on the mixture H2Ti2O5/H2Ti4O9, composed by rods (100 nm diameter, 500 nm length) and spherical particles. Rods with the same diameter and 5 mm length were observed for H2Ti4O9 (molar ratio of reagents 4:1, 800 °C for 20 hours). For H2Ti8O17, synthesized from ratio 8:1 at 1100 °C for 4 hours, mainly sheets were observed. Band gap energy was estimated at 3,5 eV for H2Ti2O5/H2Ti4O9 and 3,2 eV for the others titanates. Thin porous films of titanate were deposited on transparent electrodes. In the dark, the electrodes presented low capacitive current and hydrogen and oxygen evolution reactions at -0,2V and 1,4V (vs. Ag/AgCl) in Na2SO4 0,1 M aqueous solution; also, the reversibility of redox reaction in K4Fe(CN)6, was observed only at slow scanning rates. Under polychromatic irradiation, the electrodes presented positive photocurrents and negative open circuit potential, a typical behavior of n-type semiconductor. Studies of possible applications for the H2Ti4O9 electrode revealed low activity for phenol photocatalytic degradation. Nevertheless, this electrode showed high adsorption of a ruthenium-based dye, a promising result for application on dye-sensitized solar cells / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8471_1.pdf: 3654827 bytes, checksum: d59767326858e76124cc69b9d7086a05 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta dissertação, estudamos experimentalmente a dinâmica de um laser de diodo operando com uma cavidade ótica externa implementada numa configuração tipo anel. A cavidade externa tem um comprimento efetivo de 3 metros para uma oscilação ótica. A cavidade e composta por três espelhos que permitem um controle e caracterização dos modos de emissão. Verificou-se que os dois modos contrapropagantes funcionaram travados em frequência para valores de corrente abaixo do limiar do laser sem cavidade externa e apresentaram flutuações de baixa frequência acima deste valor. Instabilidades em função do alinhamento da cavidade e da corrente de bombeio também foram observadas. Um sistema de detecção de pulsos com características caoticas e duração na escala de nanosegundos foi montado com fotodetectores com respostas em frequências de 2 GHz. Séries numéricas destas pulsações foram estudadas em suas composições espectrais. Um tratamento das equaçõoes para a estabilidade de cavidades óticas foi realizado e a compara ção dos espectros de frequência dos modos não longitudinais observados apresenta concordância com os cálculos feitos. Modelos teóricos para a dinâmica dos pulsos, com equações de taxas e incluindo a competição dos modos foram tratados numericamente e comparados com os experimentos. A inclusão de efeitos de absorvedor saturável, devido as regiões da camada da junção diodo que não atige o limiar de amplificação, foi testada nos modelos teóricos. A dinâmica observada experimentalmente esta em concordancia com o modelo proposto

[pt] Os amplificadores a fibra dopada com érbio (EDFAs) têm se mostrado como uma alternativa bastante atraente para aumentar a capacidade de sistemas de comunicações por fibras ópticas operando na terceira janela de transmissão de fibras convencionais (lambda = 1.55 mi m). Consideráveis esforços têm sido direcionados ao aprimoramento do desempenho desses dispositivos. O potencial de aplicação em telecomunicações é grande e motiva o estudo do desempenho dos enlaces com o uso de EDFAs. A maior parte das contribuições teóricas sobre influência de amplificadores ópticos no desempenho dos receptores consiste de métodos que são fáceis de usar mas muito aproximado - o que pode conduzir a estimativas bastantes imprecisas -, ou muito precisos mas de utilização extremamente difícil - devido a uma complexidade inerente. São apresentados modelos para a simulação de sistemas de comunicações ópticos digitais que consideram as perdas no sinal e as distorções da forma de onda devidas ao efeito combinado do chirping do laser, da dispersão da fibra e da largura de banda finita do receptor. É proposta uma nova abordagem para o cálculo da taxa de erro do sistema e da sensibilidade, que possui a precisão e a simplicidade desejadas. O método desenvolvido considera a interferência intersimbólica (causada pelas distorções) e das contribuições de ruídos dos amplificadores, utilizando-se o método semi-analítico. Esses modelos e o método desenvolvido foram utilizados para introduzir a simulação de sistemas ópticos com EDFAs em um programa já existente de análise de sistemas. Foram realizadas simulações para avaliar as contribuições dos diversos parâmetros dos EDFAs e as implicações de algumas propriedades do sistema no desempenho total do sistema óptico. A comparação com resultados de análises rigorosas, encontrados na literatura, validou a abordagem proposta. / [en] Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) have shown to be a very attractive alternative to improve the capacity of optical-fiber communications systems operating in the third transmission window of conventional fibers (lambda = 1.55 mi m). Considered efforts have been made towards the performance enhancement of these devices. The possible application potential in telecommunications is indeed large, and has simulated the study of system performance using EDFAs. Most of the previous theoretic contribuitions on the influence of optical amplifiers in the receiver performance consist of methods that are either easy to use but over-approximated - what can lead to quite inaccurate evaluations - or very precise but extremely difficult to use - due to some inherent complexity. Models for the simulation of digital optical communication systems are presented, which account for signal loss and distortion - due to laser chirping, fiber dispersion and detector finite bandwidth. A new semi-analytical method for the evaluation of bit-error rate (BER) and receiver sensitivity is introduced, which possesses the desired accuracy and simplicity. It takes into account the presence of inter-symbol interference (due to signal distortion) and the optical amplifier noises. These modesl and the developed method jhave been the used for introducing simulation of optical systems with EDFAs into a previously existing system evaluation software package. A numbe of simulations was carried out in order to estimate the contribution of EDFA parameters and implications of some system properties in the final performance of the optical system. The comparison with results from rigorous analysis, found in the literature, has validated the proposed approach.