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Nesta tese discorremos sobre crescimento e caracterização de filmes finos de carbeto de silício amorfo hidrogenado (a-Si1-xCx:H) crescidos por deposição química de vapor assistida por plasma (PECVD). Os filmes foram depositados a partir de misturas de silano, metano e hidrogênio, no regime de plasma faminto por silano. Amostras depositadas nessas condições possuem uma maior concentração de ligações Si-C, ou seja, melhor coordenação entre átomos de Si e C, com menor quantidade de ligações C-Hn e Si-H, apresentando um conteúdo de hidrogênio da ordem de 20 at.%, e baixa densidade de poros. Foram analisadas e correlacionadas diversas propriedades dos filmes depositados, explorando-se a potência de rf e a diluição da mistura gasosa em hidrogênio, de forma a melhorar a ordem química, estrutural e morfológica na fase sólida. A composição dos filmes foi determinada por retroespalhamento de Rutherford e espectrometria de recuo frontal. Enfatizou-se a análise dos diferentes tipos de ligações químicas existentes no material por espectrometria no infravermelho por transformada de Fourier, o estudo das propriedades estruturais por espectroscopia de absorção de raios X na borda K do silício, e das propriedades morfológicas analisando-se os perfis de espalhamento de raios X a baixo ângulo para diferentes ligas depositadas. Foram também realizadas medidas de dureza e de microscopia eletrônica para uma amostra estequiométrica, de forma a complementar os demais dados obtidos. Filmes estequiométricos depositados nessas condições apresentam entre 80 e 90% do total de suas ligações entre átomos de Si e C e dureza Vickers de 33 GPa. Tratamentos térmicos entre 600 ºC e 1000 ºC, realizados em atmosfera inerte de N2, mostraram que filmes stequiométricos são mais estáveis frente à absorção de oxigênio. / In this work we discuss the growth and characterization of amorphous hydrogenated silicon carbide thin films (a-Si1-xCx:H) deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). It was used a gaseous mixture of silane, methane and hydrogen, at the silane starving plasma regime. Samples grown at these conditions and with a very low silane flow have a larger concentration of Si-C bonds, that is, better coordination among Si and C atoms, with smaller amount of C-Hn and Si-H bonds, presenting a hydrogen content of about 20 at.%, and low density of pores. Material’s properties were correlated for the deposited films, exploring the rf power and hydrogen dilution of the gaseous mixture, aiming to improve the chemical, structural and morphological order in the solid phase. The composition of the films was determined by Rutherford backscattering and forward recoil spectrometry. The Fourier transform infrared spectrometry analysis studied the chemical bonding inside the material, X-ray absorption spectroscopy at the silicon K edge the structural properties in samples as-grown and after thermal annealing, and small angle X-ray scattering was used for the morphological characterization. The hardness was measured and transmission electron microscopy micrographs were taken for a stoichiometric sample, in order to complement the obtained data. Stoichiometric films presented a very high chemical order, having between 80 and 90% of their bonds formed by Si and C atoms and Vickers hardness of 33 GPa. Annealing processes between 600 ºC and 1000 ºC, performed in an inert N2 atmosphere, showed that stoichiometric films are more stable against oxygen absorption.

[pt] Pós nanoestruturados de nitreto de silício (Si3N4) foram sintetizados a 300 graus Celsius por precipitação a partir da reação em fase vapor entre o cloreto de silício (SiCl4) e a amônia (NH3). O argônio (Ar) foi utilizado como gás de arraste. Além do pó de nitreto de silício amorfo, o cloreto de amônio sólido (NH4Cl) é formado como subproduto. Os pós Si3N4 quando expostos à atmosfera são facilmente oxidados a oxi-nitreto de silício. As fases cristalinas do Si3N4 foram obtidas por tratamento térmico em uma atmosfera de argônio a 1500 graus Celsius por 2 horas. Caracterizações por Difração de Raios-X e Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) revelaram as fases alfa-Si3N4 e beta-Si3N4, dióxido de silício e oxinitretos de silício. A Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (MEV) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) mostrara diversas morfologias nas nanoestruturas tais como bastões, cristais facetados, fitas e fios amorfos. O padrão de difração de área selecionada (SADP) indica a natureza cristalina das partículas colunares e as imagens HRTEM revelaram que o espaçamento interplanar da rede é 0,67 nm, que se relaciona com o plano de rede (100) do alfa-Si3N4. A maior superfície específica determinada dos pós, por BET, foi de 96,56m(2)/g. / [en] Nanostructured silicon nitride powders (Si3N4) were synthesized at 300 Celsius degrees by precipitation from the vapor phase reaction between silicon chloride (SiCl4) and ammonia (NH3). Argon (Ar) was used as carrier gas. Solid ammonium chloride (NH4Cl) is formed as by-product, in addition to silicon nitride powder. When exposed to the atmosphere these powders are readily oxidized to silicon oxynitride. Crystalline phases of Si3N4 were obtained by heat treatment in an argon atmosphere at 1500 Celsius degrees for 2 hours. Characterization by X-ray Diffraction and Infrared Spectroscopy with Fourier Transform (FTIR) revealed formation of the alpha-Si3N4 and beta-Si3N4 phases, silicon dioxide and silicon oxynitrides. Field emission scanning electron microscopy (SEM-FEG) and Transmission Electron Microscopy (MET) showed different morphologies such as nano sticks, faceted crystals, ribbons and whiskers. The selected area diffraction pattern (SADP) indicates the crystalline nature of the columnar particles and the HRTEM images reveal that the lattice fringe spacing is 0.67 nm, which match with the (100) plane of alpha-Si3N4. The highest specific surface area of the powders determined, by BET, was 96.56 m(2)/g.

Orientador: Teófilo Miguel de Souza / Banca: Márcio Acud Mercelino / Banca: Osiris Canciglieri Junior / Resumo: Uma das alternativas à utilização de combustíveis fósseis é a energia solar, obtida pelo uso de painéis fotovoltaicos. A existência de diferenças diárias, sazonais e regionais na distribuição espectral da luz do sol pode produzir variações na capacidade de produção de energia dos painéis. O objetivo deste trabalho é verificar como a geração de energia de células fotovoltaicas varia em função dos diferentes comprimentos de onda do espectro da luz solar, quando as células estão submetidas a condições reais de operação. Este trabalho possui caráter experimental. Dois painéis fotovoltaicos policristalinos idênticos foram montados lado a lado. Oito diferentes filtros de cor, com curvas conhecidas de distribuição espectral, foram instalados sobre um dos painéis e foi registrada a quantidade de energia gerada por cada painel ao longo do dia. Cada filtro permite apenas a passagem de uma determinada faixa de comprimentos de onda da luz solar. Foi calculada a eficiência relativa de cada filtro, dada pela relação entre a quantidade de energia gerada pelo painel com filtro e a gerada pelo painel sem filtro, de referência. Os resultados indicam que os painéis produzem mais energia na faixa do vermelho, com eficiência relativa de 23,83%, sendo, portanto, mais sensíveis à radiação nesta faixa de comprimentos de onda. Por outro lado, ocorre uma redução da resposta do painel na faixa do verde e azul, apresentando eficiências de 19,15% e 21,58% respectivamente. Isso mostra que painéis fotovolt... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Solar energy is an alternative to fossil fuels. It can be obtained through the use of photovoltaic panels. There are daily, seasonal and regional differences in the spectral energy distribution of sunlight that can result in variations in the energy production capacity of the panels. The objective of this study is the verification of the photovoltaic cell's response to different wavelengths of the sunlight's spectrum, under real operating conditions. This is an experimental study. Two identical polycrystalline photovoltaic modules were mounted sideby-side. Eight different color filters, each one with a specific spectral distribution curve, were installed above one of the panels and the daily generated energy of each panel was registered. Each color filter allows just a specific wavelength range of solar spectrum to pass through it. The relative efficiency of each filter was calculated; it is given by the relation between the energy generated by the solar panel with filter and the solar panel without filter. The results indicate that the panels produce more power in the red range (with a relative efficiency of 23.83%) and therefore they are more sensitive to radiation at this wavelength range. Also, the panel's response is reduced in the color ranges of green and blue, with efficiency of 19.15% and 21.58%, respectively. This shows that photovoltaic panels do not respond uniformly to sunlight. Infrared radiation, which leads to an increased temperature, plays an important role in the total energy production. The relative efficiency of infrared filter is 13.56%. It can be concluded that crystalline silicon photovoltaic modules do not respond uniformly to sunlight. Photovoltaic panels are able to produce energy not only with visible light but also with nonvisible wavelengths, being infrared an important component of solar spectrum. The spectral responses under real operating conditions / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-01-30Bitstream added on 2014-06-13T20:48:35Z : No. of bitstreams: 1 alvarez_acc_me_botfca.pdf: 229570 bytes, checksum: 9d9bfcdf8a5f1417f76032419f876733 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O silício apresenta grande potencial na agricultura, revelando-se promissor e eficaz do ponto de vista técnico, pelo fato de aumentar a resistência da parede celular, e dessa forma, diminuir a perda de água por transpiração, aumentar a tolerância a pragas e doenças e resistência ao acamamento, produzindo plantas mais eretas, resultando na melhoria da eficiência fotossintética, o que pode refletir em aumento da produtividade. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos promovidos pela aplicação de silício e diferentes doses de nitrogênio em cobertura (0, 30, 60, 90 kg de N ha-1) nos componentes da produção e produtividade da cultura do arroz, em condições de sequeiro e de irrigação por aspersão. Assim, experimento foi desenvolvido no ano agrícola de 2002/03, num LATOSSOLO VERMELHO Distrófico. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. Foram avaliados os seguintes parâmetros: teor de nitrogênio e silício na folha bandeira no florescimento, teor de silício na planta no final do ciclo, quantidade de silício no solo, altura da planta (cm), acamamento, número de panículas e colmos por metro quadrado, número total de espiguetas por panícula, número de espiguetas granadas e chochas por panícula, peso de 100 grãos, fertilidade dos colmos e das espiguetas, produtividade e rendimento de engenho. Os componentes da produção e a produtividade de grãos não foram influenciados pela aplicação de silício no sulco de semeadura. A irrigação por aspersão aumentou a altura da planta, o número de espiguetas granadas por panícula e a produtividade de grãos. A adubação nitrogenada em cobertura aumentou o número de panículas m-2 e o número de espiguetas por panícula, no entanto, reduziu a fertilidade das espiguetas e a massa de 100 grãos. Em razão da maior disponibilidade hídrica proporcionada pelo sistema de cultivo irrigado por aspe / Silicon presents great agricultural potential, revealing promise and efficacy from a technical standpoint by virtue of increased cell-wall resistance, thus diminishing transpiration water loss, enhancing pests and diseases tolerance and also resistance to lodging, consequently producing more erect plants that attain improved photosynthetic efficiency that can be reflected in productivity growth. In this context, the objective of the present work was to evaluate the effects of silicon application and different rates of nitrogen via top-dressing (0, 30, 60, 90 kg of N ha-1) on production components and productivity in upland system and irrigated by using sprinkler irrigation. This experiment was realized in Dystrophic RED LATOSSOLO during the 2002/2003 agricultural season. The experimental delineation utilized was of causal blocks subdivided into four repetitions. The following parameters were evaluated: concentrations of nitrogen and silicon in the leaf blades at the flowering time, silicon concentration in the plant at the end of the cycle, silicon quantity in the soil, plant height (cm), lodging, number of panicles and stems per square meter, total number of spikelets per panicle, number of spikelets grenades and no grenades per panicle, 100-grain weight, fertility of stems and spikelets, productivity and industry surrending. Neither production components nor productivity was influenced by silicon application into seed furrows. Irrigation increased plant height, the number of spikelets grenades per panicle and grain yield. Nitrogen fertilizer in top-dressing increased the number of panicles per m-2 and the number of spikelets per panicle, but reduced the fertility of spikelets and the 100-grain weight. Due to the greater hydric availability realized in the system irrigated by sprinkler, grain productivity increased linearly with nitrogen fertilizer, while highland cultivation upland presented a response up to 37 kg of N ha-1.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-17Bitstream added on 2014-06-13T20:48:36Z : No. of bitstreams: 1 castro_gsa_me_botfca.pdf: 1543660 bytes, checksum: 909ece1e4de49d2b524ddfa3c6f58e1e (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No sistema plantio direto praticamente não há revolvimento do solo e o conseqüente acúmulo de resíduos vegetais e fertilizantes na superfície aceleram o processo de acidificação, contínuo e acentuado que ocorre naturalmente em solo de regiões úmidas, onde, geralmente, é observada baixa disponibilidade de nutrientes e elevados teores de H + Al. Assim, da mesma forma que no sistema de cultivo convencional, no sistema plantio direto também existe a necessidade de aplicação de insumos, especialmente, materiais corretivos de acidez. Dentro deste enfoque, o trabalho desenvolvido na Fazenda Experimental Lageado, pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP, localizada no município de Botucatu (SP), com o objetivo de avaliar a influência de diferentes sistemas de produção em plantio direto e da aplicação superficial de corretivos nas características físicas, na movimentação de bases, na correção da acidez do solo, bem como na nutrição e produtividade das culturas produtoras de grãos em região de inverno seco. O delineamento experimental foi em blocos casualizados em parcelas subdivididas, com 8 repetições. As parcelas serão constituídas por quatro sistemas de produção (I. Sistema “Safra consorciada com Forrageira”– soja + Braquiária / milho + Braquiária; II. Sistema “Safra – safrinha” – soja / aveia-branca / milho / feijão da Seca; III. Sistema “Safra – Pousio” – soja / Pousio / milho / Pousio; IV. Sistema “Safra – Adubo Verde/Planta de Cobertura” – soja / milheto / milho / Guandú) e as subparcelas foram constituídas por duas fontes de corretivos e uma testemunha (I – Correção com calcário dolomítico; II – Correção com silicato de cálcio e magnésio – Agrosilício®; III – Sem correção). Foram realizadas as seguintes avaliações: produção de massa de matéria seca e teores de macronutrientes... / In no tillage system the absence of soil mobilization consequently decreases plant residues accumulation and places fertilizers on surface, affecting the acidification process. Like in conventional system, in no tillage it is also necessary input application, especially materials for acidity correction. The experiment was carried out in an experimental area, in the city of Botucatu (SP, Brazil). The objective was to evaluate the influence of no-till crop systems and superficial application of products for acidity correction on soil physical properties, base movement, acidity correction, nutrition and yield of grain crops in a dry winter region. The experimental design was the completely randomized block with subdivided plots and eight replications. The main plots consisted of: “Season - Forage”– Soybean + Brachiaria / Maize + Brachiaria; “Season – Off season”: Soybean / White oat / Maize / Field-grown bean; “Season – Fallow”: Soybean / Fallow / Maize / Fallow; “Season – Green manure”: Soybean / Millet / Maize / Pigeon pea. Subplots consisted of two correction sources (dolomitic limestone, calcium and magnesium silicate) and a control (no correction). The following evaluations were carried out: dry matter production and macronutrient level, silicon content and water-soluble cations; yield components and final yield for grain crops; routine soil testing for silicon (6, 12 and 18 months after acidity correction) and soil residual lime (18 months after acidity correction); and soil physical characteristics. Production costs were also calculated. Superficial application of products for acidity correction increased plant nutrition and yield. Among the systems, the “Season-Fallow” showed lower maize yield. Silicate application was more effective in correcting soil profile than liming. The “Season-Off season” system showed better economic response.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-10Bitstream added on 2014-06-13T18:48:49Z : No. of bitstreams: 1 mauad_m_me_botfca.pdf: 1431196 bytes, checksum: 1b5f0fe2acd513325961bcf10af06f1a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos da adubação nitrogenada e silicatada nos componentes vegetativos (número de colmos por metro quadrado, porcentagem de colmos férteis e número de espiguetas granadas e chochas por panícula), nos componentes da produção (número de panículas por metro quadrado, número total de espigueta por panícula, fertilidade das espiguetas e massa de 1000 grãos), na altura da planta, na produtividade, nos teores de macronutrientes, nos teores de silício no solo e na planta e na anatomia da folha bandeira do arroz de sequeiro, cv. IAC 202, cultivado em túnel plástico. O experimento foi constituído da combinação de três doses de nitrogênio (5, 75 e 150 mg de N/kg de solo) aplicado na forma de uréia e quatro doses de silício (0, 200, 400 e 600 mg de SiO2/kg de solo), aplicado na forma de silicato de cálcio. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizados em esquema fatorial 3x4, com cinco repetições, totalizando 60 unidades experimentais. O silicato de cálcio foi incorporado ao solo 30 dias antes da semeadura. Na época do florescimento foram coletadas folhas bandeiras para análise de teor de macronutrientes e estudo anatônico. Amostras do tecido vegetal (colmo e folhas) e do solo foram coletadas no momento da colheita para determinação do silício na planta e no solo, respectivamente. Os resultados obtidos permitiram concluir que o incremento da adubação nitrogenada aumentou o número de colmos e panículas por metro quadrado, o número total de espiguetas e a produtividade, enquanto que a porcentagem de colmos férteis, fertilidade das espiguetas, massa de grãos diminuíram. A adubação silicatada aumentou significativamente a massa de grãos. O aumento nos níveis da adubação nitrogenada diminuiu os teores de silício na planta, porém nenhum efeito foi encontrado para os teores do... . / The present study aimed to evaluate the silicon and nitrogen fertilization effects on the vegetative components (number of stem by square meter, percentage of fertile stems and the number of fertile spikelets and unfertile grains by panicle), on the yield components (number of panicle by square meter, total number of spikelets by panicle, spikelets fertilization and mass of 1000 grains), on the plants height, productivity, macronutrients level, silicon level in the soil and in the plants and on the anatomy of the flag leaves from the rice culture, cv. IAC 202, cultuved in plastic tunnel. The experiment was constituted by a combination of three doses of nitrogen (5, 75, and 150mg of N/kg of soil) applied as urea in four doses of silicon (0, 200, 400, and 600mg of SiO2/kg of soil), applied as calcium silicate. The experimental design used was the entirely casually factorial scheme 3 x 4, with five replications, totalizing 60 experimental units. The calcium silicate was incorporated to the soil 30 days before sowing. At flourishing time, it was collected flag leaves to analyze the macronutrients level and for anatomical study. Samples of straw tissue (stem and leaf) and soil were collected at harvest period to determine the silicon in content the plant and soil, respectively. The obtained results allowed to conclude that the increment of nitrogen fertilization increased the number of stems and panicle by square meter square, total number of spikelets and productivity, while the percentage of fertile stems, spikelets fertility and mass of grains decreased. The silicon fertilization increased the mass of grains significantly. The nitrogen fertilization decreased the silicon content in the plant, however, there is no effects this element in the soil. The nitrogen fertilization also decreased the silicon deposition on the external cells wall and epidermal tissue of the rice leaves... (Complete abstract, click electronic address below).

Resumo: O SPD é uma prática conservacionista que preconiza o não revolvimento do solo, sua cobertura por matéria seca e rotação de culturas. Depois de instalado, inicia-se um contínuo acúmulo de matéria seca e fertilizantes na superfície do solo, acelerando seu processo de acidificação, afetando diretamente o desenvolvimento das culturas, fazendo-se necessária a correção de sua acidez. Em SPD, a aplicação de materiais corretivos é realizada superficialmente sem prévia incorporação, muitas vezes reduzindo sua eficácia, que pode ser facilitada utilizando-se produtos com maior solubilidade aliados à rotação de culturas. Assim, os experimentos (área de sequeiro e área irrigada por aspersão) foram desenvolvidos na mesma área experimental da UNESP - Campus de Ilha Solteira, localizada no município de Selvíria (MS), de 2004 a 2007, em um Latossolo Vermelho de cerrado, objetivando avaliar os efeitos da aplicação de corretivos de acidez, em SPD já estabelecido, em conjunto com diferentes sucessões de culturas, ao longo de três anos, sobre as características físicas, movimentação de bases, correção da acidez do solo, bem como as alterações proporcionadas na produtividade das culturas, em região de inverno seco, sob condições de sequeiro e irrigação por aspersão. As parcelas foram constituídas por três modalidades de correção (I - Calcário dolomítico; II - Silicato; III - Sem correção) e as subparcelas por quatro sucessões de culturas (I. milho + braquiária - soja + braquiária - arroz + braquiária; II. milho - feijão - milheto - soja - triticale - milheto - arroz - feijão; III. milho - pousio - soja - pousio - arroz - pousio; IV. milho - guandu - soja - milheto - arroz - guandu). Para efeito de análise em blocos casualizados com parcelas subdivididas foram considerados ambos os fatores... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: No tillage system is a vegetative conservationist practice that advocates the nonrevolving soil, its dry matter coverage and crop rotation. After installed, starts a continuous dry matter and fertilizers accumulation in soil surface, accelerating acidity process, directly affecting crop development, making necessary acidity correction. In no-tillage system, liming materials application is made superficially without previous incorporation, sometimes reducing your effectiveness, which can be facilitated using products with more solubility allies crop rotation. Thus, the experiments (rainfed and sprinkler-irrigated area) were carried out in a UNESP - Ilha Solteira Campus experimental area, in Selvíria county, from 2004 to 2007, on a Red Latosol (Typic Haplustox) of Brazilian Savann Haplorthox, aiming to evaluate lime surface application effects, in a established no-tillage system, with crop succession combination, beyond three years, on physical properties, cations movement, soil acidity correction, and crop productivity, in a dry winter region, under rainfed and sprinkler-irrigated condition. Plots were composed by three liming modalities (I - dolomitic lime; II - calcium and magnesium silicate; III - control - no lime) and subplots composed by four crop successions (I - Corn + Brachiaria brizantha / Soybean + Brachiaria brizantha / Rice + Brachiaria brizantha; II - Corn / Common Bean / Millet / Soybean / Triticale / Millet / Rice / Common Bean; III - Corn / Fallow / Soybean / Fallow / Rice / Fallow; IV - Corn / Pigeon pea / Soybean / Millet / Rice / Pigeon pea). For the randomized complete block design, in a splitplot scheme analysis was considerate both factors (liming modalities and crop succession). For the randomized complete block design analysis was considered as a treatment only the liming modalities. For the summer crops, it was used a randomized... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Orivaldo Arf / Coorientador: Carlos Alexandre Costa Crusciol / Banca: Salatiér Buzetti / Banca: Marlene Cristina Alves / Banca: Heitor Cantarella / Banca: João Kluthcouski / Doutor

Neste trabalho estudamos a influência da temperatura de implantação iônica nas propriedades estruturais e de luminescência de nanocristais de Si em matriz de SiO2. Essas nanoestruturas, formadas por meio de implantação de Si em substratos de SiO2 mantidos entre 25 e 800 oC e tratados à temperaturas 1100°C, revelam uma intensa emissão de fotoluminescência (PL) à temperatura ambiente (RT). Os espectros de PL obtidos são compostos por duas bandas superpostas, uma na região do vermelho (l ~780 nm) e outra no infravermelho próximo (l ~ 1050 nm). Essa estrutura de PL é claramente revelada quando os espectros são medidos em regime linear de excitação (20 mW/cm2), onde temos a contribuição integral de toda a distribuição de nanopartículas. Verificamos que a temperatura de implantação, a partir de 400 oC, tem um efeito direto tanto na intensidade, quanto na posição relativa das bandas de PL. Análises de TEM revelam que amostras implantadas a quente apresentam uma distribuição de tamanhos de nanopartículas mais alargada e com diâmetros médios maiores em relação às implantadas a RT. Enquanto a banda localizada na região de l maior segue um comportamento característico de emissão por efeitos de confinamento quântico, a emissão da banda na região de l ~780 nm está associada à recombinação radiativa em estados interfaciais. De modo a investigar sistematicamente nosso sistema, realizamos um estudo do mesmo em função da fluência de implantação, temperatura e tempo de recozimento, cujos resultados mostram que a forma de linha do espectro de PL e sua intensidade são fortemente dependentes destas variáveis. A realização de recozimentos posteriores das amostras em uma mistura padrão contendo hidrogênio intensifica consideravelmente a emissão da PL pela passivação de ligações pendentes em nanocristais que eram opticamente inativos. O aumento relativo da PL se apresentou mais significativo para a região de emissão de nanocristais maiores, tendo uma dependência com a temperatura de implantação e também com a duração do tratamento térmico subseqüente à implantação. Além disso, investigamos também a influência do ambiente de recozimento na restauração da PL após um processo de pós-irradiação das amostras. Os resultados indicam que tratamentos a 900 oC em atmosfera de N2 são mais eficientes na recuperação de ambas as bandas de PL do que em Ar. O processo de recristalização dos nanocristais ocorre em ambos ambientes de recozimento sem um crescimento adicional dos mesmos. A melhoria da PL apresentada pelas amostras tratadas em N2 é devido a um efeito de passivação adicional, além da pura relaxação de tensões como ocorre no caso dos recozimentos em Ar. / In this work we have studied the influence of the ion implantation temperature on the structural and luminescence properties of Si nanocrystals embedded in a SiO2 matrix. Such nanostructures, formed by means of Si implantation in SiO2 substrates kept between 25 and 800 oC and post-annealed at temperatures 1100°C, reveal an intense room temperature (RT) photoluminescence (PL) emission. The obtained PL spectra are composed by two superimposed bands; one peaked at the red (l ~780 nm) and another one at the near infrared (l ~1050 nm) region of the spectrum. This PL structure is fully revealed when the spectra are obtained in a linear regime of excitation (20 mW/cm2), where we can observe the total contribution of the whole nanoparticles distribution. We verify that the implantation temperature, in particular from 400 oC implantations, has a direct effect on the intensity as well as on the relative PL bands position. TEM analyses reveal that hot implanted samples, after annealing, present a broader nanoparticle size distribution with larger mean size diameters as compared to those obtained at RT implantation. The PL band located at the long wavelength side of the spectrum follows a behavior attributed to quantum confinement effects. On the other hand, the PL emission band peaked at l ~780 nm is associated to radiative recombination in interfacial states. In order to investigate the present system we have performed a systematic study, where we changed the implantation fluence, annealing time and temperature. It is shown that all these parameters have a strong influence on the PL spectra. Samples post-annealed in a forming gas atmosphere have their PL emission considerably intensified by the hydrogen passivation of optically inactive Si nanocrystals. The relative PL increase was more significant for the larger nanocrystals PL emission region. This effect was strongly dependent with the implantation temperature and also with the annealing time after the implantation. Moreover, we have performed a study about the annealing ambient influence on the PL recovery after an irradiation process of the samples. The results show that post-annealing carried out at 900 oC fully recovered the original PL. However, when the thermal treatment is performed in N2 atmosphere the effect is stronger that in Ar one. The nanocrystals recrystallization process occurs in both annealing environments without an additional size increasing. The PL enhancement presented by samples annealed in N2 is due to an additional passivation effect, further than the pure stress relaxation obtained when samples are annealed in Ar atmosphere.

Implementaram-se no Laboratório de Implantação IOnica do IF-UFRGS técnicas de análise com feixes de ions paa a caracterização composiciond de sistemas cataliticos de grande interesse para a produção de polimeros sintéticos, do tipo metaloceno e organoalurninios ancorados à superficie de grãos porosos de óxido de silício (silica). Especificamente, aplicaram-se espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS) e emissão gama induzida por partículas (PIGE), respectivamente, a determinação dos teores de zircônio (do metaloceno) e de alumínio imobilizados sobre a sílica. Paralelamente, utilizaram-se t4cnicas de análise multivariada (planos de Plackett-Burman e fatorial completo de dois níveis) para determinar os efeitos de pa.rimetro de preparação sobre as características composiçionais desses sistemas cataliticos. Conduziram-se os trabalhos em dois estágios: inicialmente, utilizando um plano de Plackett-Burman, estudaram-se os efeitos de (a) seqüência de imobilização (organoaiuminios seguidos de metaloceno I ou vice-versa); (b) concentração de metaloceno na etapa de ancoragem (1,5 ou 2,5% p/p Zr/Si02); (c) concentração de organoaluminios na correspondente etapa de ancoragem (2 ou 4% p/p A1/SiO2 em trimetilalumínio (TMA) mais 6 ou 12% p/p A1/Si02 em metilaluminoxana (MAO)); (dj temperatura (30 ou 80°C); e (e) tempos de tratamento da silica com rnetaloceno e com organoaluminios (1 ou 6 h). Verificou-se que a concentração de metaloceno na etapa de ancoragem e o tempo de tratamento do suporte têm efeito sobre o teor de zircônio irnobilizado, e que a concentração de MA0 e a seqiiência de imobilização têm efeito sobre o teor de alumínio imobilizado. Em uma segunda etapa, utilizando um plana fatorial completo, estudaram-se os efeitos de (a) temperatura (30 ou 80°C); (b) concentração de metaloceno (1,5 ou 2,5% pp/ Zr/SiOz); e (c) concentração de MA0 (6 ou 12% ppJ A1/SiO2). Nesse caso, verificou-se que as concentrações de rnetaloceno e de MA0 têm efeito sobre o teor de zircônio imobilizado, e que a concentração de MA0 e a interação entre as concentrações de rnetaloceno e de MA0 têm efeito sobre o teor de alumínio imobilizado. Comparam-se dados obtidos por REIS e PIGE a resultados da técnica analítica convencionalmente apIicada a catalisadores ancorados. No caso de PIGE, um estudo abrangente das condições de análise levou a considerável evolução a partir do mktodo inicialmente proposto. As técnicas de análise por feixes de ions RBS e PIGE como implementadas a partir deste trabalho vêm sendo satisfatoriamente aplicadas a caracterização dos sistemas cataliticos de interesse, com vantagens sobre os métodos convencionais. / Ion beam techniques were irnplemented at the Ion Implantation Laboratory, Physics Department , WFRGS for the çompositional characterization of catalyst systems formed by anchoring metalocene and organoalurninum compounds to the surface of silica grains. Such catalyst systerns are of great interest for the prs duction of synthetic polymers. Rutherford backsçat tering spectrometry (RBS) and particfe-Indueed gamma-ray ernission (PIGE) were applied, respeçtively, to tEie quantitation of Zirconiurn (from the metalocene) and Aluminum irnrnobilized o11 the support. IR parallel, multivariate analysis was used to determine the effects of preparation parameters on çompositional aspects of t be catalyst systems. Shis psoject was conducted in t-rvo stages: in the first, a Plaçkett-Burman design was used to estimate the effects of (a) immobilization sequence (organoalurninum coinpounds followed by a metalocene or vice-versa); (b) metalocene çoncentration in the arichoring step (1.5 os 2.5 wt.-% Zr/S102); (c) organoalurninum concentration in the anchoring step (2 or 4 wt.-% Al/Si02 as trirnethylalurninum (TMA) plus 6 or 12 wt.-% A1/Si02 as rnethylalurnoxane (M-40)); (d) temperature (30 or 80°C); and (e) period of support treatment ruith metalocene or organoalurninum çompounds (1 or 6 h). Metalocene concentration in the anchoring step and corresponding pesiod of support treatment showed signifiçant effect on Zirconiurn final loading, and MA0 concentration and imrnobilization sequence showed significant effect on Aluminum final loading. Also, a full two-leve1 factorial design was used to determine the effects of (a) ternperature (30 or 80°C); (b) metalocene concentration (1.5 os 2.5 wt.-% Zr/Si02); and (c) MA0 concentration (6 or 12 wt.-% A1/SiOzj. In this case, metalocene and MA0 concentrations sbowed effect on the final Zirconium loading, and MA0 concentration and interaction between metalocene and MA0 concentrations showed eRect on the final Alurninum loading. Data obtained by RBS and PIGE were compared to results provided by the analytiçal technique usualiy applied to ançhored catalysts. Concerning PIGE, a cornprehensive study of experimental variables led to significant improvement of the methodology initially proposed. The ion bearn techniques RBS and PIGE as implemented in the present work have been sucçesfully applied to the characterization of the catalyst systems of interest, with advantages over the conventional methods.