Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2132.pdf: 2908324 bytes, checksum: 5ffa9cb169722a59dcbe3b18f8f495cc (MD5) Previous issue date: 2008-12-01 / Universidade Federal de Minas Gerais / Although a vortex state, in type II superconductors, has been anticipated more than 50 years ago, a great deal of theoretical and experimental efforts has still been done in an attempt to investigate how the dynamics of these structures depends on external excitations and on the inherent properties of the underlying superconducting material, such as inhomogeneities (Static Disorder). In this work, we studied, in granular ���� samples and polycrystalline ����1−����2, the effects of different types and quantities of static disorder on the dynamic behaviour of the vortices. The analysis of such effects, using an extremely sensitive experimental technique, the Third Harmonic of the AC Susceptibility, was the main motivation for this research. Conducting a systematic investigation of the third harmonic, we have established reliable and reproducible experimental procedures to determine changes between different regimes of Vortex Matter (VM). In particular, we distinguished a regime of linear response and, other, of non-linear response, which were identified as representative of disordered and ordered phases of VM, respectively. As a consequence, a new frontier, delimitating these phases, was incorporated to the magnetic diagrams of the studied systems, denominated as Order Disorder Threshold (OD). We also analyzed the evolution of that OD threshold with the addition of inhomogeneities, as well as the format of the contour. With regard to form, two distinct behaviours were revealed and, consequently, interpreted as resulting from a competition between different types of disorder static and dynamic present in the materials. The most intriguing result reported, concerns to the anticipation, in the high temperature/low field region, of the OD limit, which we associated to a Thermally Induced Depinning Transition. In addition, we compared the OD lines with the Irreversibility Line (LI), obtained through magnetization measurements for some of the analyzed samples, pointing out the differences and similarities between them. Measurements of electrical transport and magnetic relaxation were also performed. The results derived from them contributed significantly to the study accomplished, leading to a broader view of the dynamic behaviour of vortices in the vicinity of this newly determined OD threshold. / Apesar da previsão de um estado de vórtices, em supercondutores do tipo II, ter sido noticiada há mais de 50 anos, um grande esforço teórico e experimental ainda tem sido feito na tentativa de investigar como a dinâmica destas estruturas depende das excitações externas a que estão submetidas e das propriedades inerentes ao material supercondutor, tal como as inomogeneidades (Desordem Estática). Neste trabalho, estudamos, em amostras granulares de ���� e policristalinas de ����1−����2, os efeitos de diferentes tipos e quantidades de desordem estática no comportamento dinâmico dos vórtices. A análise de tais efeitos, empregando uma técnica experimental extremamente sensível, a do Terceiro Harmônico da Suscetibilidade AC, foi a principal motivação desta pesquisa. Realizando uma investigação sistemática do terceiro harmônico, estabelecemos procedimentos experimentais confiáveis e reprodutíveis para a determinação de mudanças entre diferentes regimes da Matéria de Vórtices (MV). Em particular, distinguimos um regime de resposta magnética linear e, outro, de resposta não linear, os quais foram identificados como representativos de fases desordenada e ordenada da MV, respectivamente. Como conseqüência, uma nova fronteira, delimitando tais fases, foi incorporada aos diagramas magnéticos dos sistemas estudados, denominada de Limiar Ordem Desordem (OD). Analisamos também a evolução desse limiar OD com o acréscimo de inomogeneidades, bem como o formato do contorno. Quanto à forma, dois comportamentos distintos foram revelados e, por conseguinte, interpretados como decorrentes de uma competição entre diferentes tipos de desordem estática e dinâmica presentes nos materiais. O resultado mais intrigante reportado, diz respeito à antecipação, na região de altas temperaturas/baixos campos, do limite OD, que associamos a uma Transição de Depinning Induzida Termicamente. Complementarmente, comparamos as linhas OD com a Linha de Irreversibilidade (LI), obtida através de medidas de magnetização para algumas das amostras analisadas, apontando as diferenças e similaridades entre ambas. Medidas de transporte elétrico e de relaxação magnética também foram realizadas. Os resultados delas derivados contribuíram significativamente para o estudo ora realizado, oferecendo-nos uma visão mais ampla do comportamento dinâmico dos vórtices nas vizinhanças deste novo limiar OD.

Foi desenvolvido uma ponte de indutâncias mútuas, auto-balanceada, para medidas automáticas e simultâneas das partes real (x\') e imaginária (x\") da susceptibilidade magnética AC, na faixa de freqüências de 20 Hz e 1 KHz e temperaturas de 2K a 300K. O sistema é balanceado em um elo de realimentação digital que assegura um sinal, em fase e quadratura, continuamente nulo. A amplificação do sinal é feita através de um amplificador \"lock-in\" de duas fases, cujas saídas comandam dois DAC multiplicadores, gerando o sinal composto que é usado para balancear a ponte. O valor absoluto da susceptibilidade é medida movendo as bobinas primária e secundárias de tal forma que a amostra fique posicionada ora em um dos secundários, ora em outro. A resolução da parte numérica é 1 em 4000. A sensibilidade alcançada foi de 10-7 emu para amostras de 10-2cm-3 em um campo de excitação de amplitude 15 Gauss. A interface com um microcomputador ainda não foi desenvolvida. / An automatic self-balanced mutual inductance bridge has been designed to measure the real (x\') and imaginary (x\") parts of the magnetic AC susceptibility simultaneously in the frequency range 20 Hz to 1 KHz and temperatures between 2K to 30OK. The system is based on a digitally controlled feedback loop, which ensures continuous balanced operation, in phase as well in quadrature. The signal amplification chain is made of a dual-phase lock-in amplifier, whose outputs command two DAC multipliers, generating the composite balance signal for nulling the bridge. The absolute value of the susceptibility is measured by moving the primary and secondary coils in such a way to place the sample in the center of both secondary coils. The resolution of the numerical part is 1 in 4000. Sensivities of the order of 10-7 emu for samples of 10-2cm-3 in a primary field of 15 gauss have been obtained. The interface with a desktop computer has not been developed yet.

Neste trabalho, é descrito uma ponte de indutâncias mútuas que pode ser usada para medidas automáticas de susceptibilidade magnética AC, em freqüências até 1 kHz. Este susceptômetro utiliza um novo e alternativo arranjo para o \"probe\". O conjunto de bobinas, mantido em temperatura ambiente, é movimentado de tal forma a posicionar a amostra no centro de cada uma das bobinas secundárias. A amostra, cuja posição é fixa, tem sua temperatura controlada por um criostato de fluxo de Hélio. O acoplamento magnético do \"probe\" com materiais na vizinhança foi minimizado com o uso de uma blindagem magnética. Este \"probe\" tem uma sensibilidade de 10-7 emu com um campo magnético AC de 8 G rms e freqüência de 100 Hz. Neste trabalho, são apresentados também alguns resultados de susceptibilidade magnética AC, obtidos em supercondutores de alto Tc e compostos intermetálicos de terras raras. A relação entre transporte de cargas e propriedades magnéticas, de poliparafenileno (PPP) dopado com FeCl3 e poli(o-metoxianilina) (POMA) dopada com TFA e HCl, foi estudada utilizando as técnicas de Susceptibilidade Magnética AC (SMAC), Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Os resultados obtidos para o PPP foram interpretados em termos de três contribuições: presença do polaron paramagnético, cuja mobilidade aumenta com o aumento da temperatura; íons Fe3+ coordenados em sítios de baixa simetria da molécula FeCl3; e íons Fe3+ fortemente acoplados via interação de troca. A dependência com a temperatura do sinal de RPE da POMA pode ser entendido em termos da dinâmica dos polarons. O estreitamento da linha de RPE, devido a dopagem do material, pode ser explicada por dois processos diferentes. Em baixas temperaturas, predomina a interação de troca polaron-polaron, modulada pelas autuações de spin. Em altas temperaturas o \"motional narrowing\" é provocado pelo aumento de mobilidade do polaron. Em temperaturas intermediárias, é observado um efeito anômalo: a largura de linha cresce abruptamente, produzindo um pico em torno de 220 K. Este pico pode ser associado a contribuição não secular para a largura de linha. Acredita-se que o espalhamento do polaron por moléculas de oxigênio, promova um aumento no mecanismo de relaxação spin-rede. Os resultados de RMN para o 1H e 19F mostram que as componentes espectrais da largura de linha, são associadas com as fases amorfa e cristalina da POMA. Neste material, a taxa de relaxação spin-rede do 1H aumenta mais de uma ordem de grandeza com a dopagem. Isto pode ser explicado por um mecanismo de relaxação envolvendo acoplamento hiperfino núcleo-polaron. / A mutual inductance bridge which may be used for automatic measurement of ac magnetic susceptibilities from 4 K to room temperature, at frequencies up to 1 kHz, is described. The susceptometer employs an alternative and new arrangement for the probe. The coil set is kept at room temperature and moves in such a way to place the sample in the center of each of the secondary coils. The sample, motionless, has its temperature controlled by a helium flow refrigerator. Use of a magnetic shield minimizes coupling of the probe with nearby materials. This probe has a sensitivity of 10-7 emu in an ac magnetic field of 8G rms and frequency of 100 Hz. Typical results of ac magnetic susceptibility, obtained in high Tc, superconductors and rare earth intermetallic compounds are shown. AC Magnetic Susceptibility, Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Electron Paramagnetic Resonance (EPR) were used to study the relation between charge transport and magnetic properties of polyparaphenylene (PPP) doped with FeCl3 and poly(o-methoxyaniline) (POMA) doped with TFA and HCl. The results obtained in PPP can be interpreted in terms of three major contributions: the presence of the paramagnetic polaron, whose mobility increases with increasing temperature, Fe3+ ions coordinated in the low symmetry site of the FeCl3 molecule, and Fe3+ ions strongly coupled via exchange interaction. The temperature behavior of the EPR of POMA can be understood in terms of the dynamics of the polaron. Line narrowing, induced by doping the material, can be explained by two different processes. At low temperature, polarons are coupled via exchange interaction and the exchange narrowing of the line is caused by thermal spin fluctuations. At high temperature, motional narrowing is the most efficient mechanism. At intermediate temperatures, an anomalous effect is observed: linewidth increase abruptly, showing a peak at 220 K. This peak can be associated to the non-secular contribution to the line width. It is assumed that the spin-lattice relaxation mechanism is enhanced, at this temperature, due to the polaron scattering by paramagnetic oxygen molecules. 1H and 19F NMR data shows that the linewidth spectral components are associated with the amorphous and crystalline phases of the POMA. 1H spin-lattice relaxation rates, in this material, increases more than one order of magnitude after doping. This can be explained by a relaxation mechanism involving nucleus-polaron hyperfine coupling.

Orientadores: Carlos Rettori, Iris C. Linares de Torriani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-02T21:37:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sercheli_MauriciodaSilva_D.pdf: 803804 bytes, checksum: 146180f11f6d02606fd276a4c6e921e6 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Esta tese de doutorado resume-se no estudo de dois sistemas distintos: Semicondutores amorfos de silício dopados com terras-raras "a-SiRE(:H)", e grafites pirolíticos altamente orientados "HOPG ". Os semicondutores amorfos estudados são filmes finos de silício dopados com terras-raras (RE), crescidos por rf-sputtering (processo de deposição de filmes a partir de uma atmosfera de plasma criada por rádio-freqüência), hidrogenados ou não. Terras-raras magnéticas (Gd e Er) e não-magnéticas (Y, La e Lu) foram utilizadas com o intuito de estudar o Er incorporado na matriz de Si, devido às suas características especiais para a tecnologia fotônica. Por ser uma sonda mais simples de se estudar do ponto de vista magnético (por apresentar estado fundamental S, e portanto efeitos de campo cristalino em 2ª ordem), o íon de Gd3+ foi usado para determinar o comportamento dessa classe de lantanídeos dentro dos filmes de silício. Apesar das principais técnicas espectroscópicas utilizadas requererem sistemas paramagnéticos, também foram crescidos filmes com espécies dopantes não-magnéticas, ou diamagnéticas, a fim de subtraírem-se efeitos não magnéticos e, dessa maneira, simplificar a análise do sistema abordado. Os resultados de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) revelam que a dopagem do filme com RE diminui a quantidade de defeitos magnéticos na matriz de uma a três ordens de grandeza, sendo que essa diminuição está relacionada com o spin de cada RE dopante. Este comportamento é regido ou pelo fator de spin S(S + 1), ou pelo fator de de Gennes (gJ - 1)2J(J + 1), como no caso de supercondutores. Nota-se também a criação de uma ligação química Si-RE extremamente estável, já que a linha de ressonância do Gd3+ não se modifica com alterações nas concentrações de RE ou H, com variação na temperatura, ou no tipo de vizinhança química (matriz amorfa ou nanocristalina). Os grafites pirolíticos altamente orientados, HOPG, assim como grafites cristalinos sintéticos (kish) para comparação, foram analisados em três bandas distintas de RPE. Foram utilizadas as bandas Q, X e S, para que se atingissem campos de ressonância com valores compreendidos entre 12.100 Oe e 1000 Oe, já que temos a verificação de uma transição metal-isolante (MIT) nos compostos citados, assistida por campo magnético. Dessa forma foi estudada, ineditamente, a variação do valor-g das amostras de grafites em função da freqüência de microonda. No final, conclui-se a formação de um campo magnético interno no grafite, devido à criação de um momento magnético, que ocorre pela abertura de um gap no ponto K do espectro de dispersão linear de Dirac. Esse campo interno está relacionado com a MIT verificada nas amostras / Abstract: The work on this PhD thesis was accomplished by the study of two distinct systems: amorphous semiconductors doped with rare-earth metals "a-SiRE(:H)", and highly oriented pirolytic graphites "HOPG". The amorphous semiconductors in interest are silicon thin films, hydrogenated or not, doped with rare-earth metals (RE), grown by rf-sputtering (film deposition process using a plasma atmosphere formed by radio frequency waves). Magnetic (Gd and Er) and non-magnetic (Y, La and Lu) rare-earth metals were used as dopants to evaluate the behaviour of Er incorporated on the Si matrix, due to its special features shown on fotonic technology. Gd3+ ions were chosen to explore the behaviour of the lanthanide group in silicon films, because it shows an S type fundamental state, which gives second order crystalline electrical field effects. Despite of the need of paramagnetic systems for the main spectroscopic technics employed, films with non-magnetic and diamagnetic dopant species were also grown to be used as reference for non-magnetic effects, simplifying analysis of the systems of interest. The results of electron paramagnetic ressonance (EPR) show a one to three fold decrease on the amount of magnetic deffects on the Si matrix for films dopped with RE, which varies accordingly to the spin of every RE dopant species. This behaviour scales through the RE series based on a spin factor, S(S + 1), or de Gennes factor, (gJ - 1)2J(J + 1), as for superconductors. It is also shown that a highly stable Si-RE bond is formed, as the Gd3+ line of ressonance is not shifted upon changes on RE or H concentration, temperature and framework environment (amorphous or nanocrystalline matrix). Highly oriented pyrolitic graphites, HOPG, as does synthetic crystalline graphites (kish), used for comparison purposes, were analysed by three distinct EPR bands. Ressonance fields as high as 12,100 Oe and 1,000 Oe were employed using Q, X and S bands, in order to explore a magnetic field-induced metal-insulator transition (MIT) observed in this system. This multiple-Bands EPR experiment allow us to report the first study of the variations of g-value of graphite samples as a function of microwave frequency. This work revealed a microscopic evidence for an internal magnetic field on graphite, which arises from magnetic moments formed presumably by a gap oppening at the K point on the linear dispersion spectrum of Dirac driven by an applied external magnetic field. This internal field is based on the MIT observed in these samples / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Rettori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-25T03:11:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sercheli_MauriciodaSilva_M.pdf: 1129330 bytes, checksum: 7890b2cdc1ac609b67a456062adecfd6 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho de tese aborda dois sistemas de estudo: semicondutores amorfos e polímeros condutores. Ambos os sistemas foram estudados através da técnica de RPE, sendo ainda utilizadas as técnicas de susceptibilidade magnética, Raman e RBS (estas duas últimas como técnicas complementares), para o estudo de semicondutores amorfos. No estudo de semicondutores, foram utilizados filmes finos de silício amorfo dopados com terras raras, essencialmente érbio e gadolíneo, para o estudo de suas propriedades magnéticas. Estes estudos permitiram determinar o estado de valência da terra rara, bem como suas concentrações na matriz de silício do filme fino. De acordo com nossos resultados, a valência dos íons de terra rara é 3+, permitindo-nos concluir que a camada eletrônica 4f, por não contribuir com elétrons para a camada de condução, não poderia fazer parte do cálculo de bandas nesse tipo de semicondutor. E ainda, através da análise dos dados de susceptibilidade magnética do íon de Er 3+ em campo cristalino de simetria cúbica, pudemos estimar, de forma inédita, a separação máxima (overall splitting) de seus estados eletrônicos. No capítulo de polímeros condutores, foram estudadas amostras de poli (3-metiltiofeno) dopadas com ClO4 - , onde pudemos evidenciar uma transformação de fase na faixa de temperatura de 230 K até 130 K. Através da técnica de RPE, foram mostradas informações a respeito da cristalização, nível de dopagem, e presença de polarons ou bipolarons nesse polímero condutor / Abstract: This thesis involves the study of amorphous semiconductors and conducting polymers, which have been characterized by EPR and magnetic susceptibility measurements, and to a lesser extent by Raman spectroscopy and RBS. The semiconductors were studied using thin films of silicon dopped with rare earth metals, e.g. erbium and gadolinium, which had their magnetic properties studied. Using these studies we could determine the state of valence of the rare earths as well as their concentrations in the silicon matrix. According to our results, the valence of the rare earth metal ions is 3+, and we were able to conclude that 4f electronic shells could not be used for the calculation of the conducting band in this system. Furthermore, the analysis of the data on the magnetic susceptibility of the Er3+ ion with cubic crystalline acting field, gave us the opportunity to estimate the overall splitting of their electronic states for the first time. The conducting polymers were studied using samples of poly(3-methylthiophene) dopped with ClO4- , which show a phase transition in the range of 230 K to 130 K. The electron paramagnetic resonance also gives important information on the crystalization, dopping level and the presence of polarons or bipolarons in conducting polymers / Mestrado / Física / Mestre em Física

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-05-11T16:44:42Z No. of bitstreams: 1 CRUZ, A. P. S..pdf: 23384634 bytes, checksum: b417fd0517bbafbf4617a53288a634f4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-11T16:44:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CRUZ, A. P. S..pdf: 23384634 bytes, checksum: b417fd0517bbafbf4617a53288a634f4 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / A análise conjugada das propriedades físicas dos se dimentos, como a velocidade da onda P, susceptibilidade magnética, porosidade e de nsidade gama, com propriedades geoquímicas como Carbono Orgânico Total e mineralog ia dos sedimentos proporciona uma melhor avaliação dos processos envolvidos, proveniê ncia e fluxo de material sedimentar, permitindo que as mudanças ambientais possam ser de finidas. Os parâmetros físicos além de serem capazes de quantificar a distribuição de espa ço entre os poros, indicam alterações pós- deposicionais. Dessa forma, este trabalho visa aval iar as inter-relações existentes entre parâmetros físicos de seções sedimentares para dete rminação da origem do fluxo de materiais ao longo da fácies de sedimentar depositado sobre a plataforma continental de Cabo Frio. Nesse sentido, pode-se notar que as variações de Vp estão ligadas ao tamanho do grão, assim como ao aumento no conteúdo orgânico e aumento no t eor de água nos sedimentos marinhos. Os valores de SM mostraram-se associados a assemblé ia mineralógica e ao teor de água dos testemunhos. Além disso, foi possível constatar que a valência dominante da razão Fe 3+ /Fe 2+ , foi o de Fe 3+ , que influenciou diretamente nos picos de SM. As p ropriedades físicas definiram seções nos diferentes box-core analisados, os quais o BCCF10-01, 04 e 09, apresentaram aumento de grãos finos, que pode estar relacionado a hidrodinâmica local, e/ou aumento de contribuição sedimentar alóctone entre 100 e 80 ano s AP. Além disso, a assembléia de minerais pesados indicou proveniência de rochas met amórficas derivadas de metassedimentos siliciclásticos, granitóides, rochas máficas e alca linas pertencentes a própria região de Cabo Frio e adjacências. Os maiores teores de minerais e ncontrados no BCCF10-01 e BCCF10-13, podem informar sobre a influência de correntes de f luxo oeste, proveniente da baía de Guanabara e de correntes de norte, provenientes dos rios São João e Paraíba do Sul como principais agentes de transporte dos particulados s edimentares e minerais para a fácies sedimentar de lama da plataforma de Cabo Frio. / The combined analysis of the physical properties of sediments, such as the P-wave velocity, magnetic susceptibility, porosity and gam ma-density, with geochemical properties such as Total Organic Carbon and mineralogy of sedi ments provides a better assessment of the processes involved, provenance and sedimentary material flow, allowing environmental changes can be defined. The physical parameters in addition to being able t o quantify the distribution of space between the pores also indica te pos-depositional changes. Thus, this study aims to evaluate the interrelations between p hysical parameters of sedimentary sections to determine the source of the material flow along the sedimentary faces deposited on the continental shelf of Cabo Frio. In this sense, it may be noted that variations in V p are clearly linked to the grain size, and an increase in organi c content and increased water content in marine sediments. The MS values were associated with the mineral asse mblage and water content of the cores. In addition, it determined th at the oxidation state of the dominant was Fe 3+ , which directly influenced the peaks of MS. Physical properties defined in the different sections analyzed box-core, which the BCCF10-01, 04 and 09, showed an increase of fine grains, which can be related to the local hydrodyna mic or increased allochthonous sediment contribution between 100 and 80 years BP. In addition, the heavy mineral assemblage indicated provenance of metamorphic rocks derived f rom siliciclastic metasediments, granitoids, mafic and alkaline rocks belonging to t he region of Cabo Frio and surrounding areas. The highest minerals content found in BCCF10-01 and BCCF10-13, can showed the influence of flow west currents, from the Guanabara Bay and currents of the north, from the São João and Paraiba do Sul rivers as the main carr iers of sedimentary particles and mineral from mud faces of the Cabo Frio Shelf.

A química mineral e de rocha e determinações de susceptibilidade magnética (SM) de granitóides sin- e tardi orogênicos (610- 600 Ma) localizados na porção oriental do batólito Agudos Grandes (porção central do Cinturão Ribeira, SE do Brasil) foram utilizadas para determinar as condições de cristalização e as implicações em sua petrogênese. Os granitos sin-orogênicos são metaluminosos e têm índice de cor (IC) entre 8 e 15, dado por hornblenda, biotita, titanita e magnetita (unidade HBgd). As temperaturas liquidus obtidas pelo geotermômetro de saturação em apatita decrescem de 1000 a 950º C com o fracionamento. As temperaturas solidus obtidas pelo geotermômetro hornblenda-plagioclásio, variam de 720 a 800º C e mostram aumento sistemático em direção a leste, refletindo diminuição da a(H2O) dos magmas. As pressões obtidas por geobarometria de Al em hornblenda variam muito pouco (3,6 a 4,5 kbar) mostrando não haver variações significativas no nível de exposição do batólito. Esses granitos cristalizaram sob condições fortemente oxidantes (DNNO ³ + 2), como revelado pela alta SM, pelas composições da biotita e da ilmenita reliquiar e pelo consumo da ilmenita sob fO2 acima do buffer TMQA. Os granitóides tardi-orogênicos (maciço Piedade) variam de metaluminosos a marginalmente peraluminosos. A unidade metaluminosa portadora de titanita e magnetita (BmgT; IC=8) cristalizou sob condições comparáveis às dos granitos sin-orogênicos. As demais unidades são formadas por granitos com biotita e ilmenita (± muscovita e magnetita) e IC variável entre 15 e 5. Essas rochas em geral cristalizaram sob condições mais reduzidas (QFM a DNNO = + 2), como revelado pela SM mais baixa e pela composição de biotita e ilmenita, mas localmente foram afetadas por processos de oxidação pós-magmática. As temperaturas liquidus obtidas a partir do geotermômetro de saturação em apatita para todas as rochas do maciço Piedade são tão elevadas quanto as dos granitos sin-orogênicos. Estimativas de pressão são precárias, mas as composições de muscovitas sugerem valores da ordem de 4 kbar. Os dados obtidos no presente trabalho são consistentes com modelos que admitem um vínculo genético entre os granitos sin- e tardi-orogênicos do batólito Agudos Grandes. Em particular as tendências de variação química contínua das biotitas, com aumento progressivo do componente siderofilita para os granitos com muscovita, paralelas com a diminuição de SM e diminuição de fO2, podem sugerir que diferenças observadas refletem processos de contaminação de magmas metaluminosos por rochas metassedimentares mais reduzidas. / Magnetic susceptibility (MS) measurements and mineral and rock chemistry were used to infer crystallization conditions of syn- to late-orogenic (610-600 Ma) granites of the eastern portion of the Agudos Grandes batholith (central Ribeira Belt, SE Brazil). The syn-orogenic granites are metaluminous and have color indices (IC) of 8 to 15 given by hornblende, biotite, titanite and magnetite (unit HBgd). Liquidus temperatures obtained by apatite saturation thermometry decrease slighlty, from 1000 to 950°C with fractionation. Solidus temperatures, derived from hornblende-plagioclase thermometry, raise eastwards in the batholith from 720 to 800° C, reflecting decreasing a(H2O) of the magmas. Pressures derived from Al-in-hornblende barometry are nearly invariable (3.6 to 4.5 kbar), showing that the batholith is exposed at approximately the same level of intrusion along the studied section. These granites crystallized under strongly oxidizing conditions (DNNO ³ + 2), as revealed by high MS, by the compositions of biotite and relict ilmenite, and by ilmenite consumption due to fO2 above the TMQA buffer. The late-orogenic granites (Piedade massif) are metaluminous to marginally peraluminous. The metaluminous unit (BmgT; IC=8) bears titanite and magnetite, and crystalized under conditions comparable to those shown by the syn-orogenic massifs. The remaining units are made up of biotite + ilmenite (± muscovite and magnetite) granites with variable IC (15 to 5). These rocks crystallized mostly under more reduced conditions (QFM to DNNO = + 2), as revealed by lower MS and by the compositions of biotite and ilmenite, but were locally affected by post-magmatic oxidation processes. The liquidus temperatures obtained from apatite saturation thermometry in all granites from the Piedade massif are as high as those of the syn-orogenic massifs. Pressure estimates, based on muscovite compositions, are less reliable, but yield values around 4 kbar. The data obtained in this work are consistent with models which admit a genetic link between the syn-orogenic and the late-orogenic granites of the Agudos Grandes batholith. Continuous chemical variation of biotites, with the siderophyllite component increasing steadily towards the muscovite-bearing granites, and parallel decreasing of MS and fO2 suggest that contamination of metaluminous magmas by more reduced metasediments could explain most of the variation observed.

O trabalho envolve o estudo de amostras de poli(o-metoxianilina) (POMA) , dopadas com ácido trifluoracético (TFA) através das técnicas de espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) de onda contínua e pulsada. O sinal de RPE observado é atribuído a elétrons desemparelhados na cadeia polimérica, denominados pólarons. Uma vez que estes pólarons possuem carga elétrica e spin eletrônico, os estudos de RPE podem fornecer informações a respeito de sua mobilidade e sobre as propriedades de transporte no material em escala microscópica. O efeito da presença de oxigênio molecular, O2, (S=1), sobre a forma da linha CW é estudado em função do grau de dopagem e do envelhecimento das amostras. O alargamento observado da linha de RPE deve-se a processos de colisão entre o pólaron móvel e os spins localizados do O2. Durante uma colisão, os dois spins interagem entre si através de interações de troca magnética, produzindo spin-flips simultâneos. Uma vez que os spins fixos estão fortemente acoplados com a rede, o processo de relaxação spin-rede do pólaron torna-se muito eficiente, produzindo o alargamento da linha. Como resultado deste processo de colisões, a dependência da largura de linha em função da temperatura mostra um máximo em torno de 190 K. Modelos teóricos serão apresentados, a partir dos quais serão estimados os valores para a mobilidade do pólaron, raio de ação da interação pólaron-oxigênio e constantes de acoplamento. Amostras sintetizadas na presença de oxigênio possuem tempos de relaxação muito curtos em toda a faixa de temperatura estudada (2-280 K), impossibilitando a observação da RPE pulsada. Amostras envelhecidas mostram um comportamento diferente, característico da substituição do oxigênio por água, que leva ao cancelamento do efeito de alargamento. Nestas amostras, assim como em amostras sintetizadas em atmosfera inerte, estudos adicionais de RPE pulsada permitem, através de técnicas associadas ao eco de spins eletrônicos, ESE, a obtenção dos tempos de relaxação spin-spin e spin-rede, assim como o estudo das interações hiperfinas entre pólaron e núcleos vizinhos, 1H, 13C e 14N, que não são resolvidas no espectro CW. A quantificação e qualificação de núcleos interagentes, os quais possuem desdobramentos hiperfinos fracos, podem ser realizadas através das técnicas uni e bidimensionais, como ESEEM, 2DESEEM e HYSCORE. / Continuous wave (CW) and pulsed Electron Paramagnetic Resonance (EPR) techniques are used to study structural and dynarnical properties of poly(o-metoxyaniline) (POMA) doped in trifluoroacetic (TFA) solution. The observed EPR spectrum is attributed to chain unpaired electron spins named polarons. Since polarons carry both charge and spin, EPR studies can provide information about charge transport properties of the material on a microscopic scale. The width of the EPR signal reflects the interaction of the polarons with their environments. In the present study, special attention is given to the EPR linewidth, which is usually broadened by the presence of molecular oxygen, O2, (S=1). The oxygen induced linewidth is explained by the mutual spin flips occurring during the collision of a mobile polaron with fixed paramagnetic O2. The temperature dependence of the linewidth shows a maximum around 190K associated with these collision processes. Such effects are studied as a function of doping concentration, sample aging and vacuum conditions. From a theoretical model proposed in the field, some parameters, associated with the polaron mobility and exchange interaction between polaron and oxygen, are estimated. All synthesized samples have very short spin relaxation times in all the studied temperature range (2-280K), making impossible their observation by the pulsed EPR techniques. Aged samples show a different behavior; their long relaxation times seem to indicate that the substitution of O2 by H2O has promoted the canceling of the broadening effect. Studies are under progress to establish a sample preparation procedure in which the resulting samples are free of molecular oxygen. Aged samples have been used to perform preliminary studies conducted by the pulsed EPR techniques. Spin-echo spectroscopy and relaxation time measurements were interpreted on the basis of the interaction of the polaron with neighboring nuclei, such as 1H, 13C e 14N, which are not resolved in the CW spectra. To better understand the nature of the CW and pulsed EPR spectroscopy, one special chapter will introduce the several techniques, which are commonly employed in our research.

A química mineral e de rocha e determinações de susceptibilidade magnética (SM) de granitóides sin- e tardi orogênicos (610- 600 Ma) localizados na porção oriental do batólito Agudos Grandes (porção central do Cinturão Ribeira, SE do Brasil) foram utilizadas para determinar as condições de cristalização e as implicações em sua petrogênese. Os granitos sin-orogênicos são metaluminosos e têm índice de cor (IC) entre 8 e 15, dado por hornblenda, biotita, titanita e magnetita (unidade HBgd). As temperaturas liquidus obtidas pelo geotermômetro de saturação em apatita decrescem de 1000 a 950º C com o fracionamento. As temperaturas solidus obtidas pelo geotermômetro hornblenda-plagioclásio, variam de 720 a 800º C e mostram aumento sistemático em direção a leste, refletindo diminuição da a(H2O) dos magmas. As pressões obtidas por geobarometria de Al em hornblenda variam muito pouco (3,6 a 4,5 kbar) mostrando não haver variações significativas no nível de exposição do batólito. Esses granitos cristalizaram sob condições fortemente oxidantes (DNNO ³ + 2), como revelado pela alta SM, pelas composições da biotita e da ilmenita reliquiar e pelo consumo da ilmenita sob fO2 acima do buffer TMQA. Os granitóides tardi-orogênicos (maciço Piedade) variam de metaluminosos a marginalmente peraluminosos. A unidade metaluminosa portadora de titanita e magnetita (BmgT; IC=8) cristalizou sob condições comparáveis às dos granitos sin-orogênicos. As demais unidades são formadas por granitos com biotita e ilmenita (± muscovita e magnetita) e IC variável entre 15 e 5. Essas rochas em geral cristalizaram sob condições mais reduzidas (QFM a DNNO = + 2), como revelado pela SM mais baixa e pela composição de biotita e ilmenita, mas localmente foram afetadas por processos de oxidação pós-magmática. As temperaturas liquidus obtidas a partir do geotermômetro de saturação em apatita para todas as rochas do maciço Piedade são tão elevadas quanto as dos granitos sin-orogênicos. Estimativas de pressão são precárias, mas as composições de muscovitas sugerem valores da ordem de 4 kbar. Os dados obtidos no presente trabalho são consistentes com modelos que admitem um vínculo genético entre os granitos sin- e tardi-orogênicos do batólito Agudos Grandes. Em particular as tendências de variação química contínua das biotitas, com aumento progressivo do componente siderofilita para os granitos com muscovita, paralelas com a diminuição de SM e diminuição de fO2, podem sugerir que diferenças observadas refletem processos de contaminação de magmas metaluminosos por rochas metassedimentares mais reduzidas. / Magnetic susceptibility (MS) measurements and mineral and rock chemistry were used to infer crystallization conditions of syn- to late-orogenic (610-600 Ma) granites of the eastern portion of the Agudos Grandes batholith (central Ribeira Belt, SE Brazil). The syn-orogenic granites are metaluminous and have color indices (IC) of 8 to 15 given by hornblende, biotite, titanite and magnetite (unit HBgd). Liquidus temperatures obtained by apatite saturation thermometry decrease slighlty, from 1000 to 950°C with fractionation. Solidus temperatures, derived from hornblende-plagioclase thermometry, raise eastwards in the batholith from 720 to 800° C, reflecting decreasing a(H2O) of the magmas. Pressures derived from Al-in-hornblende barometry are nearly invariable (3.6 to 4.5 kbar), showing that the batholith is exposed at approximately the same level of intrusion along the studied section. These granites crystallized under strongly oxidizing conditions (DNNO ³ + 2), as revealed by high MS, by the compositions of biotite and relict ilmenite, and by ilmenite consumption due to fO2 above the TMQA buffer. The late-orogenic granites (Piedade massif) are metaluminous to marginally peraluminous. The metaluminous unit (BmgT; IC=8) bears titanite and magnetite, and crystalized under conditions comparable to those shown by the syn-orogenic massifs. The remaining units are made up of biotite + ilmenite (± muscovite and magnetite) granites with variable IC (15 to 5). These rocks crystallized mostly under more reduced conditions (QFM to DNNO = + 2), as revealed by lower MS and by the compositions of biotite and ilmenite, but were locally affected by post-magmatic oxidation processes. The liquidus temperatures obtained from apatite saturation thermometry in all granites from the Piedade massif are as high as those of the syn-orogenic massifs. Pressure estimates, based on muscovite compositions, are less reliable, but yield values around 4 kbar. The data obtained in this work are consistent with models which admit a genetic link between the syn-orogenic and the late-orogenic granites of the Agudos Grandes batholith. Continuous chemical variation of biotites, with the siderophyllite component increasing steadily towards the muscovite-bearing granites, and parallel decreasing of MS and fO2 suggest that contamination of metaluminous magmas by more reduced metasediments could explain most of the variation observed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAJCL.pdf: 5155816 bytes, checksum: 7914d47f38bba5be833436b28dcf039b (MD5) Previous issue date: 2001-03-23 / Universidade Federal de Minas Gerais / The search for new methods to understand the mechanisms associated to superconductivity request novel experimental techniques, as well as materials with different characteristics. In this work, we report results obtained from electron-doped superconducting samples, of the form Ln2-xCexCuO4-y (where Ln = Pr and Sm). These materials are considered high-temperature superconductors (HTS) even for their low values of the critical temperature, TC, of the order of 25 K. These materials are of great interest since they show striking properties when compared to hole-doped materials, like YBCO. Some of these interesting properties observed in electron-doped superconductors are the apparent s-wave symmetry of the order parameter, and normal-state resistivity proportional to T2, while for hole-doped, the symmetry of the order parameter is d-wave and the normal-state resistivity is proportional to T. Therefore, in this work we have performed transport and magnetic experiments on Pr2-xCexCuO4-y (PCCO), Sm2- xCexCuO4-y (SCCO) and YBa2Cu3O7-d (YBCO) thin films samples. They were prepared by Prof. Dr. Fernando M. Araújo-Moreira using pulsed laser deposition (PLD) technique during his post-doc at Center for Superconductivity Research/CSR-University of Maryland in College Park/MD/USA. Their structure was characterized by using the x-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) with microanalysis (EDX-Energy Dispersive Analysis by X-ray). However, the magnetic characterization of those materials was the most important step of this work. To do that, we have built the experimental system to measure the magnetic penetration depth, ë, and the AC magnetic susceptibility, ÷. By determining the behavior of ë(T) is possible to know the symmetry of the order parameter associated to each material under investigation. The magnetic characterization of both materials was completed using a SQUID magnetometer to obtain the magnetic susceptibility data, ÷AC (T, hAC). Through these results we have obtained the average critical current density dependence with temperature, <Jc>, associated to the critical state model characteristic of each material. The experimental system, projected and constructed during this work, allows the simultaneous determination of both ë(T) and ÷(T). / A procura por métodos que levem ao entendimento do mecanismo associado ao fenômeno da supercondutividade demanda o uso de novas técnicas experimentais para dar suporte às teorias que são formuladas. Assim como o uso de materiais com características distintas que contrapõem ou ajudem a formular novos modelos. Neste trabalho de mestrado estudamos amostras supercondutoras do tipo dopadas por elétrons (electron-doped), com composição Ln2-xCexCuO4-y (onde Ln = Pr, e Sm). Eles são considerados supercondutores de alta temperatura crítica, Tc, mesmo tendo baixos valores desse parâmetro, em torno de 25 K. Atualmente, esses materiais são intensivamente estudados por apresentarem propriedades muito interessantes quando comparados a supercondutores do tipo dopados por buracos (hole-doped), tal como YBa2Cu3O7-d, também estudado neste projeto. Algumas das características anômalas observadas nos compostos do tipo Ln2-xCexCuO4-y são a aparente simetria s-wave da função de onda supercondutora e resistividade do estado normal proporcional à T2, enquanto que para os hole-doped a simetria é do tipo d-wave e a resistividade proporcional à T. Assim, neste trabalho caracterizamos elétrica (transporte) e magneticamente amostras de filmes finos de Pr2-xCexCuO4-y (PCCO), Sm2-xCexCuO4-y (SCCO) e YBa2Cu3O7-d (YBCO). Esses filmes foram fabricados pelo Prof. Dr. Fernando M. Araújo-Moreira pelo método de deposição por laser pulsado (PLD - Pulsed Laser Deposition) durante o seu pós-doutoramento no Center for Superconductivity Research/CSR-University of Maryland em College Park/MD/USA. As mesmas também foram caracterizadas estruturalmente através de difração de raios-x (XRD) e microscopia eletrônica de varredura com microanálise (MEV-EDX). Entretanto, a caracterização magnética destes materiais foi a etapa mais relevante deste projeto, para a qual projetamos e construímos o sistema experimental. Através da análise numérica dos dados experimentais, obtidos de medidas de mútuaindutância, determinamos a dependência da profundidade de penetração magnética com a temperatura para ambos os tipos de supercondutores, dopados por elétrons ou buracos. A construção da estação experimental para determinação de ë(T) foi um dos principais objetivos desse projeto. O comportamento de ë(T) permite obter importantes conclusões sobre a simetria da função de onda desses supercondutores. Para completar a caracterização magnética de ambos os tipos de amostras, analisamos a dependência com a temperatura da densidade de corrente crítica média, <JC>, associada com o modelo de estado crítico (CSM do inglês Critical State Model) característico de cada tipo de material. Nesse caso, estudamos os dados de susceptibilidade magnética, ÷AC (T, hAC), obtidos pelo uso de um Magnetômetro SQUID. O sistema experimental projetado e montado, como parte deste trabalho de mestrado, possui uma versatilidade que permite determinar ambas grandezas, ÷(T) e ë(T), dos materiais estudados.