VASCONCELOS, D. L. M. Espectroscopia Raman no cristal do nucleosídeo adenosina submetido a altas pressões. 2017. 62 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017 / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-04-17T18:28:35Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_dlmvasconcelos.pdf: 2006987 bytes, checksum: da5f9b7150205500331adf6b00735075 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-04-17T18:30:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_dlmvasconcelos.pdf: 2006987 bytes, checksum: da5f9b7150205500331adf6b00735075 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T18:30:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_dlmvasconcelos.pdf: 2006987 bytes, checksum: da5f9b7150205500331adf6b00735075 (MD5) Previous issue date: 2017 / Nucleosides are organic compounds formed by a nitrogenous base and a sugar. In the present work a detailed study was carried out regarding the vibrational modes of the crystal of the nucleoside adenosine (C10H13N5O4) submitted to high pressures. Initially the reagent which was in powder form was crystallized by the slow evaporation method of the solvent. In the obtained crystal Raman spectroscopy measurements were performed. The spectral region investigated covered the interval between 20 cm-1 and 1700 cm-1 , having been observed 49 vibrational modes. The classification of these modes was done with reference to work done with the same material, as well as investigations in other nucleosides such as thymidine and cytosine. In order to subject the material to high pressures a pressure cell with diamond anvil was used and the nujol was used as the compressor medium. The study was performed with a pressure ranging from 1 atm to 7.2 GPa. The results inferred from the Raman spectra show that around 2.4 GPa some vibrational modes disappear, while others appear, besides discontinuities in the evolution of frequencies of several normal modes of vibration. This changes suggest a structural phase transition in adenosine occurring around 2.4 GPa, reversible, and without sample destruction, either during compression or during decompression. The fact that frequency discontinuities occur with modes associated with both nucleic acid and sugar suggests that the phase transition involves conformational changes of the two units of the adenosine molecule. As a consequence, it can be inferred that the change of symmetry in the unit cell involves the various hydrogen bonds, which ultimately constitute the intermolecular connections between the various molecules therein. / Nucleosídeos são compostos orgânicos formados por uma base nitrogenada e uma pentose. No presente trabalho foi realizado um estudo detalhado a respeito dos modos vibracionais do cristal do nucleosídeo adenosina (C10H13N5O4) submetido a altas pressões. Inicialmente o reagente que se encontrava em forma de pó foi cristalizado pelo método da evaporação lenta do solvente. No cristal obtido foram realizadas medidas de espectroscopia Raman. A região espectral investigada cobriu o intervalo entre 20 cm-1 e 1700 cm-1, tendo sido observados 49 modos vibracionais. A classificação destes modos foi feita tendo como referência trabalhos realizados com o material, além de investigações em outros nucleosídeos como a timidina e a citosina. Para submeter o material a altas pressões foi utilizada uma célula de pressão com bigorna de diamante tendo o nujol como meio compressor. O estudo foi realizado com a pressão variando entre 1 atm e 7,2 GPa. Os resultados inferidos a partir dos espectros Raman mostram que em torno de 2,4 GPa alguns modos vibracionais desaparecem, enquanto outros surgem, além de terem sido observadas descontinuidades na evolução das frequências de diversos modos normais de vibração. Tais mudanças sugerem uma transição de fase estrutural na adenosina ocorrendo em torno de 2,4 GPa, reversível, e sem destruição da amostra, seja durante a compressão ou seja durante a descompressão. O fato das descontinuidades das frequências ocorrerem com modos associados tanto ao ácido nucléico quanto ao açúcar, sugere que a transição de fase envolve mudanças conformacionais das duas unidades da molécula de adenosina. Como consequência, pode-se inferir que a mudança de simetria na célula unitária envolve as diversas ligações de hidrogênio, que em última análise constituem as conexões intermoleculares entre as várias moléculas ali existentes.

RODRIGUES, Gelson Luiz Clemente. Transicões de fase no multiferroico Bi5FeTi3O15 investigadas por espectroscopia vibracional. 2015. 83 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-15T13:01:05Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_glcrodrigues.pdf: 4603673 bytes, checksum: 08e93b2c84ab15121ed01fd74a2c6710 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-15T13:03:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_glcrodrigues.pdf: 4603673 bytes, checksum: 08e93b2c84ab15121ed01fd74a2c6710 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:03:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_glcrodrigues.pdf: 4603673 bytes, checksum: 08e93b2c84ab15121ed01fd74a2c6710 (MD5) Previous issue date: 2015 / In this work we investigate the properties of the multiferroic compound Bi5FeTi3O15 (BFTO) as a function of temperature and pressure using Raman and infrared (IR) spectroscopy. The Raman modes observed show that the low-frequency bands are related to the Bi atoms in A sites. The high-frequency modes are related to the bending and stretching of the (Ti/Fe)O6 octahedra. The analysis of the low-temperature spectra showed that the modes do not present changes in their behavior except for a tendency to degeneration due to thermal agitation. Also, it was possible to observe that the antiferromagnetism is stable and maintained by a spin-phonon interaction. The Raman spectra at high-temperatures showed deviation in relation to the results reported in the literature and an intermediate phase transition around 800 K as evidenced by a soft mode behavior of the mode at 27 cm-1. The Raman spectra as a function of pressure suggest that BFTO undergoes phase transitions around 1.0 GPa, 2.0 GPa, 3.0 GPa, 7.5 GPa and 10.5 GPa. / No presente trabalho investigamos as propriedades do composto multiferróico Bi5FeTi3O15 (BFTO) em função da temperatura e pressão através das técnicas de espectroscopia Raman e infravermelho (IR). Os modos Raman observados em baixa frequência estão relacionados com os átomos de Bi no sítio A. Os modos em alta frequência estão relacionados à deformação e estiramento dos octaedros (Ti/Fe)O6. A análise do espectro a baixas temperaturas mostrou que os modos não apresentam mudanças em seu comportamento exceto por uma tendência a degenerescência apresentada pelo material devido à agitação térmica. Também foi possível observar que o antiferromagnetismo é estável e mantido pela interação spin-fônon. O espectro Raman em função de altas temperaturas mostrou divergência em relação aos resultados reportados na literatura anteriormente, bem como uma transição de fase intermediária por volta de 800 K evidenciada pelo comportamento soft mode do modo em 27cm-1. Os espectros Raman em função da pressão sugerem que o BFTO sofre transições de fase em torno 1,0 GPa, 2,0 GPa, 3,0 GPa, 7,5 GPa e 10,5 GPa.

CREDIDIO, H. F. Evoluções de Schramm-Loewner de sistemas fortemente anisotrópicos. 2016. 96 f. Tese (Doutorado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-26T19:58:16Z No. of bitstreams: 1 2016_tes_hfcredidio.pdf: 14517410 bytes, checksum: a3503cf9dd48259018040980a67e79d3 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-26T19:58:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tes_hfcredidio.pdf: 14517410 bytes, checksum: a3503cf9dd48259018040980a67e79d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T19:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tes_hfcredidio.pdf: 14517410 bytes, checksum: a3503cf9dd48259018040980a67e79d3 (MD5) Previous issue date: 2016 / We disclose the origin of anisotropic percolation perimeters in terms of the Stochastic Loewner Evolution (SLE) process. Precisely, our results from extensive numerical simulations indicate that the perimeters of multi-layered and directed percolation clusters at criticality have as scaling limits the Loewner evolution of an anomalous Brownian motion, being superdiffusive and subdiffusive, respectively. The connection between anomalous diffusion and fractal anisotropy is further tested by using long-range power-law correlated time series (fractional Brownian motion) as driving functions in the evolution process. The fact that the resulting traces are distinctively anisotropic corroborates our hypothesis. Under the conceptual framework of SLE, our study therefore reveals new perspectives for mathematical and physical interpretations of non-Markovian processes in terms of anisotropic paths at criticality and vice-versa. / Usamos Evoluções de Schramm-Loewner (SLE) para expor a origem de interfaces anisotrópicas presentes em percolação. Mais precisamente, nossos resultados, obtidos através de extensas simulações numéricas, indicam que os perímetros de agregados encontrados em duas variantes do modelo de percolação têm como limite termodinâmico evoluções de Loewner dirigidas por movimentos Brownianos anômalos. Percolação em multi-camadas exibe comportamento superdifusivo e percolação direcionada subdifusivo. Testamos a conexão entre difusão anômala e anisotropia usando séries temporais com correlação de longo alcance em lei de potência (movimentos Brownianos fracionários) como funções diretoras nas SLE. Nossa hipótese é corroborada pelo fato de que os traços obtidos são distintamente anisotrópicos. Sob a estrutura conceitual das SLE, nosso estudo revela novas perspectivas para interpretações matemáticas e físicas de processos não-Markovianos em termos de caminhos anisotrópicos em criticalidade, e vice-versa.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-16T03:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349285.pdf: 2122011 bytes, checksum: 5aff9358f49fceabb5556cac56b77235 (MD5) Previous issue date: 2017 / Este trabalho apresenta um estudo sobre reações de contaminação e descontaminação em nanopartículas metálicas, em diferentes situações. Reações que envolvem enxofre têm sempre grande apelo das industrias petroquímicas, principalmente na catalise metálica que envolve qualquer tipo de refinamento em misturas com hidrocarbonetos. A perda da eficiência catalítica devido a contaminação completa do catalisador (envenenamento) é inevitável, uma das finalidades desse trabalho é compreender como o envenenamento age sobre as nanopartículas, e poder aumentar a vida útil do catalisador ou reproduzir um processo de revitalização (descontaminação) do mesmo. Simulamos computacionalmente reações de contaminação em nanopartículas metálicas por enxofre através do método de Monte Carlo, e de uma abordagem particular do modelo de gás de rede.O primeiro modelo simulado foi o de Ising, grandemente usado em sistemas magnéticos, onde novos estudos associam esse tipo de modelo aplicado a contaminações químicas por gás hidrogênio. Obteve-se resultados que representam algum tipo de contaminação, porém não servindo para uma caracterização que represente uma reação de sulfetação. O segundo modelo simulado foi o de gás de rede, não mapeado por um modelo de Ising, para reações de sulfetação e redução termicamente ativadas. Os resultados obtidos foram satisfatórios, moldando-se bem aos experimentos. A modelagem computacional conclusiva apresentada nesse trabalho torna possível combinar parâmetros para caracterizar diferentes tipos de processos em uma reação, sendo um modelo muito versátil para estudar reações termicamente ativadas. / Abstract : This work presents a study on contamination and decontamination reactions in metallic nanoparticles in different situations. Reactions involving sulfur always have great appeal to the petrochemical industries, mainly in the metal catalysis that involves any type of refining mixtures with hydrocarbons. The loss of catalytic efficiency due to complete contamination of the catalyst (chemical poisoning) is inevitable. One of the purposes of this work is to understand how the poisoning acts on the nanoparticles and how to increase the life of the catalyst or to reproduce a process of revitalization (decontamination) of it.We have simulated computationally the contamination reactions in metallic nanoparticles by sulfur using the Monte Carlo method, and a particular approach of the lattice gas model.The first simulated system was the Ising model, widely used in magnetic systems, where recent studies associate this type of model to chemical contaminations by hydrogen gas. Our results do represent some type of contamination, but not that of sulfidation. The second simulated model was the lattice gas, not derived from an Ising model, for thermally activated sulfidation and reduction reactions. The results obtained were satisfactory, presenting good accordance with the experiments.The final computational model presented in this work makes it possible to combine parameters to characterize different types of processes in a reaction, being a very versatile model to study thermally activated reactions.

Investigamos transições de fase quânticas em condensados de Bose-Einstein unidimensionais em rede, descritos pelo modelo de Bose-Hubbard e generalizações. Nosso foco principal é na transição de localização induzida tanto por desordem aleatória (modelo de Anderson) quanto por potenciais incomensuráveis (modelo de Aubry-André). Por meio de diagonalização exata do Hamiltoniano, calculamos fração de superfluído (parâmetro apropriado para sinalizar localização), emaranhamento, gap de energia, compressibilidade, e fidelidade do estado fundamental. Complementando-se mutuamente, essas quantidades dão claras indicações da ocorrência de transições de fases quânticas, mesmo em redes pequenas. Analisamos em detalhe efeitos de tamanho finito, obtendo expoentes críticos para a transição de localização de Anderson, tanto no limite não interagente quanto com interação fraca. Também estudamos a transição entre as fases isolante de Mott e vidro de Bose para interação forte, que pode ser tratada com um limite de baixa mobilidade (pequena amplitude de hopping). Adicionalmente, estudamos propriedades topológicas de um modelo de Aubry-André unidimensional generalizado, e sua inter-relação com a “desordem”, com especial atenção para a estabilidade de certos estados topológicos frente a uma perturbação periódica incomensurável. / We investigate quantum phase transitions in one-dimensional Bose-Einstein condensates on a lattice, described by the Bose-Hubbard model and generalizations. Our main focus is on the localization transition induced by either random disorder (the Anderson model) or incommensurate potentials (the Aubry-Andr´e model). By means of exact diagonalization of the Hamiltonian, we calculate superfluid fraction (an appropriate parameter to signal localization), entanglement, energy gap, compressibility, and ground-sate fidelity. Complementing each other, these quantities provide clear signatures of quantum phase transitions, even for small lattices. We analyze finite-size effects in detail, obtaining critical exponents for the Anderson-localization transition, both in the non-interacting limit and with weak interaction. We also study the transition between the Mott-insulator and Bose-glass phases for strong interactions, which can be treated as a low-mobility (small-hopping) limit. In addition, we study topological properties of a generalized one-dimensional Aubry-André model, and their interplay with “disorder”, focusing on the robustness of certain topological states against a periodic incommensurate perturbation.

Estudamos um Hamiltoniano exatamente solúvel que modela um condensado de Bose- Einstein hetero-triatômico molecular. Este modelo descreve a mistura de duas espécies de átomos em proporções diferentes que podem se combinar e formar uma molécula triatômica. Começando por uma análise clássica, nós determinamos os pontos fixos do sistema. Bifurcações destes pontos fixos separam o espaço de parâmetros em diferentes regiões. Três cenários distintos são encontrados, dependendo da diferença hetero-atômica. Estes resultados sugerem que as propriedades do estado fundamental do sistema exibem uma sensibilidade à diferença hetero-atômica. Subseqüentemente, nós fazemos uma análise quântica do sistema, utilizando diferentes técnicas, como a dinâmica quântica, valores esperados, o gap de energia e a fidelidade. Nós encontramos que os resultados da análise quântica confirmam as previsões da análise clássica. / We investigate an integrable Hamiltonian modelling a hetero-triatomic-molecular Bose- Einstein condensate. This model describes a mixture of two species of atoms in different proportions, which can combine to form a triatomic molecule. Beginning with a classical analysis, we determine the fixed points of the system. Bifurcations of these points separate the parameter space into different regions. Three distinct scenarios are found, varying with the atomic population imbalance. This result suggests the ground state properties of the quantum model exhibits a sensitivity on the atomic population imbalance, which is confirmed by a quantum analysis using different approaches, such as the ground-state expectation values, the behaviour of the quantum dynamics, the energy gap and the ground state fidelity.

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

Neste trabalho se estudou um modelo de Ising unidimensional com interações competitivas de curto e longo alcance, na presença de campo externo. O modelo é exatamente solúvel e apresenta um rico comportamento de fases, com a presença de regiões do espaço de parâmetros com transições de primeira e segunda ordens, e um ponto multicrítico. Foi obtida a solução exata do modelo, já conhecida na literatura, embora alguns aspectos do diagrama de fases ainda não tenham sido devidamente explorados. O objetivo principal do estudo foi determinar a existência ou não de um comportamento reentrante na magnetização, que ocasiona magnetizações nulas em temperaturas baixas. Comportamentos reentrantes têm sido observados em sistemas frustrados bi e tridimensionais, tanto em modelos analíticos quanto experimentalmente. No presente modelo não foi observado comportamento reentrante, mas salienta-se a existência de comportamentos singulares no parâmetro de ordem que resulta em modulações nas correlações espaciais. / In the present work, an unidimensional Ising model with long and short ranged interactions has been studied in the presence of an external applied field. The model is analytically solvable and displays a rich variety of phase behaviors, including regions in parameters space with first and second order transitions and a multicritical point. The exact solution for the model has been calculated and it is well known by the scientific literature, but some features, especially regarding the phase diagram, are yet to be explored. The main aim of this study was to determine if there is a reentrant behavior in the magnetization parameter, resulting in zero magnetizations at low temperatures. Reentrant behavior has been observed in frustrated and two-dimendional systems, in experimental systems as well as analytic models. In the present work a reentrant behavior was not found, however there is a big set of different behaviors in the order parameter generating modulations in the spatial correlations.

Nesta dissertação é apresentado um estudo experimental dos modos vibracionais da 5- Azacitosina C3H4N4O e da parafina tricosano C23H48 em altas pressões e temperatura ambiente. Os compostos foram submetidos à alta pressão com auxílio de uma câmara de bigornas de diamante (DAC), com a qual, foram feitas medidas in situ de espectroscopia Raman e de absorção no infravermelho. O deslocamento das principais bandas vibracionais foi acompanhado em pressões de até 13 GPa para a 5-Azacitosina e 11 GPa para a parafina tricosano. Encontrou-se a dependência com o aumento e com a diminuição da pressão para os modos vibracionais observados e foi calculada a taxa de variação do número de onda com a pressão d dP para cada um deles. Na parafina tricosano foi estudado o favorecimento de confôrmeros gauche que levam este composto a um estado de cadeia não estendida devido à desordem conformacional induzida pela pressão. Foram analisadas transições do estado ordenado ao estado de ordem-desordem e deste último ao estado amorfo. A região de estiramento do C-H foi base no monitoramento destas transições de fase. Nesta região foi realizada uma comparação da variação do espectro Raman em função da pressão com outro espectro em função da temperatura obtido na literatura. Procurou-se estabelecer uma correlação entre os efeitos da pressão e temperatura, já que estes dois parâmetros modificam a ordem das cadeias de hidrocarboneto. O comportamento dos espectros vibracionais dos dois compostos investigados, submetidos a altas pressões, indica que as alterações observadas são totalmente reversíveis, mesmo após terem sido submetidos a pressões maiores que 10 GPa. / This dissertation presents an experimental study of the vibrational modes of the 5-Azacytosine C3H4N4O and the tricosane paraffin C23H48 at high pressure and room temperature. These compounds were submitted to high pressure in a diamond anvil cell (DAC) with which we performed in situ measurements of Raman and infrared spectroscopy. The shift of the main vibrational bands was accompanied at pressures up to 13 GPa for the 5-Azacytosine and 11 GPa for the tricosane paraffin. We founded dependence with the pressure variation for the observed modes and calculated the rate of change of wavenumber with the pressure d dP for each one of them. In the tricosane paraffin we studied the favouring of gauche conformers of this compound leading to a state of non-extended chain due to conformational disorder induced by pressure. We analyzed the transitions of the crystalline state to the state of order-disorder and this last to the amorphous state. The C-H stretching region was the base for monitoring these phase transitions. We performed a comparison of Raman spectrum variation in this region as a function of pressure and another spectrum in function of temperature extracted from literature. We have tried to establish a correlation between the pressure effects and those of the temperature, because these two parameters alter the order of the hydrocarbon chains. The behavior of the vibrational spectrum of the two investigated compounds, submitted to high pressures, indicates that the observed changes are fully reversible, even after being submitted to pressures higher than 10 GPa.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-20T02:21:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:46:53Z : No. of bitstreams: 1 182693.pdf: 1708063 bytes, checksum: 6b099d76ced2f03c992ab0c5f18c89bf (MD5) / Neste trabalho utilizamos simulações de Monte Carlo para investigar os processos reativos que ocorrem sobre uma superfície catalítica. Inicialmente, estudamos o conhecido modelo ZGB, proposto por Ziff, Gulari e Barshad, que descreve a oxidação do monóxido de carbono sobre uma superfície de platina. Para esse modelo, calculamos as razões entre os momentos do parâmetro de ordem no ponto crítico, e obtivemos resultados que confirmam que ele pertence à classe de universalidade da Percolação Dirigida (DP). Consideramos um segundo modelo para investigar reações do tipo 1/2 A2 + BA ® A2B, em que as duas moléculas que são adsorvidas na rede, necessitam de dois sítios vizinhos para esse processo ocorrer. Mostramos que os resultados das simulações deste modelo, indicam a presença de uma janela reativa somente quando consideramos outros efeitos existentes na catálise heterogênea, como a difusão e dessorção das partículas adsorvidas. O terceiro modelo estudado, que é um variante do modelo ZGB, leva em conta a temperatura da superfície e a energia de interação entre as partículas adsorvidas. Para esse modelo, obtivemos o seu diagrama de fases no plano temperatura do sistema versus taxa de adsorção de moléculas, e descrevemos a natureza das transições de fases presentes no modelo.