Na primeira etapa investigamos detalhadamente as propriedades de armazenamento de um modelo de redes de neurônios que apresenta uma organização em aglomerados semelhante àquela existente no Modelo Hierárquico de Dyson para ferromagnetismo. As memórias, neste modelo, são armazenadas através da Regra de Aprendizagem de Hebb, superposta à estrutura hieráquica. No caso de um número finito de padrões, mostramos que, junto com os padrões originais ou "ancestrais", o sistema é capaz de recuperar uma hierarquia de padrões "descendentes". Estes padrões diferem dos "ancestrais" nos sinais relativos das magnetizações nos diferentes blocos, e o número destas soluções cresce exponencialmente com o número de blocos, n(t) e0451, para grande. Para um número extensivo de padrões armazenados p = aN , onde N é o tamanho do sistema, nós investigamos a capacidade crítica de armazenamento do modelo tanto para "ancestrais" como para "descendentes". Usando dois métodos distintos, uma formulação de mecânica estatística de equilíbrio (campo médio) e uma análise de sinal-ruído, nós obtemos uma sucessão de capacidades de armazenamento que são sempre menores que o valor correspondente ao modelo de Hopfield. Usamos as razões entre estas capacidades e a do modelo de Hopfield para comparar os resultados dos dois métodos. Nós apresentamos o diagrama de fases no plano a — T para o caso especial de dois blocos e um único "descendente". A segunda parte é relacionada com o estudo do espaço de interações dos modelos de redes de neurônios. Neste caso nós buscamos determinar a máxima capacidade crítica de armazenamento para modelos que apresentem, de alguma forma, a mesma estrutura de blocos que discutimos antes. Para ter em conta esta estrutura foi preciso modificar o problema de Gardner. Para o armazenamento de padrões "ancestrais", obtivemos um valor de anc i". sempre menor que 2, o qual corresponde ao caso de modelos sem estrutura predefinida. Este resultado combina com aquele que encontramos anteriormente na análise de sinal-ruído. Por outro lado, mostramos que no caso especial de dois blocos esta estrutura pouco afeta a armazenagem conjunta de "ancestrais" e "descendentes". / In the first part we perform a detailed investigation of the storage properties of a model for neural networks that exhibits the same organization into clusters as Dyson's hierarchical model, for ferromagnetism, combined with Hebb's learning algorithm for p stored patterns. In the case of finite p, we show that together with the original stored patterns or "ancestors" the system retrieves also a hierarchy of "descendants". The "descendants" differ from the "ancestor" in the signs of the cluster overlaps, and the number of this solutions increases exponentially with the cluster number, n(t) ti e"", for large values of t. For an extensive number of stored patterns p = aN , where N is the size of the network, we investigate the criticai storage capacity of the model to both "ancestor" and "descendant" patterns. By using two different methods, a statistical mechanics formulation (mean-field) and a signal-to-noise analysis, we obtain a succession of criticai storage capacities that are below the corresponding value for Hopfield's model. We use the ratio of this criticai storage capacities to the same quantity as evaluated in Hopfield's model to compare the results in both methods. We present the phase diagram in the a — T plane for the particular case of two clusters and one descendant. The second part is related with the study of the space of interactions in neural network models. In this case we search for the maximal criticai storage capacity of models that present, in some sense, the same cluster struture that we discussed before. In order to take this structure in account we redefine the Gardner Program. Concerning the storage of "ancestors" we obtain a value of arx. always lower than 2, which corresponds to the original case of models without structure. This result agrees with that we found before in the signal-to-noise analysis. On the other side we show in the special case of two clusters that this structure barely affects the storage of "ancestors" and "descendants" together.

Neste trabalho, a transição monoclínica/ortorrômbica-I, induzida por aumento da pressão em ZrO2, foi usada para o estudo do problema de nucleação martensítica neste material, em especial o papel dos defeitos no processo de nucleação. As principais características desta transformação foram revisadas e sua natureza martensítica foi estabelecida. A escolha de uma transformação induzida pela pressão permitiu que a temperatura fosse usada de uma maneira independente, para alterar o estado de defeitos em amostras na fase monoclínica (estável nas condições ambiente). Foi investigado o efeito de tratamentos a 120°C, 300°C e 500°C, durante 24h em água, sobre a estabilidade de fases de um pó nanométrico (< 30 nm). Este pó foi submetido a pressões de até 12 GPa usando uma câmara de bigornas de diamante, sendo a fração transformada da fase monoclínica para a fase ortorrômbica-I monitorada por difração de raios X in situ. Uma amostra tratada a 300°C/24h em vácuo foi também estudada, para investigar uma possível influência do ambiente. O comportamento da amostra tratada em vácuo foi essencialmente o mesmo de uma amostra não tratada, mas o pó tratado em água necessitou de pressões mais elevadas para ter a mesma fração transformada. O comportamento com a pressão da fração transformada foi bem descrito pelo Modelo Estatístico de Nucleação Heterogênea. Para tanto, foi necessária sua adaptação ao caso de transformações martensíticas induzidas por pressão e a obtenção das equações de estado isotérmicas das duas fases. Os resultados obtidos sob pressão foram interpretados como conseqüência dos tratamentos em água terem modificado, essencialmente, o estado de defeitos superficiais. A existência de um regime de nucleação intrínsica em partículas nanométricas aponta para um mecanismo de nucleação não-clássico em ZrO2, o que é reforçado pela identificação de um efeito de relaxação da pressão de transição monoclínica—> ortorrOmbica-I em monocristais mantidos à temperatura ambiente. O papel do meio na alteração das propriedades do ZrO2 foi confirmado pela observação de fluência sob indentação em monocristais mantidos em ambientes com água. O conjunto de efeitos do ambiente sobre este material parece estar relacionado a processos de alívio de tensões mecânicas, associados à ruptura de ligações Zr-O por reação dissociativa com H2O. / In this work the pressure driven monoclinic/orthorhombic-I phase transition in ZrO2 was used to study the problem of martensitic nucleation in that material, mainly the role played by defects in the nucleation process. The main characteristics of the monoclinic/orthorhombic-I transformation were reviewed and its martensitic nature was established. The choice of a pressure driven transition was taken in advantage to use the temperature as an independent way to change the state of defects of samples in the monoclinic phase (stable at room conditions). The effect of treatments at the temperatures of 120°C, 300°C, and 500°C, during 24h in water, on the phase stability of a nanometric powder (particle size < 30 nm) was investigated. This powder was submitted to pressures up to 12 GPa, using a diamond anvil cell, and the transformed fraction from the monoclinic to the orthorhombic- I phase was monitored by in situ X-ray diffraction. A sample treated at 300°C/24h in vacuum, was also studied to investigate a possible environment influence. The behavior of the vacuum treated sample was almost the same as a non-treated sample, but the powder treated in water needed higher pressures to have the same transformed fraction. The pressure behavior of the transformed fraction was properly described by the Statistical Heterogeneous Nucleation Model. In order to do that, this model was adapted to the case of pressure driven martensitic transformations and the isothermal equations of state of both the phases were determined. The results obtained in the high pressure experiments were taken as a consequence of a change in the state of surface defects promoted by the treatments in water. This is in agreement with results of transmission electron mycroscopy of the samples. The existence of an intrinsic nucleation regime in nanometric particles points for a non-classic nucleation mechanism in ZrO2. This is confirmed by the finding of a relaxation effect in the monoclinic—wrthorhombic-I transition pressure of single crystals kept at room temperature. The role of the environment in the change of the ZrO2 properties was also confirmed by the detection of indentation creep in single crystals kept in wetted environments. All these environment effects seem to be related to some stress relaxation process associated to the rupture of Zr-O bonds by dissociative reactions with H2O.

Na primeira etapa investigamos detalhadamente as propriedades de armazenamento de um modelo de redes de neurônios que apresenta uma organização em aglomerados semelhante àquela existente no Modelo Hierárquico de Dyson para ferromagnetismo. As memórias, neste modelo, são armazenadas através da Regra de Aprendizagem de Hebb, superposta à estrutura hieráquica. No caso de um número finito de padrões, mostramos que, junto com os padrões originais ou "ancestrais", o sistema é capaz de recuperar uma hierarquia de padrões "descendentes". Estes padrões diferem dos "ancestrais" nos sinais relativos das magnetizações nos diferentes blocos, e o número destas soluções cresce exponencialmente com o número de blocos, n(t) e0451, para grande. Para um número extensivo de padrões armazenados p = aN , onde N é o tamanho do sistema, nós investigamos a capacidade crítica de armazenamento do modelo tanto para "ancestrais" como para "descendentes". Usando dois métodos distintos, uma formulação de mecânica estatística de equilíbrio (campo médio) e uma análise de sinal-ruído, nós obtemos uma sucessão de capacidades de armazenamento que são sempre menores que o valor correspondente ao modelo de Hopfield. Usamos as razões entre estas capacidades e a do modelo de Hopfield para comparar os resultados dos dois métodos. Nós apresentamos o diagrama de fases no plano a — T para o caso especial de dois blocos e um único "descendente". A segunda parte é relacionada com o estudo do espaço de interações dos modelos de redes de neurônios. Neste caso nós buscamos determinar a máxima capacidade crítica de armazenamento para modelos que apresentem, de alguma forma, a mesma estrutura de blocos que discutimos antes. Para ter em conta esta estrutura foi preciso modificar o problema de Gardner. Para o armazenamento de padrões "ancestrais", obtivemos um valor de anc i". sempre menor que 2, o qual corresponde ao caso de modelos sem estrutura predefinida. Este resultado combina com aquele que encontramos anteriormente na análise de sinal-ruído. Por outro lado, mostramos que no caso especial de dois blocos esta estrutura pouco afeta a armazenagem conjunta de "ancestrais" e "descendentes". / In the first part we perform a detailed investigation of the storage properties of a model for neural networks that exhibits the same organization into clusters as Dyson's hierarchical model, for ferromagnetism, combined with Hebb's learning algorithm for p stored patterns. In the case of finite p, we show that together with the original stored patterns or "ancestors" the system retrieves also a hierarchy of "descendants". The "descendants" differ from the "ancestor" in the signs of the cluster overlaps, and the number of this solutions increases exponentially with the cluster number, n(t) ti e"", for large values of t. For an extensive number of stored patterns p = aN , where N is the size of the network, we investigate the criticai storage capacity of the model to both "ancestor" and "descendant" patterns. By using two different methods, a statistical mechanics formulation (mean-field) and a signal-to-noise analysis, we obtain a succession of criticai storage capacities that are below the corresponding value for Hopfield's model. We use the ratio of this criticai storage capacities to the same quantity as evaluated in Hopfield's model to compare the results in both methods. We present the phase diagram in the a — T plane for the particular case of two clusters and one descendant. The second part is related with the study of the space of interactions in neural network models. In this case we search for the maximal criticai storage capacity of models that present, in some sense, the same cluster struture that we discussed before. In order to take this structure in account we redefine the Gardner Program. Concerning the storage of "ancestors" we obtain a value of arx. always lower than 2, which corresponds to the original case of models without structure. This result agrees with that we found before in the signal-to-noise analysis. On the other side we show in the special case of two clusters that this structure barely affects the storage of "ancestors" and "descendants" together.

Neste trabalho, a transição monoclínica/ortorrômbica-I, induzida por aumento da pressão em ZrO2, foi usada para o estudo do problema de nucleação martensítica neste material, em especial o papel dos defeitos no processo de nucleação. As principais características desta transformação foram revisadas e sua natureza martensítica foi estabelecida. A escolha de uma transformação induzida pela pressão permitiu que a temperatura fosse usada de uma maneira independente, para alterar o estado de defeitos em amostras na fase monoclínica (estável nas condições ambiente). Foi investigado o efeito de tratamentos a 120°C, 300°C e 500°C, durante 24h em água, sobre a estabilidade de fases de um pó nanométrico (< 30 nm). Este pó foi submetido a pressões de até 12 GPa usando uma câmara de bigornas de diamante, sendo a fração transformada da fase monoclínica para a fase ortorrômbica-I monitorada por difração de raios X in situ. Uma amostra tratada a 300°C/24h em vácuo foi também estudada, para investigar uma possível influência do ambiente. O comportamento da amostra tratada em vácuo foi essencialmente o mesmo de uma amostra não tratada, mas o pó tratado em água necessitou de pressões mais elevadas para ter a mesma fração transformada. O comportamento com a pressão da fração transformada foi bem descrito pelo Modelo Estatístico de Nucleação Heterogênea. Para tanto, foi necessária sua adaptação ao caso de transformações martensíticas induzidas por pressão e a obtenção das equações de estado isotérmicas das duas fases. Os resultados obtidos sob pressão foram interpretados como conseqüência dos tratamentos em água terem modificado, essencialmente, o estado de defeitos superficiais. A existência de um regime de nucleação intrínsica em partículas nanométricas aponta para um mecanismo de nucleação não-clássico em ZrO2, o que é reforçado pela identificação de um efeito de relaxação da pressão de transição monoclínica—> ortorrOmbica-I em monocristais mantidos à temperatura ambiente. O papel do meio na alteração das propriedades do ZrO2 foi confirmado pela observação de fluência sob indentação em monocristais mantidos em ambientes com água. O conjunto de efeitos do ambiente sobre este material parece estar relacionado a processos de alívio de tensões mecânicas, associados à ruptura de ligações Zr-O por reação dissociativa com H2O. / In this work the pressure driven monoclinic/orthorhombic-I phase transition in ZrO2 was used to study the problem of martensitic nucleation in that material, mainly the role played by defects in the nucleation process. The main characteristics of the monoclinic/orthorhombic-I transformation were reviewed and its martensitic nature was established. The choice of a pressure driven transition was taken in advantage to use the temperature as an independent way to change the state of defects of samples in the monoclinic phase (stable at room conditions). The effect of treatments at the temperatures of 120°C, 300°C, and 500°C, during 24h in water, on the phase stability of a nanometric powder (particle size < 30 nm) was investigated. This powder was submitted to pressures up to 12 GPa, using a diamond anvil cell, and the transformed fraction from the monoclinic to the orthorhombic- I phase was monitored by in situ X-ray diffraction. A sample treated at 300°C/24h in vacuum, was also studied to investigate a possible environment influence. The behavior of the vacuum treated sample was almost the same as a non-treated sample, but the powder treated in water needed higher pressures to have the same transformed fraction. The pressure behavior of the transformed fraction was properly described by the Statistical Heterogeneous Nucleation Model. In order to do that, this model was adapted to the case of pressure driven martensitic transformations and the isothermal equations of state of both the phases were determined. The results obtained in the high pressure experiments were taken as a consequence of a change in the state of surface defects promoted by the treatments in water. This is in agreement with results of transmission electron mycroscopy of the samples. The existence of an intrinsic nucleation regime in nanometric particles points for a non-classic nucleation mechanism in ZrO2. This is confirmed by the finding of a relaxation effect in the monoclinic—wrthorhombic-I transition pressure of single crystals kept at room temperature. The role of the environment in the change of the ZrO2 properties was also confirmed by the detection of indentation creep in single crystals kept in wetted environments. All these environment effects seem to be related to some stress relaxation process associated to the rupture of Zr-O bonds by dissociative reactions with H2O.

Na primeira etapa investigamos detalhadamente as propriedades de armazenamento de um modelo de redes de neurônios que apresenta uma organização em aglomerados semelhante àquela existente no Modelo Hierárquico de Dyson para ferromagnetismo. As memórias, neste modelo, são armazenadas através da Regra de Aprendizagem de Hebb, superposta à estrutura hieráquica. No caso de um número finito de padrões, mostramos que, junto com os padrões originais ou "ancestrais", o sistema é capaz de recuperar uma hierarquia de padrões "descendentes". Estes padrões diferem dos "ancestrais" nos sinais relativos das magnetizações nos diferentes blocos, e o número destas soluções cresce exponencialmente com o número de blocos, n(t) e0451, para grande. Para um número extensivo de padrões armazenados p = aN , onde N é o tamanho do sistema, nós investigamos a capacidade crítica de armazenamento do modelo tanto para "ancestrais" como para "descendentes". Usando dois métodos distintos, uma formulação de mecânica estatística de equilíbrio (campo médio) e uma análise de sinal-ruído, nós obtemos uma sucessão de capacidades de armazenamento que são sempre menores que o valor correspondente ao modelo de Hopfield. Usamos as razões entre estas capacidades e a do modelo de Hopfield para comparar os resultados dos dois métodos. Nós apresentamos o diagrama de fases no plano a — T para o caso especial de dois blocos e um único "descendente". A segunda parte é relacionada com o estudo do espaço de interações dos modelos de redes de neurônios. Neste caso nós buscamos determinar a máxima capacidade crítica de armazenamento para modelos que apresentem, de alguma forma, a mesma estrutura de blocos que discutimos antes. Para ter em conta esta estrutura foi preciso modificar o problema de Gardner. Para o armazenamento de padrões "ancestrais", obtivemos um valor de anc i". sempre menor que 2, o qual corresponde ao caso de modelos sem estrutura predefinida. Este resultado combina com aquele que encontramos anteriormente na análise de sinal-ruído. Por outro lado, mostramos que no caso especial de dois blocos esta estrutura pouco afeta a armazenagem conjunta de "ancestrais" e "descendentes". / In the first part we perform a detailed investigation of the storage properties of a model for neural networks that exhibits the same organization into clusters as Dyson's hierarchical model, for ferromagnetism, combined with Hebb's learning algorithm for p stored patterns. In the case of finite p, we show that together with the original stored patterns or "ancestors" the system retrieves also a hierarchy of "descendants". The "descendants" differ from the "ancestor" in the signs of the cluster overlaps, and the number of this solutions increases exponentially with the cluster number, n(t) ti e"", for large values of t. For an extensive number of stored patterns p = aN , where N is the size of the network, we investigate the criticai storage capacity of the model to both "ancestor" and "descendant" patterns. By using two different methods, a statistical mechanics formulation (mean-field) and a signal-to-noise analysis, we obtain a succession of criticai storage capacities that are below the corresponding value for Hopfield's model. We use the ratio of this criticai storage capacities to the same quantity as evaluated in Hopfield's model to compare the results in both methods. We present the phase diagram in the a — T plane for the particular case of two clusters and one descendant. The second part is related with the study of the space of interactions in neural network models. In this case we search for the maximal criticai storage capacity of models that present, in some sense, the same cluster struture that we discussed before. In order to take this structure in account we redefine the Gardner Program. Concerning the storage of "ancestors" we obtain a value of arx. always lower than 2, which corresponds to the original case of models without structure. This result agrees with that we found before in the signal-to-noise analysis. On the other side we show in the special case of two clusters that this structure barely affects the storage of "ancestors" and "descendants" together.

O objetivo deste trabalho compreende o estudo dos mecanismos e da cinética formação de fases intermetálicas no aço UNS S31803 envelhecido a entre 700 e 950C. Para este estudo foram conduzidos envelhecimentos isotérmicos por até 360 horas entre 700 e 950C. A identificação das fases foi realizada utilizando-se microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análises por Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), e difração de raios X. Já sua quantificação foi realizada por análise quantitativa a partir de imagens obtidas pela técnica de elétrons retroespalhados e medidas magnéticas. No início do envelhecimento entre 700 e 950 C, anteriormente à formação intensa de sigma, foi observado o reequilíbrio das frações de ferrita e austenita, mostrando que a formação de sigma ocorre quando as frações de ferrita e austenita atingem respectivamente 41,451,7% de ferrita e 56,961,7% de austenita. A análise das imagens obtidas pela técnica de elétrons retroespalhados permite a distinção entre as fases chi e sigma, e o estudo mais preciso dos mecanismos de formação de fase sigma. Evidências mostram que a nucleação e crescimento de sigma para as temperaturas de 700 e 750 C ocorre por precipitação descontínua a partir da ferrita, formando sigma e ferrita secundária, empobrecida em cromo e molibdênio em relação à matriz. Já para as temperaturas de envelhecimento entre 800 e 950 C a nucleação e crescimento de sigma ocorrem por decomposição eutetóide da ferrita gerando sigma e austenita secundária. Após a saturação dos sítios de nucleação heterogênea de sigma, provavelmente o crescimento de sigma ocorre a partir da austenita, gerando fase sigma e austenita empobrecida, à exceção da temperatura de 950 C onde o crescimento a partir da austenita não é observado devido à alta fração de ferrita disponível ao final do envelhecimento. Em todas as temperaturas de envelhecimento estudadas não existe evidência de que o sistema esteja em equilíbrio até 360 h de envelhecimento, e o consumo de chi nos estágios finais de envelhecimento indica que esta fase não é de equilíbrio. O estudo da cinética de formação de sigma a partir do modelo de J-M-A-K mostra a mudança no mecanismo principal de formação de sigma entre 700 e 900 C com o aumento do tempo de envelhecimento. Para a temperatura de 950C o comportamento distinto, já que provavelmente, nesta temperatura a taxa de nucleação de sigma é muito baixa e o mecanismo preponderante seja o crescimento dos núcleos de sigma formados. Foi observado ainda que o aumento da temperatura de envelhecimento reduz o tempo para a transformação do mecanismo de nucleação para crescimento das partículas de sigma formadas provavelmente devido ao aumento das taxas de difusão dos elementos formadores de sigma a altas temperaturas. O estudo cinético permitiu ainda estimar que para temperaturas entre 700 e 850C a energia de ativação necessária para a nucleação de sigma é maior em relação à energia necessária para o crescimento de sigma, mostrando que uma vez nucleada a fase sigma, seu crescimento se daria com mais facilidade devido às altas taxas de difusão propiciadas pelas elevadas temperaturas de envelhecimento. Além disso, os valores estimados neste trabalho para a energia de ativação para a formação de sigma são bastante próximos aos valores relacionados à difusão de molibdênio na ferrita. Esta evidência mostra que possivelmente a difusão de molibdênio, controlaria a nucleação e crescimento de sigma. O diagrama Tempo-Temperatura-Precipitação elaborado prevê o início da formação de sigma e mostra que a máxima cinética de formação de sigma para o aço UNS S31803 ocorre a 850 C.

O campo magnético crítico superior e a temperatura crítica são calculadas para supercondutores com impurezas. Na avaliação das funções de Green do problema são usadas as autofunções exatas de um elétron em um campo magnético constante, ao invés da aproximação semi-clássica comumente utilizada. / The upper critical field and the Critical Temperature of a dirty superconductor are calculated. To evaluate the Green Functions we avoid the semi-classical aproximation by using the exact eletrons eigenstates in a magnetic field.

Orientador: Guillermo Gerardo Cabrera Oyarzun / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-09-24T18:59:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Uchoa_Bruno_M.pdf: 2150128 bytes, checksum: 6695e5625952c7b8caa75554e16a1701 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Propomos um modelamento fenomenológico baseado na teoria de Landau que descreve o comportamento termodinâmico das ondas de densidade de carga e spin nos planos antiferromagnéticos dos óxidos de alta Tc dopados. Uma das idéias correntes, refor. cada por medidas recentes de espalhamento de neutrons, é que o excesso de cargas introduzido pela dopagem se acumula sobre esses planos, levando ao aparecimento de uma superestrutura de carga não homogênea e incomensurável organizada em faixas. Partindo de argumentos de simetria, encontramos uma transição de comensurabilidade que separa a fase incompressível de baixa temperatura, onde as faixas são bem definidas, da fase de alta incomensurabilidade. O modelamento do problema com um parâmetro de ordem sobre magnetização alternada leva a uma distribuição estática de cargas na forma de multi-sólitons fracamente interagentes, no limiar de baixa temperatura e dopagem. Nessa região do diagrama de fase, as cargas se segregam fortemente na parede de Nèel entre os domínios antiferromagnéticos, formando picos de concentração de carga cuja densidade é praticamente independente da dopagem. Em seguida, introduzimos um segundo parâmetro de ordem diretamente relacionado à concentração de cargas, na fase de alta temperatura. O aumento da temperatura delocaliza a distribuição de impurezas. A solução, neste caso, adquire o aspecto de uma modulação suave e altamente incomensurável, em acordo com as observações experimentais / Abstract: We propose a phenomenological model based on the Ginzburg-Landau theory of phase transitions, that describes the thermodynamic behavior of charge and spin density waves present in high-Tc doped antiferromagnets. One of the current ideas, supported by recent neutron scattering measurements, is that doping introduces charge excess that accumulates on the antiferromagnetic Cu - O planes, leading to a nonhomogeneous incommensurable phase of charged stripes. The Landau functional is constructed based on symmetry arguments, and we find a stripe commensurability transition that separates the low temperature incompressible phase from the high incommensurable one. Modeling the problem with a single order parameter for the staggered magnetization, leads to a soliton - like static charge distribution in the regime of low doping and temperature. In this region of the phase diagram, the charge strongly segregates into the Néel walls that appear between antiferromagnetic domains, producing charge density peaks whose amplitude is almost independent on doping concentration. Next, we introduce a second order parameter directly related to the charge distribution in the high temperature phase. By raising the temperature one delocalize this distribution. The solution obtained in this case, describes a highly incommensurable softh modulaton, in agreement with experimental observations / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Mestre

A água, por ser a substância de fundamental importância para a existência de vida, é alvo de diversos estudos, principalmente, ao longo das últimas décadas. Apesar de bastante conhecida, a água é uma substância com diversos comportamentos singulares, classificadas em geral como anomalias da água. Com a intenção de descrever tais anomalias, diversos modelos de água para estudos computacionais foram desenvolvidos até hoje, embora nenhum seja capaz de descrever todas as anomalias conhecidas. Baseados em modelos atomísticos de água, surgiram também modelos efetivos de interação entre partículas em um sistema de apenas uma espécie, com a ideia de generalizar o estudo sobre anomalias. Nossos estudos de Dinâmica Molecular e Monte Carlo são realizados em um sistema de partículas interagindo através de potenciais efetivos, compostos por duas escalas de comprimento: um ombro repulsivo a curtas distâncias e a outra sendo uma escala variável, que pode ser repulsiva ou fortemente atrativa, dependendo dos parâmetros utilizados. A análise mostra que o sistema apresenta comportamento anômalo. As regiões de anomalias de densidade, difusão e estruturais encolhem no diagrama de fase de pressão versus temperatura à medida que o sistema se torna mais atrativo. Uma transição líquido-líquido é formada com o aumento do poço de atração. Encontramos que a transição de fase gás-líquido é do tipo Ising em 3 dimensões (3D) para todos os potenciais e sua temperatura crítica aumenta com o aumento da atração. Nenhum comportamento tipo Ising 3D para a transição de fase líquido-líquido foi detectado nas simulações Monte Carlo, o que pode estar relacionado à presença de fases amorfas estáveis. Com relação a sistemas em confinamento, usando Monte Carlo, estudamos o transporte através de nanotubos. Posicionando dois volumes de controle com densidades diferentes, um em cada abertura do nanotubo, induzimos o transporte de partículas através do nanotubo confinante. As partículas do sistema interagem através de um potencial efetivo de duas escalas de comprimento. Analisamos uma família de três potenciais, onde variamos a escala de comprimento menor, desde um ombro repulsivo até um pequeno poço de atração. O estudo mostra que o sistema se configura em camadas no interior do nanotubo e que o transporte apresenta uma sequência de mínimos e máximos, a medida que o raio interno do nanotubo é reduzido, o que caracteriza um comportamento anômalo, já que se espera apenas uma redução no transporte a medida que o espaço interno do nanotubo diminui. Tal comportamento descrito para o transporte, e também a formação de camadas, apenas não são encontrados para o potencial com o poço atrativo. Com relação à estrutura e às propriedades de transporte, as partículas confinadas não diferem sob as mesmas condições para as duas geometrias empregadas. Através da análise da energia de interação das partículas confinadas, verificamos também que a origem da formação de camadas e o comportamento distinto do transporte se deve não apenas ao fato da existência de duas escalas de comprimento no potencial de interação mas também à presença de uma barreira de energia significativa entre essas escalas. / Water, being a substance of fundamental importance for the existence of life, has been the target of several studies, mainly in the last decades. Although well known, water is a substance with several different behaviors, generally classified as water anomalies. In order to describe such anomalies, various models of computational studies are developed to date, although none is able to describe all as known anomalies. Based on water models, also on effective models of interaction between parts in a system of only one species, with an idea to generalize the study on anomalies. Our Molecular Dynamic and Monte Carlo studies are performed in a system of particles interacting through core-softened (CS) potential, composed by two length scales: a repulsive shoulder at short distances and the another a variable scale, that can be repulsive or strongly attractive depending on the parameters used. The system shows water-like anomalous behavior. The density, diffusion and structural anomalous regions in the pressure versus temperature phase diagram shrink in pressure as the system becomes more attractive. The liquid-liquid transition appears with the increase of the attraction well. We found that the liquid-gas phase transition is Ising-like for all the CS potentials and its critical temperature increases with the increase of the attraction. No Ising-like behavior for the liquid-liquid phase transition was detected in the Monte Carlo simulations might be due to the presence of this stable amorphous phases. Considering confined systems, using Monte Carlo, we studied the transport through nanotube. Using two volumes of control with different densities, one at each opening of the nanotube, we induced the transport of particles through the confining nanotube. The particles of the fluid system interact through an core-softened potential with two length scales. We looked at a family of three potentials, where the scale changes from smaller length from repulsive shoulder to a small attraction well. The study shows that the system is formed in layers inside the nanotube and that the transport has a sequence of minimum and maximum as the internal radius of the nanotube is reduced, which characterizes an anomalous behavior, since it is expected only a reduction as the internal space of the nanotube reduces. Such behavior described for transport and also the layers formation only are not found for a potential with attractive well. By analyzing the interaction energy of the confined particles, we also verified that the origin of the layers formation and the distinct behavior of the transport are due not only to the existence of two length scales in the interaction potential but also to the presence of a barrier between these scales.