Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8053_1.pdf: 1139523 bytes, checksum: c7d3adb2b21b2b604938e7a289b2d70a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho investigamos propriedades magnéticas e de transição metal-isolante de duas cadeias quânticas quase unidimensionais bipartidas, AB2 e ABC, através do método de Lanczos, com condição de contorno de energia mínima entre a periódica e a anti-periódica, e motivação experimental em polímeros magnéticos orgânicos e inorgânicos. Estudamos o modelo de Hubbard em três regimes distintos: acoplamento coulombiano fraco ou intermediário (U ~ t), forte (U >> t) e infinito, onde t é a amplitude de hopping. Para U ~ t e U = ? usamos cadeias com até 15 sítios. No regime de forte acoplamento e em semi-preenchimento da banda eletrônica (? = 1) o hamiltoniano de Hubbard pode ser mapeado no hamiltoniano de Heisenberg quântico, que possui um espaço de Hilbert muito menor que o de Hubbard, o que possibilitou o estudo de sistemas com até trinta sítios. Em semi-preenchimento o teorema de Lieb prevê que o estado fundamental do hamiltoniano de Hubbard em cadeias bipartidas tem spin total igual a 1/2 por célula. Verificamos este teorema nas duas cadeias e calculamos o spin total para todas as possíveis dopagens, observando a presença de ferrromagnetismo não-saturado para a cadeia AB2 para densidades entre 2/3 e 1. Também evidenciamos a ordem ferrimagnética de longo alcance do estado fundamental de ambas as cadeias para o modelo de Hubbard em semi-preenchimento e para o modelo de Heisenberg. Encontramos as densidades de fases isolantes em ambas as cadeias, observando que o gap de carga se anula linearmente com U para semi-preenchimento. Este resultado contrasta com a previsão de singularidade essencial de Lieb e Wu para a cadeia unidimensional linear e sugere que nas cadeias AB2 e ABC a transição metal(U = 0)-isolante(U ? 0) é de natureza distinta e fortemente influenciada pela presença de ordem ferrimagnética de longo alcance. Calculamos o gap de spin para dois estados excitados: um com uma unidade de spin abaixo do spin do estado fundamental (?S = -1); outro com uma unidade acima (?S = 1). Observamos que a tendência dos dois tipos de gap depende fortemente de U, principalmente para a cadeia AB2. No limite de forte acoplamento encontramos uma excelente concordância entre o gap de spin com ?S = -1 e a relação de dispersão de um mágnon livre. Para o gap ?S = 1, os resultados para a cadeia AB2 concordam com vários estudos da literatura para a cadeia spin-½ / spin-1, a qual é equivalente à primeira quando os spins dos sítios B estão no estado tripleto (S = 1). Além disso, estudamos a possibilidade de existência de ferromagnetismo saturado para U = ?. De acordo com o teorema de Nagaoka, verificamos que para um buraco a cadeia AB2 apresenta ferromagnetismo saturado; enquanto que a ABC tem o spin degenerado para esta dopagem e ferromagnetismo não-saturado para dopagens maiores. Os resultados sugerem que a cadeia AB2 apresenta ferromagnetismo saturado até densidades de buracos ? ~ 0.25

Neste trabalho, realizamos o estudo da transição metal-isolante e da localização de Anderson na liga de Pb1-xEuxTe do tipo p para x variando de 0 até 0.1. As propriedades de transporte nessa liga (mobilidade, concentração de portadores e resistividade elétrica) foram obtidas utilizando o método de caracterização elétrica por efeito Hall entre as temperaturas de 300 K e 10 K. Nessa região de temperatura, foi possível observar uma transição metal-isolante para x > 0.05. Verificamos que a transição é do tipo Anderson e ocorre devido à desordem presente na liga. Para baixas temperaturas (T < 10 K) e em amostras com x > 0.01, verificamos a presença de magnetorresistência positiva e negativa aplicando campos magnéticos de até 11T. Nas amostras metálicas, a presença de magnetorresistência negativa é causada pelo efeito conhecido como localização de Anderson (efeito de interferência quântica construtiva entre as funções de onda) e a presença de magnetorresistência positiva é causada, principalmente, pelo acoplamento spin-órbita, e é chamada de antilocalização. Nas amostras isolantes, a magnetorresistência negativa é originada pelo efeito Zeeman enquanto que a magnetoresistência positiva é causada pela redução do comprimento de localização. Assim, os valores positivos e negativos da magnetoresistência têm origens diferentes dependendo do regime de condução (metálicoou isolante). Por esse motivo, o estudo dos resultados experimentais apresentados nesse trabalho foi dividido em duas partes: uma parte que trata as amostras metálicas (região de desordem fraca) e outra parte para as amostras isolantes (região de desordem forte). A partir dessa divisão, e utilizando os modelos teóricos disponíveis na literatura, foi possível fazer uma análise das medidas experimentais de magnetotransporte. Como resultado, identificamos os principais mecanismos de interação (espalhamento inelástico, efeito Zeeman, acoplamento spin-órbita, etc.) que interferem no transporte e nos efeitos de localização e antilocalização. / In this work, we investigated Anderson localization and the metal-insulator transition in p-type films of Pb1-xEuxTe for x varying from 0 up to 0.1. The transport properties of this alloy (mobility, carrier concentration and electrical resistivity) were obtained using the Hall method of electrical caracterization for temperatures ranging from 300 K down to 10 K. In this temperature range, it was possible to observe a metal-insulator transition for x > 0:05. The transition is of the Anderson type and is due to the disorder present in the alloy. For low temperatures (T < 10 K) and for samples with x > 0.01, we observed positive and negative magnetoresistance for magnetic fields up to 11 T. For metallic samples, the negative magnetoresistance originates from Anderson’s localization (constructive quantum interference effect between the wave functions) while positive magnetoresistence is caused, mainly, by the spin-orbit scattering, and it is called antilocalization. For insulating samples, negative magnetoresistance is originated from the Zeeman effect while positive magnetoresistance is caused by the localization length reduction. Therefore, positive and negative magnetoresistance values have different origins depending on the conduction regime (metallic or insulating). For this reason, our experimental investigation, presented in this work, was separated into two parts: the first one treats the metallic samples (weak-disorder regime) and the other treats the insulating samples (strong-disorder regime). From this division, and using available theoretical models, it was possible to analyze the magnetotransport experimental measurements. As a result, we identify the main interaction mechanisms (inelastic scattering, Zeeman effect, spin-orbit coupling, etc.) that interfere on the transport and localization and antilocalization effects.

Neste trabalho, realizamos o estudo da transição metal-isolante e da localização de Anderson na liga de Pb1-xEuxTe do tipo p para x variando de 0 até 0.1. As propriedades de transporte nessa liga (mobilidade, concentração de portadores e resistividade elétrica) foram obtidas utilizando o método de caracterização elétrica por efeito Hall entre as temperaturas de 300 K e 10 K. Nessa região de temperatura, foi possível observar uma transição metal-isolante para x > 0.05. Verificamos que a transição é do tipo Anderson e ocorre devido à desordem presente na liga. Para baixas temperaturas (T < 10 K) e em amostras com x > 0.01, verificamos a presença de magnetorresistência positiva e negativa aplicando campos magnéticos de até 11T. Nas amostras metálicas, a presença de magnetorresistência negativa é causada pelo efeito conhecido como localização de Anderson (efeito de interferência quântica construtiva entre as funções de onda) e a presença de magnetorresistência positiva é causada, principalmente, pelo acoplamento spin-órbita, e é chamada de antilocalização. Nas amostras isolantes, a magnetorresistência negativa é originada pelo efeito Zeeman enquanto que a magnetoresistência positiva é causada pela redução do comprimento de localização. Assim, os valores positivos e negativos da magnetoresistência têm origens diferentes dependendo do regime de condução (metálicoou isolante). Por esse motivo, o estudo dos resultados experimentais apresentados nesse trabalho foi dividido em duas partes: uma parte que trata as amostras metálicas (região de desordem fraca) e outra parte para as amostras isolantes (região de desordem forte). A partir dessa divisão, e utilizando os modelos teóricos disponíveis na literatura, foi possível fazer uma análise das medidas experimentais de magnetotransporte. Como resultado, identificamos os principais mecanismos de interação (espalhamento inelástico, efeito Zeeman, acoplamento spin-órbita, etc.) que interferem no transporte e nos efeitos de localização e antilocalização. / In this work, we investigated Anderson localization and the metal-insulator transition in p-type films of Pb1-xEuxTe for x varying from 0 up to 0.1. The transport properties of this alloy (mobility, carrier concentration and electrical resistivity) were obtained using the Hall method of electrical caracterization for temperatures ranging from 300 K down to 10 K. In this temperature range, it was possible to observe a metal-insulator transition for x > 0:05. The transition is of the Anderson type and is due to the disorder present in the alloy. For low temperatures (T < 10 K) and for samples with x > 0.01, we observed positive and negative magnetoresistance for magnetic fields up to 11 T. For metallic samples, the negative magnetoresistance originates from Anderson’s localization (constructive quantum interference effect between the wave functions) while positive magnetoresistence is caused, mainly, by the spin-orbit scattering, and it is called antilocalization. For insulating samples, negative magnetoresistance is originated from the Zeeman effect while positive magnetoresistance is caused by the localization length reduction. Therefore, positive and negative magnetoresistance values have different origins depending on the conduction regime (metallic or insulating). For this reason, our experimental investigation, presented in this work, was separated into two parts: the first one treats the metallic samples (weak-disorder regime) and the other treats the insulating samples (strong-disorder regime). From this division, and using available theoretical models, it was possible to analyze the magnetotransport experimental measurements. As a result, we identify the main interaction mechanisms (inelastic scattering, Zeeman effect, spin-orbit coupling, etc.) that interfere on the transport and localization and antilocalization effects.

Submitted by MAICON CARLONE DA SILVA null (maicon.carlone@gmail.com) on 2017-05-23T16:56:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Maicon Carlone da Silva .pdf: 5898245 bytes, checksum: dcaea8b738bb0b5c8699c89bc40d8b7a (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-23T18:30:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_mc_me_bauru.pdf: 5898245 bytes, checksum: dcaea8b738bb0b5c8699c89bc40d8b7a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T18:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_mc_me_bauru.pdf: 5898245 bytes, checksum: dcaea8b738bb0b5c8699c89bc40d8b7a (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Compostos do tipo Ca1-xRxB6 (onde R representa o elemento de terra rara) tem sido estudados durantes os últimos anos principalmente no que se refere as suas características magnéticas e de transporte, porem elas ainda são controversas. Em particular a técnica de Ressonância Magnética tem sido usada para estudar compostos de Ca1-xEuxB6 (EPR) para diversas concentrações de Eu, o qual sugere a existência de uma transição metal isolante quando mudamos a concentração de Eu. Neste trabalho deveremos analisar teoricamente os espectros experimentais deste composto, em função da concentração deste elemento de terra rara. Os espectros de EPR foram simulados usando o modelo de Plefka para diversos valores de concentração x em Ca1-xEuxB6 monocristalino, isto é, 7%, 10%, 15%, 30%, 60% e 100%, visando elucidar a evolução das fases isolantes e semimetálicas, além do colapso do espectro com o aumento da concentração da impureza magnética. Tendo em vista que formas de linha simétricas são características de matrizes isolantes e assimétricas de matrizes metálicas, focaremos o nosso estudo na assimetria dos espectros de EPR. Para procurar pelo conjunto de parâmetros que melhor ajusta o espectro teórico ao experimental utilizamos o método de Simulated Annealing (SA), onde minimizamos a diferencia média quadrática entre os espectros. Ao longo deste trabalho foram reproduzidos as principais características dos espectros experimentais. Também obtivemos parâmetros importantes como o de Campo Cristalino, valor de g, parâmetros de troca da interação Eu-Eu e o parâmetro de assimetria do espectro de absorção. Conseguimos mostrar que ao aumentar a concentração o espectro evolui de uma forma Lorentziana para Dysoniana, mostrando a existência da transição metal-isolante. / Compounds of the type Ca1-xRxB6 (where R represents the element of rare earth) have been studied during the last years mainly as regards their magnetic and transport characteristics, but they are still controversial. In particular the Magnetic Resonance technique has been used to study compounds of Ca1-xEuxB6 (EPR) for several concentrations of Eu, which suggests the existence of an insulating metal transition when we change the concentration of Eu. In this work we will theoretically analyze the spectra Experimental results of this compound, depending on the concentration of this element of rare earth. In the present case, the EPR fine structure spectra were simulated using the Plefka model for various values of concentration (x) in monocrystalline Ca1-xEuxB6, that is, 7%, 10%, 15%, 30%, 60% and 100%, aiming to elucidate the evolution of the insulating and semi-metallic phases, besides the collapse of the spectrum with the increase of the concentration of magnetic impurities. Considering that symmetrical line shapes are characteristic of insulating and asymmetric matrices of metal matrices, we will focus our study on the asymmetry of RPE spectra. To find for the set of parameters that best adjusts the theoretical spectrum to the experimental, we used the Simulated Annealing (SA) method, where we minimize the mean square difference between the spectra. Throughout this work the main characteristics of the experimental spectra were reproduced. We also obtained important parameters such as the Crystalline Field, g value, Eu-Eu interaction exchange parameters and the asymmetry parameter of the absorption spectrum. We show that by increasing the concentration the spectrum evolves from a Lorentzian to Dysonian form, showing the existence of the metal-insulating transition.

The vanadium dioxide (VO2) shows a metal-insulator transition (MIT) near the room temperature with huge changes in its electrical and optical behavior. Both the electrical and optic properties, and even the transition temperature, depend on the morphologic characteristics of the metal. In this work, vanadium oxide nanolayers were deposited onto glass substrate by reactive magnetron sputtering. The aim was to obtain the best deposition parameters, like substrate temperature (Ts) and oxygen partial pressure (PO2), for the VO2M1 phase synthesis. Samples deposited with oxygen partial pressures ranging from 10 to 20% of the total pressure, and Ts=400°C, have shown metal insulator transition when submitted to a 550°C ex-situ thermal treatment. The analysis of the x-ray diffraction spectra has shown that all the samples were formed simultaneously by more than one phase of vanadium oxides. Moreover, we identify a reciprocal correspondence between the 2q = 27,8° peak, corresponding to (011) plan in VO2M1, and the MIT transition. The measured resistance in samples with VO2M1, in the temperature range of 25 to 100°C, showed variations of almost three orders of magnitude. The transition critical temperature took place between 59 and 82°C and the hysteresis loops width ranged between 9 and 13°C / O dióxido de Vanádio (VO2) apresenta uma transição metal isolante (MIT) próxima da temperatura ambiente com uma grande variação em suas propriedades elétricas e ópticas. Tanto as propriedades elétricas e ópticas quanto a própria temperatura de transição dependem das características morfológicas do material. Neste trabalho, nano-camadas de óxido de Vanádio foram produzidas sobre substratos de vidro pela técnica de magnetron sputtering reativo, visando determinar os parâmetros de deposição, em especial a temperatura do substrato (Ts) e pressão parcial de Oxigênio (PO2), adequadas para a obtenção da fase VO2M1. Amostras depositadas com pressões parciais de Oxigênio entre 10 e 20% da pressão total e Ts=400°C apresentaram MIT quando submetidas a tratamentos térmicos ex-situ a 550°C. A análise dos espectros de difração de raios-x mostrou que houve formação de mais de uma fase simultaneamente em todas as amostras, no entanto há uma correspondência recíproca entre o pico de difração de raios-x em 2q = 27,8° , correspondente ao plano (011) do VO2M1, e a transição MIT na resistividade. As medidas de resistência em função da temperatura, realizadas entre 25 e 100°C, mostraram, nas amostras com VO2M1, transição com variação na resistência em até três ordens de grandeza com temperaturas críticas entre 59 e 82°C e curvas de histerese com larguras entre 9 e 13°C

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In earlier work done at the Laboratory of Magnetism and Magnetic Materials in Santa Maria, spectroscopy measurements of electrical impedance between 100 kHz and 1 GHz were a function of temperature in VO2 thin films along the metal insulator transition undergone by this material. These results suggested [127] that the Impedance Spectroscopy can be a useful tool to separate the contributions from those intrinsic material generated by morphological characteristics. For that such possibility could be actually realized, technological improvements were introduced in the system deposited by Magnetron Sputtering at Laboratory of Magnetism and Magnetic Materials as the addition of a Residual Gas Analyzer and improvements in the heating substrate holder. Spectroscopy measurements were performed in a wider range of frequencies and relaxation times extracted from them were compared with the structural characteristics of the samples obtained by X-ray diffraction and Atomic Force Spectroscopy. / Em trabalhos anteriores realizados no Laboratório de Magnetismo e Materiais Magnéticos em Santa Maria, medidas de espectroscopia de impedância elétrica entre 100 kHz e 1 GHz foram realizadas em função da temperatura em filmes finos de VO2, ao longo da transição metal isolante sofrida por este material. Estes resultados sugeriram [127] que a Espectroscopia de Impedância pode ser uma ferramenta útil para separar as contribuições intrínsecas do material daquelas geradas por características morfológicas. Para que tal possibilidade pudesse ser realmente efetivada, foram introduzidas melhorias técnicas no sistema de deposição por Magnetron Sputtering do Laboratório de Magnetismo e Materiais Magnéticos como a adição de um Analisador de Gás Residual e aperfeiçoamentos no sistema de aquecimento do porta substrato. Foram realizadas medidas de espectroscopia numa faixa mais ampla de freqüências e os tempos de relaxação delas extraídos. Essas medidas foram comparadas com as características estruturais das amostras obtidos por difração de Raios X e Espectroscopia de Força Atômica.