Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:39:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:13:28Z : No. of bitstreams: 1 97845.pdf: 1679736 bytes, checksum: 7ce84e5cb3ceda57783814ee7b99fcc2 (MD5) / Neste trabalho estudamos dois problemas relativos à transição de fases em modelos magnéticos através da equação Mestra. No primeiro deles, consideramos a evolução, em direção ao estado estacionário, de uma cadeia dupla de spins, através da relaxação inicial do parâmetro de ordem. Mostramos que o expoente crítico dinâmico pode depender dos aspectos microscópicos da Hamiltoniana, não exibindo um caráter universal, para as taxas de transição de Glauber e Kawasaki. No segundo problema determinamos os estados estacionários para o modelo de Ising anisotrópico em duas dimensões, levando-se em conta a correlação entre primeiros vizinhos. Determinamos o diagrama de fases desse modelo, que apresenta as fases antiferro, ferro e paramagnética.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:58:54Z : No. of bitstreams: 1 96491.pdf: 1662626 bytes, checksum: 05df040aebdd3596e99c04658d738b16 (MD5) / Neste trabalho determinamos a dependência da magnetização em função da temperatura para modelo de Heisenberg anisotrópico em duas dimensões, através do formalismo das funções de Green. Comparamos nossos resultados com os obtidos através de grupo de renormalização no espaço real e com resultados experimentais realizados em filmes finos. Também, neste trabalho, aplicamos o grupo de renormalização de campo médio para obter o diagrama de fases de um antiferromagneto diluído em um campo uniforme. Nossos resultados sugerem a presença de pontos tricríticos neste sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:01:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284967.pdf: 713319 bytes, checksum: c93529cecc4376f51da0cb114102d34f (MD5) / Estudamos um sistema magnético em camadas com interações não homogêneas entre essas camadas. Nosso objetivo foi obter as propriedades críticas desse sistema, usando a aproximação de campo médio. Tratamos o modelo de Ising de spin-1/2 com interações moduladas pela sequência de Fibonacci. Dentro da aproximação de campo médio, essa sequência é classificada como marginal, na qual espera-se que os expoentes críticos dependam continuamente da razão entre as duas interações existentes, r (r=1 corresponde ao modelo uniforme). Para vários valores de r, obtivemos resultados numéricos para a "temperatura crítica" de um sistema finito com comprimento linear L (Tc(L)) e extrapolamos para o limite termodinâmico. Nossos resultados para Tc(L) têm mais de 14 casas decimais de precisão. Isto foi necessário para obtermos estimativas confiáveis para os expoentes ?, ? e ?. Esses expoentes foram calculados supondo uma dependência log-periódica das quantidades termodinâmicas relevantes com a temperatura reduzida ou com o campo magnético. Nós verificamos que esses expoentes críticos são dependentes da razão entre as interações e obedecem a relação de escala entre os expoentes críticos, ? = ? ( ? - 1 ), para qualquer valor de r. Nós também obtivemos os expoentes críticos ??? e ? das relações de escala entre os expoentes, na dimensão crítica superior (supostamente 4 para esse modelo).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:54:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280990.pdf: 817288 bytes, checksum: 3c0effd17ff68abbd475ccbedd5a9ae4 (MD5) / Este trabalho divide-se em duas partes. Na primeira, nós calculamos o expoente dinâmico do algoritmo de Niedermayer aplicado aos modelos de Ising e XY em duas dimensões, para vários valores do parâmetro $E_0$ (o qual, resumidamente, controla o tamanho médio das ilhas a serem modificadas). Para $E_0=-1$ nós reobtemos o algoritmo de Metropolis e para $E_0=1$ reobtemos o algoritmo de Wolff. Para $-1<E_0<1$, nós mostramos que o tamanho médio das ilhas inicialmente cresce com o tamanho linear do sistema, $L$, mas eventualmente satura em um determinado tamanho $\tilde{L}$, que depende de $E_0$. Para $L>\tilde{L}$ o algoritmo de Niedermayer se comporta como o algoritmo de Metropolis, isto é, tem o mesmo expoente dinâmico. Para $E_0>1$, os tempos de auto-correlação são sempre maiores que para $E_0=1$ (Wolff) e, mais importante, sempre crescem mais rápido que uma lei de potência de $L$. Portanto, mostramos que a melhor escolha do parâmetro $E_0$ é o que retoma o algoritmo de Wolff. Nós também obtemos o comportamento dinâmico do algoritmo de Wolff; apesar de não conclusivo, propusemos uma lei de escala para o tempo de auto-correlação. Na segunda parte nós estudamos o modelo de Potts numa rede retangular com modulações aperiódicas nas interações ao longo de uma direção. Os resultados numéricos foram obtidos utilizando o algoritmo de Wolff para diferentes tamanhos de redes, permitindo que o método de escala de tamanho finito fosse utilizado. Foram utilizadas 3 sequências aperiódicas autoduais, as quais permitem resultados mais precisos, uma vez que a temperatura crítica pode ser conhecida exatamente. Nós analisamos 3 modelos, com seis, oito e quinze estados, todos com transições de primeira ordem no sistema uniforme. Mostramos que o critério de Harris-Luck, originalmente introduzido para o estudo de transições contínuas, é obedecido também para transições de primeira ordem. Nossos resultados indicam que a nova classe de universalidade é dependente do número de estados do modelo de Potts. Como esperado, observamos uma dependência log-periódica da magnetização e da susceptibilidade com o tamanho do sistema finito.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matermáticas. Programa de Pós-graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:50:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265354.pdf: 2034487 bytes, checksum: e9ae2ea5d2e4afb816d7e9a75071d734 (MD5) / Este trabalho visa reproduzir a micelização de anfifílicas em água, realizando simulações computacionais que utilizam o Método de Monte Carlo para estudar as propriedades de uma solução micelar. O modelo escolhido para nosso estudo consiste numa mistura de moléculas de água e anfifílicas numa rede de três dimensões que possui uma geometria cúbica de corpo centrado (BCC). Aqui, as moléculas de água apresentam uma geometria tetraédrica e uma liberdade de reorientação de suas ligações com as suas vizinhas, simulando a formação e destruição de pontes de hidrogênio. A água também possui uma densidade variável, o que possibilita o aparecimento de diferentes fases do solvente para diferentes valores da densidade e da temperatura. As moléculas anfifílicas são representadas por sítios interconectados na rede, estes últimos podendo ter característica hidrofóbica ou hidrofílica. São realizadas simulações utilizando o método de Monte Carlo para diferentes densidades da água e diferentes temperaturas, sendo o foco principal a observação do comportamento de uma solução micelar quando há uma transição de fases do solvente. Diferentes variáveis termodinâmicas da solução - como a concentração micelar crítica (CMC), polidispersividade, constantes de associação e dissociação, tempos de relaxamento e difusão - são analisadas em função da densidade da água para diferentes temperaturas, e é observada uma clara influência da densidade e de uma transição de fases do solvente na dinâmica das micelas. Além disso, é investigada a mudança no comportamento das moléculas do solvente devido à presença das micelas, comparando a liberdade de reorientação de moléculas de água quando na superfície de uma micela e no solvente livre (bulk da solução). Observa-se uma diferença na correlação reorientacional para moléculas de água no bulk e moléculas de água vizinhas a micelas, e também a influência da fase em que o solvente se encontra nessa mesma correlação. Apesar de em nosso modelo as moléculas de água não formarem pontes de hidrogênio com as cabeças polares das anfifílicas, conseguimos reproduzir aqui, a partir de um modelo simples, um comportamento observado em estudos recentes que utilizam dinâmica molecular, que é a diferença na correlação reorientacional para moléculas de água próximas a micelas em relação àquelas do solvente livre.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:24:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 288660.pdf: 17700246 bytes, checksum: b5c6725b7037f6c318696f75189f12bb (MD5) / Nesta tese de doutorado foram realizados repetidos experimentos com o objetivo de se investigar os efeitos da transição de molhabilidade e da formação de nanofios amorfos de óxido de silício em estruturas de Au/Si. Para tratamentos térmicos em chama de gás e em forno convencional, neste caso, em temperaturas controladas e inferiores a 950oC, observou-se a formação de aglomerados de Au na superfície do substrato monocristalino de Si. Estes resultados foram descritos com base no fenômeno conhecido como transição de molhabilidade (#dewetting# em inglês). Para a temperatura de 1050 oC, o tratamento térmico em forno sob atmosfera de Argônio foram observados nanofios de SiO2 que cresceram a partir do consumo de Si do substrato e oxigênio do meio de tratamento térmico. A liberação de Si é devida a ação catalítica do Au e a corrosão da lâmina semicondutora é anisotrópica. Para nanofios com diâmetros entre 20 e 50 nm foram observadas nanoesferas monocristalinas de Au, com diâmetros na faixa de 15 a 20nm. / In this doctorate thesis were carried out systematic experiments with the aim of investigating the effects of dewetting nanowires and the formation of amorphous silicon oxide structures in Au/Si. For heat treatment with gas flame and in conventional furnace with quartz tube, in this case, and at controlled temperatures below 950 ºC, were observed the formation of Au clusters on the surface of the substrate of monocrystalline Si These results were described based on the phenomenon known as dewetting. For the temperature of 1050 ºC, whose thermal treatment furnace quartz tube under an atmosphere of argon were observed SiO2 nanowires that grew from the Si substrate absortion and oxygen from the environment. The Si is due to the catalytic action of Au, and the anisotropic corrosion on the semiconducting blade. For nanowires with diameters between 20 and 50 nm were observed for monocrystalline Au nanospheres with diameters ranging from 15 to 20nm.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310071.pdf: 3178208 bytes, checksum: 7e31b8ca04d7e0062aef26d59101a2d0 (MD5) / Estudamos o efeito da aperiodicidade na interação bilinear (de troca) do modelo de Blume-Emery-Griffiths (BEG) na rede de Bethe, no limite de coordenação infinita. Foram obtidos, numericamente, os diagramas de fases para o modelo uniforme ou puro e na presença de aperiodicidade. Nesta aproximação, os diagramas podem exibir regiões de coestabilidade de fases, transições contínuas e pontos multicríticos. A aperiodicidade foi introduzida através de dois tipos de interações que seguem sequências dadas por duas diferentes regras de substituição: duplicação de período (A? AB, B?AA) e triplicação de período (A?ABB, B?AAA). Para efeito comparativo obtivemos também alguns diagramas de fases com interações periódicas entre os spins. Os diagramas de fases obtidos para K/J maiores (5 e 3) têm configurações parecidas: com uma região ferromagnética F, duas paramagnéticas P1 e P2, e fases de coestabilidade P1+P2, F+P2, F+P2+P1 e F+P1. Para K/J menores (0,?0,15) têm-se uma única fase paramagnética P, uma fase ferromagnética F e uma região de coestabilidade F+P. Nos diagramas de fases obtidos para K/J=?0,5 obtemos uma região de coestabilidade entre duas fases ferromagnéticas F1+F2 e um diagrama inédito com interações enfraquecidas (r=?0,8) em que surge uma região antiquadrupolar AQ inserida na região ferromagnética F. Para K/J=?1 obtivemos um outro diagrama de fases inédito com fases ferromagnética F, paramagnética P, antiquadrupolar AQ e regiões de coestabilidade entre as configurações ferromagnética e antiquadrupolar (F+AQ) e ferrimagnética e antiquadrupolar (FI+AQ). Já os diagramas de fases obtidos para K/J=(?1,5, ?3,0 e ?3,5) diferem pelas suas formas mas possuem praticamente a mesma configuração: fases ferromagnética F, paramagnética P, antiquadrupolar AQ, ferrimagnética FI e regiões de coestabilidade F+AQ e FI+AQ

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-21T00:18:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Estudamos nesta tese de doutorado um modelo de reação entre dois tipos de monômeros sobre uma superfície catalítica. A superfície é representada por redes hipercúbicas com d=1, 2 e 3 dimensões e as reações estudadas são A+A®A2 e A+B®AB. Aplicamos a aproximação de campo médio e simulação de Monte Carlo. Os resultados mostraram que este modelo de não-equilíbrio apresenta uma transição de fase entre seus diferentes estados estacionários, sendo a transição contínua e de um estado ativo para um único estado absorvente. Mostramos que o comportamento crítico do modelo, descrito por um conjunto de expoentes críticos estáticos e dinâmicos, é o mesmo da percolação dirigida.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T22:53:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 285448.pdf: 7205736 bytes, checksum: da2142d3d722fd1d7ddb676648b62a22 (MD5) / Os cristais líquidos são substâncias que podem exibir uma grande ariedade de texturas em cada uma das suas mesofases. A identificação das mesofases é essencial para a caracterização destes materiais, onde a microscopia óptica de luz polarizada (MOLP) é uma técnica largamente utilizada para este propósito. Como esta técnica requer apenas habilidades humanas, algumas transições relacionadas com mudanças nas texturas, podem ser de difícil percepção a olho nu. Entretanto, mudanças sutis podem ser percebidas através do processamento digital das imagens das texturas. Neste trabalho utilizamos um método computacional de processamento digital das texturas ópticas exibidas pelas mesofases líquido-cristalinas para identificar as transições de fase e determinar as temperaturas de transição. O conjunto de texturas que constitui uma certa região de variação de temperatura, na qual ocorrem as transições de fase, é processado. A partir deste processamento, nós obtemos o desvio padrão das tonalidades da imagem, onde o aparecimento de descontinuidades como uma função da temperatura está relacionado a uma transição de fase, consequência de mudanças nas texturas. Nós investigamos compostos que exibiram mesofases características de cristais líquidos termotrópicos e os resultados foram comparados com os resultados obtidos através das análises de calorimetria diferencial de varredura (DSC). A organização estrutural das mesofases foi confirmada através das medidas de difração de raios-x (DRX). Este estudo possibilitou determinar com precisão as temperaturas de transição de fase. Em especial, o método se mostrou bastante eficiente nas transições que envolvem entalpia reduzida, as quais são difíceis de serem identificadas pela técnica de DSC. Em um segundo momento, investigamos as texturas das mesofases através de outro método computacional que calcula o desvio padrão das tonalidades, considerando conceitos de leis de escala. O objetivo deste estudo foi identificar as mesofases líquido-cristalinas pelo padrão que a mesofase exibe. / Liquid crystals are substances that can display a wide variety of textures in each of their mesophases. The identification of the mesophases is essential for the characterization of these materials, where the polarized light microscopy (MOLP) is a technique widely used for this purpose. Since this technique requires only human abilities, in some cases changes in the texture are not perceptible with the naked eye. However, subtle changes can be perceived with computacional image processing of the image textures. In this work we used a computational method of digital processing of optical textures exhibited by the liquid-crystalline mesophases to identify phase transitions and determine the transition temperatures. The set of textures that include a certain region of temperature where the phase transitions occur is processed and from the calculations we obtain the mean square deviation of the image tones, where the appearance of discontinuities as a function of the temperature is related to a phase transition, consequence of changes in the textures. We investigated compounds that exhibit characteristic mesophases of thermotropic liquid crystals and the results were compared with results obtained from analysis of differential scanning calorimetry (DSC). The structural organization of the mesophases was confirmed with x-ray diffraction experiments (XRD). This study enabled us to determine precisely the phase transition temperatures. The method becomes especially efficient in the identification of phase transitions with reduced enthalpy, which are difficult to be identified with the DSC technique. In a second moment, we investigated the textures of mesophases using another computacional method that calculates the mean square deviation of the image tones by considering scaling concepts. Our purpose was the identification of the liquid crystal mesophases by the pattern that the mesophase exhibes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-22T11:35:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246861.pdf: 534401 bytes, checksum: aff6ab2309addcd73150f8373cea5465 (MD5) / Demonstramos neste trabalho que a modulação dos parâmetros de interação dos hamiltonianos de Ising e Blume-Capel, segundo seqüências aperiódicas, pode ocasionar uma mudança de classe de universalidade na rede de Bethe e oscilação log-periódica da magnetização. Observamos possível mudança do expoente crítico da magnetização ß em relação a seu valor em sistemas homogêneos ou periódicos. Esta mudança não ocorre quando a seqüência de Fibonacci é usada. Na seqüência de duplicação de período caracterizamos o expoente ß como uma função da razão JA/JB. Na seqüência de Rudin-Shapiro obtemos evidências de que esta aperiodicidade causa mudança na classe de universalidade do sistema.