This work presents a study of the electronic structure of four transition metal oxides (TMOs) using spectroscopic data and a variety of theoretical models. TMOs are a class of materials made from d-block metals in the periodic table, and one or more oxygen atoms. The nature of d-electrons is examined and theoretical models used to treat d-electron systems are tested against experimental data. Background theory of condensed matter physics is outlined. An overview of density functional theory (DFT) as a theoretical model for calculating the electronic structure of materials is presented. A variety of exchange-correlation (XC) functionals used within the DFT framework are outlined and tested for their applicability to the TMO systems in question. X-ray spectroscopy is briefly outlined and used to test the validity of the different XC functionals. All four compounds, AgO, Ag2O, CuO, and Cu2O require a Hubbard U term in the XC functional to most accurately reproduce experimental results. The effects of varying the value of U is examined in depth. The oxygen K-edge X-ray emission spectra (XES) exhibits a“two peak” structure for all compounds; the effect of varying the U value is to change the intensity ratio of the two peaks. The ratio of the two peaks as a function of U shows a linear trend in all compounds. A simple line is fit to the peak ratio vs. U curve. A common line between all compounds would provide an important metric with which to predict the appropriate U value needed in similar materials based on simple experimental data. However, the parameters of the fitted line were not common between the four compounds and any metric derived from this method would be system-dependent and not widely applicable to other systems. There are, however, interesting trends in the data when the U value is varied that provide subjects for future research. A number of fundamental quantities are determined both from experiment and theoretical calculations. Calculated bandgap values are shown to be lower than the experimental values for most functionals tested. This is not unexpected as DFT methods are known to predict much smaller bandgaps than expected. The Heyd-Scuseria-Ernzerhof (HSE) functional used for Ag2O and Cu2O does predict the bandgaps very accurately. The core-hole effect is estimated and proven to be negligible in these systems. Charge transfer and on-site Coulomb repulsion energies, important quantities in the electronic behaviour of TMOs, are determined and compared to previously reported values.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:49:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 04673.pdf: 4338286 bytes, checksum: 9b40b59ddc2764691461410ae0194329 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T12:24:02Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T12:24:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:49:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O hidrogênio vem sendo muito utilizado como agente pulverizador de ligas à base de terras raras e metais de transição devido à sua taxa de difusão ser extremamente alta mesmo em baixas temperaturas. Tais materiais são utilizados em dispositivos de estocagem de hidrogênio, geração de eletricidade ou de campos magnéticos, que são produzidos através de um processo cuja primeira etapa é a transformação das ligas em um pó fino através de moagem. Além destas, o hidrogênio também está sendo utilizado para a obtenção de ligas à base de titânio nióbio zircônio para sua pulverização. Para a fabricação destas ligas a metalurgia do pó é utilizada, pois com ela é possível obter como resultado peças com superfície porosa, requisito para sua aplicação como biomateriais. Outras vantagens da utilização da metalurgia do pó na fabricação dessas ligas são melhor acabamento superficial e melhor homogeneidade microestrutural. Neste trabalho foram preparadas amostras na composição Ti-13Nb-13Zr. A hidrogenação foi realizada a 700°C, 600°C e a 500°C para o titânio, nióbio e zircônio, respectivamente. Após a hidrogenação, foram realizadas moagens em moinho do tipo planetário de alta energia utilizando velocidade de 200rpm durante 90 minutos, e moinho convencional de bolas durante 30h. As amostras foram prensadas em prensa uniaxial e em seguida em prensa isostática e então sinterizadas a 1150°C com tempo de patamar de 7 a 13h. As amostras foram caracterizadas microestruturalmente por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios X. As propriedades estruturais e mecânicas determinadas foram de densidade, microdureza e módulo de elasticidade. A amostra sinterizada a 1150°C por 7h, hidrogenada com pressão de 10.000 mbar e produzida por moagem em moinho planetário de alta energia apresentou melhores propriedades mecânicas e boa homogeneidade microestrutural, obtendo a composição final da liga Ti-13Nb- 13Zr. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 04673.pdf: 4338286 bytes, checksum: 9b40b59ddc2764691461410ae0194329 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T12:24:02Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T12:24:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O galato de lantânio contendo substituições parciais de estrôncio e magnésio (La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ) apresenta estrutura tipo perovsquita e alta condutividade para íons de oxigênio. Outras características desta cerâmica são o extenso domínio eletrolítico e a baixa condutividade eletrônica. É um material promissor para uso como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido que operam em temperaturas intermediárias, devido sua alta condutividade iônica e estabilidade em uma ampla faixa de pressão parcial de oxigênio. Neste trabalho, a composição La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-δ foi preparada pelo método convencional de mistura de óxidos a partir de diferentes rotas e pelo método de complexação de cátions. As amostras foram consolidadas pelo método convencional de sinterização e por sinterização rápida. Pelo método de mistura de óxidos foi possível obter a fase ortorrômbica do LSGM, mas não foi possível eliminar as fases SrLaGaO4, La4Ga2O9 e SrLaGa3O7, independente das condições de sinterização utilizadas. Precipitados de óxido de magnésio foram observados nas amostras preparadas pelos dois métodos de síntese empregados identificados apenas por microscopia eletrônica de varredura. As densidades obtidas foram superiores a 97% da densidade teórica em amostras sinterizadas a 1450 °C/4 h, para os materiais preparados por mistura de óxidos. Amostras preparadas por método de complexação de cátions e aquelas consolidadas por sinterização rápida apresentaram menores valores de densidade. Grãos de tamanhos micrométricos foram obtidos para os dois métodos de sinterização. Amostras calcinadas a 1250°C apresentaram maiores densidades e maiores valores de condutividade iônica dos grãos e dos contornos de grãos, quando comparadas com as demais amostras. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Leandro Russovski Tessler / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T11:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bizuti_AriathemisMoreno_M.pdf: 8322758 bytes, checksum: 95ead73c1f59350e6aba71e4b5ca5ff4 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Silício amorfo hidrogenado (a-Si:H) é um material amplamente usado na indústria microeletrônica. Ele é normalmente preparado a partir da decomposição do silano (SiH4). A diluição do silano em hidrogênio (H2) resulta em a-Si:H com propriedades eletrônicas superiores devido ao ataque químico preferencial às ligações mal-formadas. Níveis elevados de diluição resultam na formação de silício microcristalino (µc-Si). O objetivo deste trabalho é estudar o ordenamento da vizinhança química do silício através da transição a-Si:H ® µc-Si por espectroscopia de absorção de raios-X (XAS). Como a maior parte da desordem em a-Si:H manifesta-se na forma de variações nos ângulos de ligação, é necessário estudar o regime de espalhamento múltiplo (XANES), que corresponde às primeiras dezenas de energia (eV) acima da borda de absorção. Filmes finos de silício próximo à transição amorfo-microcristalino foram preparadas por HWCVD a partir de SiH4 diluido em H2. Nas condições utilizadas, a nucleação de µc-Si ocorre a partir de uma espessura crítica de aproximadamente 100 nm. Depositando-se amostras em forma de cunha é possível obter uma superfície de a-Si:H de um lado da amostra e de µc-Si do outro. Também foram investigadas amostras preparadas por PECVD em condições próximas à formação de pó no reator (chamadas de silício polimorfo, ou seja, entre amorfo e policristalino). Em princípio elas poderiam ter uma estrutura local mais ordenada / Abstract: Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) is a material very used in the microelectronics industry. It is usually prepared starting from the decomposition of the silane (SiH4). Hydrogen dilution of the silane source gas is used to grow a-Si:H with superior electronics properties due to the preferential chemical attack to the bad formed bonding. High hydrogen levels induce the growth of microcrystalline silicon (µc-Si). The objective this work is study the order of the chemical neighborhood of the silicon through the transition a-Si:H ® µc-Si for x-ray-absorption Spectroscopy (XAS). As most of the disorder in the a-Si:H shows in the form of bonding angles variation, it is necessary to study the multiple scattering regime (XANES), that corresponds to the first dozens of energy (eV) above the absorption edge. Thin silicon films close the transition amorphous-microcrystalline was prepared for hot-wire chemical vapor deposition (HWCVD). For these conditions, the nucleation of the µc-Si oc-curs at a critical thickness of approximately 100 nm. Deposited the samples in the wedge form, it is possible to get a-Si:H surface in the one side and µc-Si in the other side. Also prepared samples were investigated for PECVD in close conditions to the powder formation in the reactor (calls of silicon polymorphous, a silicon sample between amorphous and polycrystalline) with the local order structure / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física