Usando a técnica de Retroespalhamento Rutherford (RBS). no presente trabalho medimos a perda de energia e a flutuação estatística da perda de energia (straggling) como função da energia para íons de Li em alvos de silicio amorfo. Através do método dos marcadores. com amostras produzidas por implantação iônica e por epitaxia de feixe molecular,o poder de freamento foi medido em um intervalo de energia entre 250keV e 9MeV enquanto que o straggling foi determinado em um intervalo que foi de 450keV a 3MeV. Os resultados experimentais foram comparados com medidas prévias e com cálculos semi-empiricos realizados por Ziegler. Biersack e Littmark e por Konac et el., sendo encontrado um razoável acordo teórico-experimental. Foram também realizados cálculos baseados nos modelos teóricos de Aproximação por Convolução Perturbativa (PCA) e Aproximação por Convolução Unitária (UCA) propostos por Grande e Schiwielz O modelo PCA apresentou resultados aceitáveis para energias acima de 6MeV enquanto que os valores apresentados pelo divergem dos valores experimentais para energias abaixo de 2MeV. As medidas de straggling quando comparados com as predições da teoria de Bohr mostraram discrepâncias que foram entre 20% e 60%. Cálculos feitos com a aproximação para encontros binários (BEA) usando-se a secção de choque de Thompsom e a secção de choque proposta no trabalho de Vriens foram comparados com as medidas experimentais. Os resultados usando-se a secção de choque de Thompsom divergem por até 50%, enquanto que os valores calculados a secção de choque proposta por Vriens mostram uma concordância razoável para energias abaixo de 1MeV.

Materiais com fases intermetálicas têm sido avaliados para aplicações estruturais em altas temperaturas devido à baixa massa específica e interessantes propriedades de resistência mecânica e resistência à oxidação de vários compostos. As ligas de Ti são reconhecidas pela sua excelente combinação de alta-resistência, baixa massa específica e alta resistência à corrosão. Tendo em vista a importância de estudos em temperaturas na faixa de 700 a 1000 oC para futuras aplicações, avaliou-se neste trabalho as relações de fases do sistema Ti-Si-B na região rica em Ti nesta faixa de temperatura. Sabendo-se que a utilização de técnicas de solidificação rápida permite a obtenção de ligas com maior homogeneidade química e microestruturas finas, utilizou-se a técnica \"splat-cooling\" de solidificação rápida para produção das amostras, no sentido de obter microestruturas de equilíbrio em tempos e temperaturas menores nos tratamentos térmicos. As técnicas de microscopia, difração de raios X, análise térmica e dureza foram utilizadas para caracterização dos materiais. O processo de solidificação rápida (\"splat cooling\") promoveu refinamento de microestrutura e formação de fase amorfa em diversas composições de liga com temperaturas de início de cristalização (Tx) na faixa de 524 a 641oC. Foram confirmadas a estabilidade das fases αTi, Ti6Si2B e Ti3Si a 700oC e 1000oC. Os valores de dureza dos discos solidificados rapidamente ficaram na faixa de 434 HV a 1207 HV. / Materials with intermetallic phases have been evaluated for structural applications at high temperatures due to low specific mass and attractive mechanical properties as high-strength and oxidation resistance of various compounds. Ti alloys are recognized for their excellent combination of high-strength, low specific mass and high oxidation resistance. About future applications, studies at temperatures ranging from 700 to 1000 oC are important, we evaluated in this work the phase relationships of the system Ti-Si-B in the Ti-rich region in this temperature range. Knowing that the use of rapid solidification techniques results in alloys with higher chemical homogeneity and fine microstructure, the \"splat-cooling\" technique was used to produce the samples, in order to obtain stable microstructures in lower times and temperatures at the heat treatment. Microscopy, X-ray diffraction, thermal analysis and hardness measurement techniques were used for the materials characterization. The rapid solidification - splat cooling promoted the refinement of microstructure and even the formation of amorphous phase in the microstructure of materials with initial temperatures of crystallization (Tx) in the range from 524 to 641oC. We confirmed the stability of the phases αTi, Ti6Si2B and Ti3Si at 700oC and 1000oC. The hardness of the rapidly solidified discs were in the range of 434 HV to 1207 HV.

Estruturas fotônicas à base de silício têm despertado grande interesse por permitirem uma perfeita integração entre processos ópticos e eletrônicos em um único chip. Além de compatíveis com a atual indústria microeletrônica, acredita-se, que tais estruturas possam aumentar consideravelmente a velocidade de processamento de informações. Uma microcavidade óptica é um exemplo de estrutura fotônica simples. Feita à base de silício, e dopada com íons terra-rara, tal microcavidade pode intensificar a emissão gerada pelo íon e resultar em um dispositivo de importância tecnológica. O projeto-construção deste tipo de microcavidade deve considerar a sua região de funcionamento e os materiais a serem utilizados. Deve contemplar, ainda, algumas condições externas que, eventualmente, possam alterar o seu funcionamento. Uma dessas condições é descrita pelo chamado coeficiente termo-óptico que indica a dependência do índice de refração com a temperatura. Dentro desse contexto a presente Tese de Doutorado foi dedicada ao estudo de microcavidades ópticas com janelas de transmissão em 650 nm e em 1550 nm – correspondendo às regiões de menores perdas de fibras ópticas de plástico e de sílica. As microcavidades compreenderam espelhos de Bragg [camadas alternadas de silício amorfo (a-Si) e nitreto de silício amorfo (a-SiN)], um filme de a-SiN como espaçador, e foram depositadas sobre substratos de sílica pela técnica de sputtering. As cavidades MC-Er e MC-ErYb tiveram como espaçadores filmes de a-SiN dopados com Er e Er + Yb, respectivamente. Medidas de fotoluminescência da MC-ErYb na região do infravermelho próximo indicaram um aumento de 48 vezes na emissão dos íons Er3+ (em ~1535 nm) comparado a um filme de a-SiN dopado com érbio devido: (1) a presença do itérbio e, (2) às múltiplas reflexões sofridas pela luz nos espelhos de Bragg. As microcavidades cujos espaçadores eram a-SiN puro foram submetidas a medidas de transmissão óptica em função da temperatura de medida. O deslocamento da janela de transmissão devido às variações de temperatura permitiu determinar o valor do TOC do a-SiN como: (6.2±0.1)×10-5 ºC-1 (em ~ 620 nm) e, (4.7±0.1)×10-5 ºC -1 (em ~ 1510 nm). Até onde sabemos, o TOC do a-SiN no VIS foi determinado pela primeira vez neste trabalho. / Silicon photonic based structures have attracted great interest for allowing a perfect integration between optical and electronic process in a single chip. Besides being compatible with the actual microelectronic industry, it is believed that such structures can considerably increase the information processing speed. An optical microcavity is an example of a simple photonic structure. Made based on silicon, and doped with rare-earth ions, such microcavity may enhance the emission generated by the ion and become a device of technological importance. The project-construction of this kind of microcavity has to consider the operation region and the materials used. It still has to take into account external conditions that may, eventually, change its operation. One of these conditions is described by the thermo-optic coefficient (TOC) that shows the dependence of the refractive index with the temperature. Within this context the present PhD thesis was dedicated to the study of optical microcavities with transmission windows at 650 nm and at 1550 nm – corresponding to the low losses regions of the plastic and silica optical fibers. The microcavities comprised Bragg mirrors [alternated layers of amorphous silicon (a-Si) and amorphous silicon nitride (a-SiN)], one film of a-SiN as spacer, and were deposited on silica substrates by the sputtering technique. The MC-Er and MC-ErYb cavities had Er and Er+Yb-doped a-SiN films as spacers, respectively. Photoluminescence measurements of the MC-ErYb in the near infrared showed an enhancement of 48 times in the emission of the Er3+ ions (at ~ 1535 nm) compared with an Er-doped a-SiN film owing to: (1) the presence of ytterbium and, (2) the multiple reflections experienced by the light at the Bragg mirrors. The microcavities whose spacers were pure a-SiN were submitted to optical transmission measurements as a function of the measurement temperature. The shift of the transmission window due to variations in the temperature allowed determining the a-SiN TOC: (6.2±0.1)×10-5 ºC-1 (at ~ 620 nm) and, (4.7±0.1)×10-5 ºC -1 (at ~ 1510 nm). To the best of our knowledge, the a-SiN TOC in the visible was determined for the first time in this work.

O efeito protetor da caseína fosfopeptídea fosfato de cálcio amorfo (CPP-ACP) contra a erosão dentária é controverso. Este estudo in situ teve como objetivo investigar a capacidade de uma goma de mascar com CPP-ACP em prevenir uma única desmineralização erosiva. Blocos de esmalte bovino (120) selecionados pela dureza superficial inicial foram divididos aleatoriamente entre os grupos: GI - goma de mascar com CPP-ACP, GII - goma de mascar sem CPP-ACP e GIII - controle negativo para avaliação do efeito protetor sem estimulação salivar (sem goma de mascar). Dezenove voluntários participaram do estudo durante três fases cruzadas de 2 h cada. Nas fases de GI e GII os voluntários usaram dispositivos intrabucais palatinos contendo 2 blocos de esmalte, durante 120 minutos e mascaram uma unidade da goma de mascar correspondente ao grupo nos últimos 30 minutos. No grupo controle os voluntários usaram o dispositivo intrabucal por 2h, sem uso de goma de mascar. Em cada fase, imediatamente após a utilização, os dispositivos intrabucais foram imersos em refrigerante tipo cola durante 5 minutos para promover a desmineralização erosiva. A dureza superficial final foi mensurada e os valores foram utilizados para o cálculo do percentual de perda de dureza. Os dados foram analisados por ANOVA de medidas repetidas e teste Tukey (&#x3B1; = 5%). Menor perda de dureza do esmalte foi encontrada após a utilização de goma de mascar com (GI - 32,7%) e sem (GII - 33,5%) CPP-ACP relação ao efeito salivar sem estimulação (GIII - 39,8%) (p <0,05). Não houve diferença entre GI e GII (p> 0,05). Os resultados sugerem que a utilização de goma de mascar imediatamente antes de uma desmineralização erosiva é capaz de diminuir a perda de dureza do esmalte. No entanto, a presença de CPP-ACP na goma de mascar não foi capaz de melhorar este efeito. / The erosion-protective effect of CPP-ACP is controversial. This in situ study aimed to investigate the ability of CPP-ACP chewing gum to prevent a single event of erosive demineralization. Bovine enamel blocks (120), after selection (initial surface hardness) were randomly assigned to groups: GI-chewing gum with CPP-ACP, GIIchewing gum without CPP-ACP and Control group-salivary effect without stimulation (no gum). Nineteen volunteers participated on this study during 3 crossover phases of 2 h. On GI and GII, the volunteers wore intraoral palatal devices for 120 min and chewed a unit of the corresponding chewing gum on the last 30 min. On Control group the volunteer wore the appliance for 2 h, without chewing gum. On each phase immediately after the intraoral use, devices were extra orally immersed in cola drink for 5 minutes to promote erosive demineralization. The percentage of surface hardness loss was calculated. The data were analyzed by Repeated Measures ANOVA and Turkeys test. Less enamel hardness loss was found after the use of chewing gum with (GI-32.7 %) and without (GII-33.5%) CPP-ACP when compared to salivary effect without stimulation (control- 39.8%) (p<0.05). There was no difference between GI and GII (p>0.05). The results suggest that the use of chewing gum immediately before an erosive demineralization is able to diminish the enamel hardness loss. However, the presence of CPP-ACP in the chewing gum cannot enhance this protective effect.

O presente trabalho avaliou o efeito in situ de uma goma de mascar comercialmente disponível contendo caseína fosfopeptídea - fosfato de cálcio amorfo (CPP-ACP) na erosão dentária. Para a primeira etapa do estudo (capacidade remineralizadora) utilizaram-se 72 blocos de esmalte humano selecionados pela dureza de superfície (SHi) e erodidos in vitro pela imersão em Coca Cola®, pH 2,4 por 3 min (avaliação da dureza - SHd). Os blocos foram randomizados entre os grupos: GI Trident Fresh® (sem CPP-ACP), GII controle (sem chiclete) e GIII Trident Total® (com CPPACP). Doze voluntários utilizaram dispositivos intrabucais palatinos por 24 h em 3 fases cruzadas. Nas fases de GI e GIII os voluntários mascaram um chiclete (30 min) e em todas as fases após 2h, a dureza foi avaliada (SHf1). Os blocos foram reposicionados e os dispositivos usados por mais 22 h (+ 3 ciclos de mastigação de chiclete - GI e GIII). A dureza foi reavaliada (SHf2) para cálculo do percentual de recuperação de dureza (%SHR) após 2 e 24h. Na segunda etapa do estudo (ciclagem erosiva) 48 blocos de esmalte humano hígidos foram aleatorizados entre os grupos (GI, GII e GIII) e 8 voluntários utilizaram dispositivos intrabucais palatinos em fases cruzadas de 7 dias cada (washout de 7 dias). O protocolo de ciclagem erosiva foi de 4 imersões diárias do dispositivo intrabucal em 150 ml de Coca Cola® durante 5 min. Nos grupos I e III após cada desafio erosivo e reinserção do dispositivo na cavidade bucal, os voluntários mascaram um chiclete durante 30 min. A alteração da superfície do esmalte foi mensurada por perfilometria (&#x3BC;m). Os dados foram submetidos à ANOVA (2 critérios - etapa 1; 1 critério - etapa 2) e teste Tukey (&#x3B1;=0,05). Os resultados da recuperação de dureza demonstraram haver diferença significativa entre os grupos e os tempos (p<0,05). O Trident Total® (2h = 50,0%; 24h = 95,9%) promoveu maior recuperação de dureza que o Trident Fresh® (2h= 30,0%; 24h= 71,1%) e o grupo controle (2h = 15,7%; 24h = 40,9%). No desafio erosivo prolongado, o Trident Total® (5,2± 2,8 &#x3BC;m) e o Trident Fresh® (3,8 ± 1,5 &#x3BC;m) reduziram significativamente o desgaste dentário em relação ao grupo controle (6,8 ± 3,5 &#x3BC;m), no entanto, não houve diferença significativa entre os chicletes (p>0,05). Conclui-se que o efeito remineralizador da saliva foi maior após utilização de goma de mascar, sendo significativamente aumentado em função do período de remineralização e pela presença de CPP-ACP na goma de mascar. Contudo, para o protocolo de desafio erosivo adotado, apesar da goma de mascar convencional apresentar efeito na inibição do desgaste erosivo, o comportamento da goma de mascar com incorporação de CPP-ACP foi similar. / This study evaluated the in situ effect of a commercial chewing gum containing casein phosphopeptide - amorphous calcium phosphate (CPP-ACP) on dental erosion. On the first stage (remineralizing effect) 72 human enamel blocks, which were selected by surface hardness (SHi) and eroded in vitro by immersion in cola drink, pH 2,4 for 3 minutes (hardness evaluation - SHd) were used. Blocks were randomized into 3 groups: GI Trident Fresh® (conventional gum, without CPP-ACP), GII control (no gum) and GIII Trident Total® (with CPP-ACP). Twelve volunteers wore intraoral palatal devices for 24 h in 3 crossover phases. In phases of GI and GIII volunteers chewed a gum (30 min) and in all phases after 2h, the surface hardness was evaluated (SHf1). The blocks were reinserted and the devices used for additional 22h (+ 3 cycles of chewing gum - GI e GIII). The surface hardness was reassessed (SHf2) to calculate the percentage of surface hardness recovery (%SHR) after 2 and 24h. In the second stage (erosive cycling) 48 healthy human enamel blocks were randomized between groups (GI, GII and GIII) and 8 volunteers wore intraoral palatal devices in crossover phases of 7 days each (washout of 7 days). The cycling protocol consisted of 4 daily immersions of the intraoral device into 150 ml of cola drink for 5 min. In groups I and III after each erosive challenge and oral device reinsertion into oral cavity, the volunteers chewed a gum for 30 min. The enamel surface alterations were measured by profilometry (&#x3BC;m). Data were analyzed by Anova (Two way - stage 1, One way - stage 2) and Turkeys test (&#x3B1;=0,05). The results of percentage of surface hardness recovery showed significant differences for factors groups and time (p<0.05). Trident Total® (2h = 50.0%; 24h = 95.9%) showed higher percentage of surface hardness recovery than the Trident Fresh® (2h = 30.0%; 24h = 71.1%) and control group (2h = 15.7% 24h = 40.9%). In the prolonged erosive challenge, Trident Total® (5.2 ± 2.8 &#x3BC;m) and Trident Fresh® (3.8 ± 1.5 µm) significantly reduced tooth wear compared to control group (6.8 ± 3, 5 µm). However, there was no significant difference between chewing gums. It is concluded that the saliva remineralizing effect increased after the use of conventional chewing gum and was enhanced by prolonged period of remineralization and by the presence of CPPACP in the chewing gum. However for the adopted erosive challenge, despite the conventional chewing gum being able to diminish erosive wear, the chewing gum containing CPP-ACP showed similar effect.

Apesar do caráter cada vez mais preventivo, a Odontologia ainda lida com a realidade terapêutica de reabilitação de uma população cujo mais grave problema de saúde bucal é a ausência dental. A implantodontia apareceu como uma opção para essas reabilitações, porém, não raro, se vê diante de reabsorções ósseas que inviabilizam a instalação direta de implantes. A utilização de enxertos ósseos é o grande recurso para essas áreas. Os enxertos autógenos são uma excelente opção, mas vêm acompanhados de alguns inconvenientes como maior morbidade e risco de infecção, maior tempo de recuperação e maior custo. Esses dificultadores têm contribuído para o desenvolvimento de materiais alternativos. Um desses materiais é o fosfato de cálcio amorfo (FCA), cuja forma cristalina é a hidroxiapatita (HA). Nesse estudo utilizou-se de uma inédita apresentação do mesmo, em forma filamentosa, para avaliar a neoformação óssea na reparação alveolar. A hidroxiapatita em grânulos foi utilizada como referência comparativa. Foram utilizados 44 animais da espécie Rattus Novergicus albinus, linhagem Wistar, machos e adultos. Estes foram submetidos à exodontia do incisivo superior cuja loja alveolar foi imediatamente preenchida com um biomaterial, a saber: FCA, HA e FCAHA (mistura de 50%&#x2d;50% de cada um deles). Ao término de 28 dias foram sacrificados e seus alvéolos analisados em microscopia de luz convencional quantificando a formação de coágulo, a neoformação óssea, a deposição de tecido osteóide e a presença de vasos no tecido de reparação. As células típicas do tecido ósseo se mostraram presentes. Osteoblastos e osteoclastos na superfície das trabéculas e profusão de fibroblastos no tecido ósseo imaturo, ocupando os espaços intertrabeculares. A deposição de tecido osteóide e de tecido ósseo neoformado apresentou-se em todos os grupos, porém com diferenças em relação à sua distribuição. O grupo controle apresentou reparação óssea compatível com o clássico descrito em literatura, ou seja, de maneira centrípeta. Também foi evidenciada a presença de um coágulo central ou paracentral em relação ao alvéolo. No grupo FCA a quantidade de tecido ósseo neoformado era mais evidente do que nos demais. Já no grupo HA a presença dos cristais sugeriu uma concorrência espacial com a formação tecidual. No grupo FCAHA a deposição tecidual mostrou-se nitidamente irregular. Nos grupos onde foi utilizado o FCA a deposição de tecido ósseo neoformado foi superior àqueles onde esse biomaterial não estava presente. Nosso estudo sugere que o FCA tem uma característica osteoindutora mais evidente do que a HA. Justifica-se por, dentro do período estudado, verificar-se o maior depósito de tecido neoformado e a menor quantidade de tecido osteóide quando os comparamos com os outros grupos. Concluímos que o FCA apresentado na forma de filamentos comportou-se in vivo com características comparáveis a de outros materiais biocompatíveis, mostrando boa resposta osteoindutora, e uma reparação e neoformação mais rápida que a da HA / Despite it increasingly preventive character, dentistry also deals with the reality of therapeutic rehabilitation of a population whose most serious oral health problem is dental absence. Dental implant appeared as an option for these rehabilitations, however, often, is faced with bone resorption that prevent direct implant placement. The use of bone grafts is a great resource for those areas. Autogenous grafts are an excellent option, but comes accompanied by some drawbacks as higher morbidity and risk of infection, longer recovery time and higher cost. These have contributed to hindering the development of alternative materials. One such material is amorphous calcium phosphate (ACP), which is the crystalline form hydroxyapatite (HA). In this study, we used an unprecedented presentation of the same in filamentous form, to evaluate new bone formation in the alveolar repair. The hydroxyapatite granules was used as a comparative reference. 44 animals were used species Rattus Novergicus Albinus, Wistar, adult males. These were subjected to extraction of the upper incisor whose cellular store was immediately filled with a biomaterial, namely: ACP, and ACPHA (mixture of 50% &#x2d;50% of each). At the end of 28 days they were sacrificed and their alveoli analyzed by conventional light microscopy quantifying clot formation, bone formation, deposition of osteoid tissue and the presence of vessels in tissue repair. The cells typical of bone tissue showed present. Osteoblasts and osteoclasts on the surface of trabecular and profusion of fibroblasts in the immature bone tissue, occupying the intertrabecular spaces. The deposition of osteoid tissue and newly formed bone appeared in all groups, but with differences regarding their distribution. The control group exhibited bone repair compatible with the classic described in the literature, centripetal manner. In addition, it revealed the presence of a central clot or para in relation to the alveolus. ACP group in the amount of newly formed bone was more evident than in others. Already in the HA group the presence of crystals suggested a space competition with tissue formation. The group ACPHA tissue deposition was shown to be clearly irregular. In groups which was used ACP deposition of newly formed bone was higher than those where this biomaterial were not present. Our study suggests that the ACP has clearer osteoinductive characteristic of the HA. Justified by, within the study period, check it the largest deposit of newly formed tissue and the least amount of osteoid tissue when compared with the other groups. We conclude that the ACP presented in the form of filaments behaved in vivo comparable characteristics of other biocompatible materials, showing good osteoinductive response, a faster repair and neogenesis the HA

Orientador: Francisco das Chagas Marques / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T15:07:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viana_GustavoAlexandre_M.pdf: 3366842 bytes, checksum: 8c8e197604709bdb58680d545de2f736 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste projeto de tese de mestrado apresentamos os resultados de medidas de ressonância paramagnética eletrônica (RPE), realizadas em filmes de nitreto de carbono amorfo (a-C1-xNx(:H)), depositados por duas técnicas diferentes, conhecidas como: Glow Discharge (GD) e Dual Ion Beam Assisted Deposition (DIBAD). Os principais parâmetros obtidos como: A concentração de centros paramagnéticos (CCP), fator (ou valor) g e largura de linha (.Hpp), típicos para a espectroscopia de RPE, são analisados em termos das mudanças promovidas pelo nitrogênio incorporado em nossas amostras de a-C1-x Nx(:H), ao lado de resultados já publicados por outros grupos em temas próximos ao aqui desenvolvido. Diferente da tendência apresentada por outros filmes de carbono amorfo (a-C), depositados por diferentes técnicas, onde se observa que a CCP aumenta, ~10 20 cm -3 , conforme o gap óptico diminui, ~1,0 eV, este último em função da presença de clusters grafíticos maiores, nossas amostras de a-C, principalmente aquelas depositadas por DIBAD, mostram-se claramente fora deste comportamento, como será apresentado, com uma concentração de centros paramagnéticos da ordem de 10 18 cm -3 para um gap óptico de 0 eV. Atribuímos a este comportamento, uma diferenciação entre quais tipos de centros paramagnéticos (localizados ou itinerantes), em função do tamanho do gap óptico, são os responsáveis pelo sinal de RPE observado / Abstract: In this present work, measures of Electron Paramagnetic Resonance (EPR) on amorphous carbon nitride films (a-C1-x Nx(:H)), deposited by two different techniques known as Glow Discharge (GD) and Dual Ion Beam Assisted Deposition (DIBAD), will be presenting. The parameters like Paramagnetic Centers Concentration (PCC), g value and linewidth, ordinary within the EPR spectroscopy, are analyzed as the nitrogen is incorporated promoting some structural changes into the our a-C1-x Nx(:H) samples, and besides to results reporting by others groups working in subjects close to that here developed. Differently of the behavior showed by others amorphous carbon films (a-C) deposited by several different ways, where the paramagnetic centers get rise, ~10 20cm -3 , as the optical gap drops, ~ 1.0 eV, due the presence of the largest clusters of graphite sheets, our a-C samples, mainly the ones deposited by DIBAD, presenting in a straight disagree according to this trend, as it will be later explored, with a PCC around 10 18 cm -3 and a 0 eV for the optical gap. We have attributed to this behavior, a transition between localized and itinerant centers, respectably for large and small gap, whose are the responsible for the EPR signal observed. / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

This paper presents a methodology for optimizing the distribution transformers project, considering the capitalized cost, employing concurrently in your project amorphous core and insulating vegetable oil. The use of amorphous core technology provides a significant reduction of the load losses as the use of the insulating vegetable oil which is a non-toxic fluid and rapidly biodegradable when in contact with the environment, it allows increasing the machine's operating temperature . The use of these two materials have provided considerable percentage improvements in efficiency and cost / power compared to conventional distribution transformers manufactured. The methodology is aimed to create and select designs that have a lower total cost, namely the sum of the transformer manufacturing cost capitalized cost of losses during the useful life envisaged for the equipment. In addition, it presents the case study of a 75 kVA designed distribution transformer and manufactured with amorphous core and insulating vegetable oil, routine employed optimization (developed in VBA Excel), the theoretical results obtained from the optimized design and the experimental results. / Este trabalho apresenta uma metodologia de otimização do projeto de transformadores de distribuição, considerando o custo capitalizado, que empregam concomitantemente em seu projeto núcleo amorfos e óleo vegetal isolante. O emprego da tecnologia de núcleo amorfo proporciona significativa redução das perdas em vazio, enquanto a utilização do óleo vegetal isolante, que é um fluído não tóxico e de rápida biodegradação quando em contato com o meio ambiente, possibilita o aumento da temperatura de operação do equipamento. A utilização desses dois materiais propiciaram melhoras percentuais consideráveis na eficiência e na relação custo/potência em comparação aos transformadores de distribuição convencionalmente fabricados. A metodologia visa criar e selecionar projetos que tenham um menor custo total, ou seja, a soma do custo de fabricação do transformador com o custo capitalizado das perdas durante a vida útil considerada para o equipamento.Além disso, é apresentado o estudo de caso de um transformador de distribuição de 75 kVA projetado e fabricado com o núcleo amorfo e óleo vegetal isolante, a rotina de otimização empregada (desenvolvida em VBA Excel), os resultados teóricos obtidos a partir do projeto otimizado e os resultados experimentais.

Neste trabalho filmes finos de silício amorfo hidrogenado (a-Si:H) foram depositados no reator magnetron sputtering do laboratório de sistemas integráveis (LSI), a temperaturas menores que 100 °C, pela introdução do gás hidrogênio junto com o de argônio para pulverização de um alvo de silício policristalino. As condições de deposição investigadas estão compreendidas em pressões totais de 5 e 10 mTorr para as quais a potência de RF variou de 150 a 300 W, para a menor pressão, e de 200 a 300 W, para a maior pressão, sendo que para cada condição de potência a concentração de hidrogênio nos gases de descarga variou de pelo menos 0 % a no máximo 60 %. Como os substratos utilizados foram carbono vítreo, lâminas oxidadas de silício e placas de vidro para microscópio óptico os filmes depositados sobre o carbono foram caracterizados por RBS, os depositados sobre as lâminas oxidadas de silício por FTIR e medidas IV e os depositados sobre o vidro por espectroscopia de absorção óptica na região do ultravioleta-visível. A caracterização RBS forneceu informações tanto sobre o tipo e quantidade de impurezas eventualmente incorporadas durante a deposição como sobre a densidade superficial do silício que permitiu a obtenção da densidade volumétrica pela utilização dos parâmetros de espessura obtidos pela técnica de perfilometria. Através da análise dos espectros FTIR o hidrogênio incorporado pode ser quantificado na forma de mono e polihidretos de silício. As medidas IV foram realizadas através de contatos de alumínio, evaporados sobre os filmes, para a obtenção tanto da condutividade de escuro como da fotocondutividade e a análise dos espectros de absorção óptica dos filmes permitiu a obtenção tanto dos valores de energia do gap óptico, pelo método Tauc, como do parâmetro B que é inversamente proporcional à largura da cauda das bandas de valência e de condução que por sua vez aumentam com o aumento da densidade de defeitos dos filmes. Desta forma os filmes que apresentaram as maiores fotosensibilidades (razão entre a fotocondutividade e a condutividade de escuro), consideradas para a escolha dos melhores resultados, foram os depositados a 10 mTorr uma vez que eles apresentam uma maior concentração tanto de ligações SiH 2 como de SiH 3 e menores concentrações totais de hidrogênio incorporado ao filme que os filmes depositados a 5 mTorr o que acabou contribuindo para a diminuição da densidades de estados localizados da banda de mobilidade, provavelmente devido a nucleação de cristais, o que ocorre tipicamente para filmes depositados por sistemas magnetron sputtering a grandes pressões totais e grandes pressões parciais de hidrogênio, estando, desta forma, tanto as ligações SiH 2 como SiH 3 situadas nos contornos de grão. Assim os filmes depositados a 10 mTorr apresentam concentrações quase nula de ligações SiH, mas as maiores fotosensibilidades. / In this work thin films of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) were deposited in the magnetron sputtering reactor of the Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI), at temperatures lower than 100 °C, by the introduction of hydrogen and argon gasses for the sputtering of a policrystalline silicon target. The deposition conditions investigated are total pressures of 5 and 10 mTorr for which the RF power varied from 150 to 300 W, for the lowest pressure, and from 200 to 300 W, for the highest pressure. For each power condition the hydrogen concentration in the discharge gases ranged from 0 % to maximum 60 %. The substrates used were glassy carbon, for RBS characterization, oxidized silicon wafers for FTIR and IV measurements and glass plate for optical microscope and visible-ultraviolet spectroscopy absorption. The RBS characterization provided information about both the type and quantity of impurity incorporated during the deposition and the amorphous silicon superficial density that allowed obtaining the volumetric density by the utilization of the thickness parameter obtained by the profilometry technique. Through the analyses of the FTIR spectra the hydrogen incorporated could be quantified in the form of mono and poli silicon hydrides. The IV measurements were performed, through aluminum contacts evaporated on the films, to obtain the dark and photoconductivity and the films ultraviolet-visible absorption spectra. Through ultraviolet-visible analysis was possible to obtain both the optical energy gap values, by the Tauc method, and the B parameter, which is inversely proportional to the valence and conduction tail width. The B parameter increases with the defect density of the films. Thus, the films that showed the biggest photosensitivity (relation between the photoconductivity and dark conductivity) were deposited at 10 mTorr. These films showed a higher concentration of both SiH 2 and SiH 3 bonds but a lower concentration of total hydrogen incorporated, which contributed to the decrease of the density of states in the mobility band, probably due to the nucleation of crystals typical of films deposited by the magnetron sputtering system at high pressure and high hydrogen concentration. In this way the SiH 2 and SiH 3 would be in the grain boundary. So the films deposited at 10 mTorr showed almost null concentration of SiH bonds, but the highest photosensitivities.

Neste trabalho filmes finos de silício amorfo hidrogenado (a-Si:H) foram depositados no reator magnetron sputtering do laboratório de sistemas integráveis (LSI), a temperaturas menores que 100 °C, pela introdução do gás hidrogênio junto com o de argônio para pulverização de um alvo de silício policristalino. As condições de deposição investigadas estão compreendidas em pressões totais de 5 e 10 mTorr para as quais a potência de RF variou de 150 a 300 W, para a menor pressão, e de 200 a 300 W, para a maior pressão, sendo que para cada condição de potência a concentração de hidrogênio nos gases de descarga variou de pelo menos 0 % a no máximo 60 %. Como os substratos utilizados foram carbono vítreo, lâminas oxidadas de silício e placas de vidro para microscópio óptico os filmes depositados sobre o carbono foram caracterizados por RBS, os depositados sobre as lâminas oxidadas de silício por FTIR e medidas IV e os depositados sobre o vidro por espectroscopia de absorção óptica na região do ultravioleta-visível. A caracterização RBS forneceu informações tanto sobre o tipo e quantidade de impurezas eventualmente incorporadas durante a deposição como sobre a densidade superficial do silício que permitiu a obtenção da densidade volumétrica pela utilização dos parâmetros de espessura obtidos pela técnica de perfilometria. Através da análise dos espectros FTIR o hidrogênio incorporado pode ser quantificado na forma de mono e polihidretos de silício. As medidas IV foram realizadas através de contatos de alumínio, evaporados sobre os filmes, para a obtenção tanto da condutividade de escuro como da fotocondutividade e a análise dos espectros de absorção óptica dos filmes permitiu a obtenção tanto dos valores de energia do gap óptico, pelo método Tauc, como do parâmetro B que é inversamente proporcional à largura da cauda das bandas de valência e de condução que por sua vez aumentam com o aumento da densidade de defeitos dos filmes. Desta forma os filmes que apresentaram as maiores fotosensibilidades (razão entre a fotocondutividade e a condutividade de escuro), consideradas para a escolha dos melhores resultados, foram os depositados a 10 mTorr uma vez que eles apresentam uma maior concentração tanto de ligações SiH 2 como de SiH 3 e menores concentrações totais de hidrogênio incorporado ao filme que os filmes depositados a 5 mTorr o que acabou contribuindo para a diminuição da densidades de estados localizados da banda de mobilidade, provavelmente devido a nucleação de cristais, o que ocorre tipicamente para filmes depositados por sistemas magnetron sputtering a grandes pressões totais e grandes pressões parciais de hidrogênio, estando, desta forma, tanto as ligações SiH 2 como SiH 3 situadas nos contornos de grão. Assim os filmes depositados a 10 mTorr apresentam concentrações quase nula de ligações SiH, mas as maiores fotosensibilidades. / In this work thin films of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) were deposited in the magnetron sputtering reactor of the Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI), at temperatures lower than 100 °C, by the introduction of hydrogen and argon gasses for the sputtering of a policrystalline silicon target. The deposition conditions investigated are total pressures of 5 and 10 mTorr for which the RF power varied from 150 to 300 W, for the lowest pressure, and from 200 to 300 W, for the highest pressure. For each power condition the hydrogen concentration in the discharge gases ranged from 0 % to maximum 60 %. The substrates used were glassy carbon, for RBS characterization, oxidized silicon wafers for FTIR and IV measurements and glass plate for optical microscope and visible-ultraviolet spectroscopy absorption. The RBS characterization provided information about both the type and quantity of impurity incorporated during the deposition and the amorphous silicon superficial density that allowed obtaining the volumetric density by the utilization of the thickness parameter obtained by the profilometry technique. Through the analyses of the FTIR spectra the hydrogen incorporated could be quantified in the form of mono and poli silicon hydrides. The IV measurements were performed, through aluminum contacts evaporated on the films, to obtain the dark and photoconductivity and the films ultraviolet-visible absorption spectra. Through ultraviolet-visible analysis was possible to obtain both the optical energy gap values, by the Tauc method, and the B parameter, which is inversely proportional to the valence and conduction tail width. The B parameter increases with the defect density of the films. Thus, the films that showed the biggest photosensitivity (relation between the photoconductivity and dark conductivity) were deposited at 10 mTorr. These films showed a higher concentration of both SiH 2 and SiH 3 bonds but a lower concentration of total hydrogen incorporated, which contributed to the decrease of the density of states in the mobility band, probably due to the nucleation of crystals typical of films deposited by the magnetron sputtering system at high pressure and high hydrogen concentration. In this way the SiH 2 and SiH 3 would be in the grain boundary. So the films deposited at 10 mTorr showed almost null concentration of SiH bonds, but the highest photosensitivities.