Orientador: Gustavo Michel Mendoza La Torre / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014. / Nesta tese estudamos o transporte eletrônico em sistemas mesoscópicos balísticos. Nós fizemos simulações numéricas de diversos confinamentos de um gás de elétrons bidimensional (2DEG na interface GaAs=AlGaAs) e discutimos as propiedades de transmissão através desses sistemas nanoestruturados. Para nossos cálculos, utilizamos a aproximação de massa efetiva no modelo tight binding para emular o comportamendo da função de onda quando esta interage com um potencial de confinamento, e com alguns potenciais que chamaremos "controladores". Em particular pesquisamos sobre o transporte eletrônico através de confinamentos tipo Open Quantum Dot (OQD). As propiedades de transporte são encontradas utilizando cálculo das funções de Green da rede tight binding para obter as amplitudes de transmissão do sistema e sua aplicação no formalismo Landauer-Büttiker. A pesquisa foi dividida em duas etapas, a primeira engloba um grupo de testes em sistemas conhecidos para ter a certeza de um ótimo funcionamento do programa e para nos familiarizarmos com as características mais fundamentais da transmissão através destes sistemas. Por outro lado, estudamos o efeito que podem ter gates colocados nas posições de máxima intensidade na densidade local de estados. Aqui encontramos deslocamentos dos primeiros estados ressonântes que dependem do potencial aplicado nos controladores. Também encontramos que usando combinações de diferentes gates controladores, podemos mudar a forma de linha das ressonâncias de Fano observadas na conductância, por exemplo, desde um estado ressonânte simétrico para uma ressonância assimétrica, e logo mudar sua forma de linha para um dip o para a forma invertida da ressonância assimétrica mencionada. Observamos aqui também que a varredura de um único gate controlador pode inverter ressonâncias assimétricas de Fano. Em geral, com isto estamos manipulando a localização dos estados da caixa quântica e seu acoplamento com o mar continuo dos leads de entrada e saída. Numa segunda etapa, usamos o nosso método agora aplicado para sistemas de tamanhos realísticos com paredes de potencial de diferentes suavidades. Nos quais, sintonizamos as diferentes formas de linha de Fano (em sistemas realísticos) via a aplicação de gates controladores, emulados por antidots no interior do OQD, usando: paredes parabólicas, paredes tipo soft wall e paredes abruptas. Comparamos as condutâncias, densidades locais de estado, deslocamentos e as formas de linha das ressonâncias de Fano para os OQDs com estes tipos de paredes, na procura do sistema no qual seja possível o melhor controle das ressonâncias de Fano, tanto no iii seu deslocamento como na sua sintonia de formas. Encontramos que a forma do OQD não influi fortemente nos deslocamentos dos estados quase-ligados, mas sim na sintonia das diferentes formas de linha das ressonâncias. Obtivemos que no caso de um OQD abrupto, a sintonia é facilmente atingida, no caso soft wall também atingimos esta sintonia mas com uma pequena diminuição de amplitude nas ressonâncias. Por outro lado com a mesma configuração de gates no caso parabólico, não encontramos esta sintonia tão facilmente. Finalmente, estudamos diferentes configurações de gates controladores para melhorar os nossos resultados, e assim obter um controle optimizado das ressonâncias de Fano. / In this thesis we studied the electronic transport in ballistic mesoscopic systems. We did numeric simulations of various confinements of a Two-Dimensional Electron Gas (2DEG at the interface GaAs/AlGaAs) and discussed the transmission properties through those nanostructured systems. For our calculations, we employed the effective mass approximation in the tight binding model to emulate the wave function¿s behavior when this interact with a confinementpotential, and with other potentials that we will name "drivers". We specifically investigated the electronic transport through Open Quantum Dots (OQDs). The transport properties were found using the calculations of tight binding Lattice Green¿s functions, in order to obtain the system¿s transmission amplitudes and its applications in Landauer-Büttiker formalism. The research was divided in two steps. The first one includes a group of tests in known systems in order to have certainty of an optimal operation of the program and familiarize our selves with the most fundamental characteristics of transmission through these systems. On the other hand, we studied the effect that can result from placing gates on positions of maximum intensity of local density of states (LDOS). Here, we found displacements of first resonant states that depend on the potentials applied at the drivers. Moreover, we found that by using combinations of different gate drivers, we could change the line shape of Fano resonances observed in the conductance, for instance, from a symmetric resonant state to an asymmetric resonance, and then change its line shape to a dip or an inverted form of the asymmetric resonance mentioned. We also observed that the movement of just one gate driver could invert asymmetric Fano resonances. In general, we are manipulating the state localization of the Quantum Dot and its coupling to the continuous sea of leads of entrance and exit. In a second stage, we applied our mentioned method to systems of realistic sizes and potentials walls with different softness. In which, we tune the different Fano line shapes (in realisticsystems) by applying gate drivers, emulated by antidots inside the OQD, using: parabolic walls, "soft walls" and abrupt walls. We compared the conductances, Local Density of States, displacements and Fano line shapes for the OQDs with the walls mentioned, in pursuit of systems in which is possible the best Fano resonances control, on both, their displacements and line shapes. We found that OQD¿s shape does not influence displacements of quasi-bound states in a great way, but affect the tuning of different line shapes resonances. We concluded that in the v case of abrupt OQD, the tuning is easily achieved, and regarding the soft wall we also obtained the tuning but with a small decreasing resonance amplitude. In the other hand, we could not find this tuning as easily in the parabolic case. Finally, we studied different configurations of gate drivers to improve our results, and an optimized control of Fano resonances.

Orientador: Gustavo Michel Mendoza La Torre / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014. / Nesta tese estudamos o transporte eletrônico em sistemas mesoscópicos balísticos. Nós fizemos simulações numéricas de diversos confinamentos de um gás de elétrons bidimensional (2DEG na interface GaAs=AlGaAs) e discutimos as propiedades de transmissão através desses sistemas nanoestruturados. Para nossos cálculos, utilizamos a aproximação de massa efetiva no modelo tight binding para emular o comportamendo da função de onda quando esta interage com um potencial de confinamento, e com alguns potenciais que chamaremos "controladores". Em particular pesquisamos sobre o transporte eletrônico através de confinamentos tipo Open Quantum Dot (OQD). As propiedades de transporte são encontradas utilizando cálculo das funções de Green da rede tight binding para obter as amplitudes de transmissão do sistema e sua aplicação no formalismo Landauer-Büttiker. A pesquisa foi dividida em duas etapas, a primeira engloba um grupo de testes em sistemas conhecidos para ter a certeza de um ótimo funcionamento do programa e para nos familiarizarmos com as características mais fundamentais da transmissão através destes sistemas. Por outro lado, estudamos o efeito que podem ter gates colocados nas posições de máxima intensidade na densidade local de estados. Aqui encontramos deslocamentos dos primeiros estados ressonântes que dependem do potencial aplicado nos controladores. Também encontramos que usando combinações de diferentes gates controladores, podemos mudar a forma de linha das ressonâncias de Fano observadas na conductância, por exemplo, desde um estado ressonânte simétrico para uma ressonância assimétrica, e logo mudar sua forma de linha para um dip o para a forma invertida da ressonância assimétrica mencionada. Observamos aqui também que a varredura de um único gate controlador pode inverter ressonâncias assimétricas de Fano. Em geral, com isto estamos manipulando a localização dos estados da caixa quântica e seu acoplamento com o mar continuo dos leads de entrada e saída. Numa segunda etapa, usamos o nosso método agora aplicado para sistemas de tamanhos realísticos com paredes de potencial de diferentes suavidades. Nos quais, sintonizamos as diferentes formas de linha de Fano (em sistemas realísticos) via a aplicação de gates controladores, emulados por antidots no interior do OQD, usando: paredes parabólicas, paredes tipo soft wall e paredes abruptas. Comparamos as condutâncias, densidades locais de estado, deslocamentos e as formas de linha das ressonâncias de Fano para os OQDs com estes tipos de paredes, na procura do sistema no qual seja possível o melhor controle das ressonâncias de Fano, tanto no iii seu deslocamento como na sua sintonia de formas. Encontramos que a forma do OQD não influi fortemente nos deslocamentos dos estados quase-ligados, mas sim na sintonia das diferentes formas de linha das ressonâncias. Obtivemos que no caso de um OQD abrupto, a sintonia é facilmente atingida, no caso soft wall também atingimos esta sintonia mas com uma pequena diminuição de amplitude nas ressonâncias. Por outro lado com a mesma configuração de gates no caso parabólico, não encontramos esta sintonia tão facilmente. Finalmente, estudamos diferentes configurações de gates controladores para melhorar os nossos resultados, e assim obter um controle optimizado das ressonâncias de Fano. / In this thesis we studied the electronic transport in ballistic mesoscopic systems. We did numeric simulations of various confinements of a Two-Dimensional Electron Gas (2DEG at the interface GaAs/AlGaAs) and discussed the transmission properties through those nanostructured systems. For our calculations, we employed the effective mass approximation in the tight binding model to emulate the wave function¿s behavior when this interact with a confinementpotential, and with other potentials that we will name "drivers". We specifically investigated the electronic transport through Open Quantum Dots (OQDs). The transport properties were found using the calculations of tight binding Lattice Green¿s functions, in order to obtain the system¿s transmission amplitudes and its applications in Landauer-Büttiker formalism. The research was divided in two steps. The first one includes a group of tests in known systems in order to have certainty of an optimal operation of the program and familiarize our selves with the most fundamental characteristics of transmission through these systems. On the other hand, we studied the effect that can result from placing gates on positions of maximum intensity of local density of states (LDOS). Here, we found displacements of first resonant states that depend on the potentials applied at the drivers. Moreover, we found that by using combinations of different gate drivers, we could change the line shape of Fano resonances observed in the conductance, for instance, from a symmetric resonant state to an asymmetric resonance, and then change its line shape to a dip or an inverted form of the asymmetric resonance mentioned. We also observed that the movement of just one gate driver could invert asymmetric Fano resonances. In general, we are manipulating the state localization of the Quantum Dot and its coupling to the continuous sea of leads of entrance and exit. In a second stage, we applied our mentioned method to systems of realistic sizes and potentials walls with different softness. In which, we tune the different Fano line shapes (in realisticsystems) by applying gate drivers, emulated by antidots inside the OQD, using: parabolic walls, "soft walls" and abrupt walls. We compared the conductances, Local Density of States, displacements and Fano line shapes for the OQDs with the walls mentioned, in pursuit of systems in which is possible the best Fano resonances control, on both, their displacements and line shapes. We found that OQD¿s shape does not influence displacements of quasi-bound states in a great way, but affect the tuning of different line shapes resonances. We concluded that in the v case of abrupt OQD, the tuning is easily achieved, and regarding the soft wall we also obtained the tuning but with a small decreasing resonance amplitude. In the other hand, we could not find this tuning as easily in the parabolic case. Finally, we studied different configurations of gate drivers to improve our results, and an optimized control of Fano resonances.

Apresentamos mapas bidimensionais (2D) para a cinemática do gás na região central (algumas centenas de parsecs) das galáxias ativas NGC 1566, M81, NGC 3982 e NGC 4450, e para a cinemática estelar para a galáxia' M81. As observações foram feitas com a Unidade de Campo Integral (IFU) do GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph) nos telescópios Gemini. Obtivemos campos de velocidades e mapas de dispersão de velocidades pelo ajuste das linhas de emissão do gás Hα, [NII]λ6584 e [SIl] λλ6717,31. Nosso objetivo foi procurar a assinatura de movimentos de queda do gás em direção ao núcleo da galáxia para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia NGC 1566, foi possível ajustar um modelo de rotação para o gás no plano da galáxia. o que possibilitou a construção de um mapa de resíduos através da subtração do campo de velocidades modelado do campo de velocidades do gás. Nós comparamos estes mapas de resíduos e dispersão de velocidades com mapas de estrutura, construídos a partir de observações com o telescópio espacial Hubble, em busca de uma relação entre os filamentos de poeira vistos nos mapas de estrutura e fluxos de gás, no intuito de testar a hipótese de que espirais nucleares são canais pelos quais a matéria é levada de escalas galácticas até a região nuclear para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia M81, foi possível obter o campo de velocidades estelar, que foi subtraído do campo de velocidades do gás para isolar movimentos não circulares. Para as demais galáxias, o campo de velocidades e o mapa de dispersão de velocidades foram comparados diretamente ao mapa de estrutura, uma vez que não foi possível ajustar um modelo de rotação no plano. Todas as galáxias mostram associação entre movimentos não circulares e aumentos de dispersão de velocidades com filamentos escuros observados nos mapas de estrutura. Além disso, estimamos a taxa de acreção necessária para reproduzir a luminosidade do núcleo e, também, a massa do buraco negro central para todas as galáxias da amostra e, no caso de NGC 1566 e M81, estimamos também a taxa de infiow de gás em regiões onde encontramos fluxos de gás em direção ao núcleo e comparamos esta taxa com a taxa de acreção.

Esta tese é dividida em duas partes. Na Parte I, apresenta-se uma verificação da Hipótese Topológica (HT) sobre o Modelo Esférico ferromagnético. Esta hipótese sugere uma nova abordagem a transições de fase termodinâmicas (TFs), baseada na idéia recentemente proposta de que o mecanismo na origem das TFs seja uma transição topológica (TT) adequada do espaço de configurações de um sistema ocorrendo no ponto da transição de fase. Através de uma análise topológica do espaço de configurações do Modelo Esférico, sugere-se que as TTs relevantes ao comportamento crítico sejam caracterizadas por não-analiticidades em certos invariantes topológicos. Da comparação entre termodinâmica e topologia, conclui-se que tais TTs não coincidem com as TFs que ocorrem no modelo. Ademais, nenhuma descontinuidade topológica "abrupta" pôde ser associada aos pontos onde ocorrem TFs no mesmo, isto é, as TTs que coincidem com os pontos críticos (termodinâmicos) não possuem características distintivas que as diferenciem das demais TTs. O principal resultado deste trabalho indica que o mecanismo topológico não é responsável pela emergência das transições de fase no modelo. Este trabalho resultou em duas publicações (Risau-Gusman, Ribeiro-Teixeira, Stariolo, Phys. Rev. Lett. 2005; idem, J. Stat. Phys. 2006). Na Parte II desta tese, investigou-se a ocorrência de uma fase de vidro a baixas temperaturas, em um modelo bidimensional, sem desordem congelada, mas frustrado por interações competitivas em escalas de distância distintas, denominada fase de stripe-glass. O cálculo da entropia configuracional do modelo é baseado em um método aplicado a sistemas frustrados sem desordem congelada devido a Westfahl, Schmalian e Wolynes. A entropia configuracional como função da temperatura e parâmetros do modelo pode ser obtida a partir da expansão para a energia livre dentro da aproximação auto-consistente de campo blindado (self-consistent screening approximation, SCSA), proposta por Bray. A fase de stripe-glass, quando ocorre, está ligada à mobilidade dos defeitos no sistema, e é caracterizada pela ocorrência de uma correlação a dois tempos finita no limite assintótico t − t0 ! ¥, abaixo da transição para o regime de dinâmica lenta. O método aplicado ao modelo bidimensional estudado resulta em uma entropia configuracional nula para qualquer temperatura porque a correlação entre réplicas distintas (que corresponde à correlação dinâmica), neste modelo, é sempre nula. Conclui-se assim que não ocorre fase de vidro em qualquer temperatura no modelo estudado. / This thesis is divided into two parts. In Part I a verification of the Topological Hypothesis (TH) on the ferromagnetic Spherical Model is presented. This hypothesis suggests a new approach to phase transitions (PTs), based on the recently proposed idea that the mechanism at the origin of these phenomena might be a suitable topology change in a system’s configuration space at its phase transition point. Within a topological analysis of the SphericalModel’s configuration space, one suggests that the TTs which are relevant to the thermodynamic system’s critical behavior are characterized by non-analyticities of some given topological invariants. From the comparison between thermodynamics and topology, one concludes that such TTs do not coincide with the PTs occurring in the model. Furthermore, no "abrupt" topological discontinuity could be associated to the model’s PTs, i. e., the TTs occurring at the thermodynamic critical points do not display any salient feature which identify those amongst the other TTs. The main result of this work indicates that the topological mechanism is not responsible for the emergence of the phase transitions in the model. This work has resulted in two publications (Risau-Gusman, Ribeiro-Teixeira, Stariolo, Phys. Rev. Lett. 2005; idem, J. Stat. Phys. 2006). In Part II of the thesis, one has investigated the occurrence of a glassy phase in a two-dimensional system, without quenched disorder, but frustrated by the competition of interactions on different length scales. The configurational entropy is computed through a method applied to frustrated systems with no quenched disorder, due to Westfahl, Schmalian and Wolynes. Introducing replicas through averaging over a pinning field, and within Bray’s self-consistent screening approximation, one is able to compute the system’s configurational entropy as a function of temperature and the model parameters. The stripe-glass phase, when it occurs, is connected to the appearance of a finite long-time correlation function in the system, in the asymptotic limit t − t0 ! ¥, and below the temperature of a crossover to the slow dynamics regime. The asymptotic limit of the two-times dynamic correlation function is related to the mobility of defects on the sample and is identified with finite off-diagonal correlations in replica space. Within this approach one finds no finite contribution for the correlation between distinct replicas. Therefore, one concludes that glassiness does not emerge at any temperature in the aforementioned model.

Apresentamos aqui um formalismo, baseado no Principio de Máxima Entropia, que permite estudar sistemas celulares aleatórios bidimensionais compostos de muitas células que cobrem uma dada superfície plana sem poros ou superposições e são caracterizadas pela sua área, perímetro, número de lados e posição. Calculamos a função partição do sistema num espaço de fases generalizado e a partir desta obtemos quantidades como a área e o perímetro medi() das células de n lados, a entropia e a energia livre. Impomos ao sistema vínculos topol6gicos, geométricos e referentes â- energia do sistema. Considerando a energia de interface e de curvatura das paredes celulares, a evolução quase-estática e estudada a partir da variação de parâmetros como o comprimento médio dos lados das células, a energia média das células e o segundo momento da distribuição em número de lados. Os resultados estão em boa concordância com dados experimentais de sistemas naturais como espumas de sabão bidimensionais e agregados metalúrgicos e também com simulações numéricas. Além disso, são obtidas as condições para que uma estrutura ordenada seja estável e para a sua transição para um estado desordenado com o aumento da temperatura. / We present here a formalism, based on the Maximum Entropy Principie, which enables us to study bidimensional random cellular structures made of many cells that cover a given flat surface without pores or overlaps and are characterized by their arcas, perimeters, nuniber of sides and position. We calculate the partition function of the system defined in a generalized phase space and we obtai n variables as the average arca and perimeter of n-sided cells, the entropy and free energy. We impose upon the system some constraints refering to topology,geometry and to the energy of the system. Considering the interface energy and the one related to the curvature of cellular walls, we study the quasi-sia tic evolution from the variation of parameters as the average side length and energy of the cells and as the second moment of the distribution in number of sides. The results are in good agreement wi th experimental data of natural systems as bidimensional soap froths and metallurgical aggregates and also with numerical simulations. We also obtain the conditions for an ordered structure to be stable and for its transition to a disordered state as temperature increases.

Esta tese é dividida em duas partes. Na Parte I, apresenta-se uma verificação da Hipótese Topológica (HT) sobre o Modelo Esférico ferromagnético. Esta hipótese sugere uma nova abordagem a transições de fase termodinâmicas (TFs), baseada na idéia recentemente proposta de que o mecanismo na origem das TFs seja uma transição topológica (TT) adequada do espaço de configurações de um sistema ocorrendo no ponto da transição de fase. Através de uma análise topológica do espaço de configurações do Modelo Esférico, sugere-se que as TTs relevantes ao comportamento crítico sejam caracterizadas por não-analiticidades em certos invariantes topológicos. Da comparação entre termodinâmica e topologia, conclui-se que tais TTs não coincidem com as TFs que ocorrem no modelo. Ademais, nenhuma descontinuidade topológica "abrupta" pôde ser associada aos pontos onde ocorrem TFs no mesmo, isto é, as TTs que coincidem com os pontos críticos (termodinâmicos) não possuem características distintivas que as diferenciem das demais TTs. O principal resultado deste trabalho indica que o mecanismo topológico não é responsável pela emergência das transições de fase no modelo. Este trabalho resultou em duas publicações (Risau-Gusman, Ribeiro-Teixeira, Stariolo, Phys. Rev. Lett. 2005; idem, J. Stat. Phys. 2006). Na Parte II desta tese, investigou-se a ocorrência de uma fase de vidro a baixas temperaturas, em um modelo bidimensional, sem desordem congelada, mas frustrado por interações competitivas em escalas de distância distintas, denominada fase de stripe-glass. O cálculo da entropia configuracional do modelo é baseado em um método aplicado a sistemas frustrados sem desordem congelada devido a Westfahl, Schmalian e Wolynes. A entropia configuracional como função da temperatura e parâmetros do modelo pode ser obtida a partir da expansão para a energia livre dentro da aproximação auto-consistente de campo blindado (self-consistent screening approximation, SCSA), proposta por Bray. A fase de stripe-glass, quando ocorre, está ligada à mobilidade dos defeitos no sistema, e é caracterizada pela ocorrência de uma correlação a dois tempos finita no limite assintótico t − t0 ! ¥, abaixo da transição para o regime de dinâmica lenta. O método aplicado ao modelo bidimensional estudado resulta em uma entropia configuracional nula para qualquer temperatura porque a correlação entre réplicas distintas (que corresponde à correlação dinâmica), neste modelo, é sempre nula. Conclui-se assim que não ocorre fase de vidro em qualquer temperatura no modelo estudado. / This thesis is divided into two parts. In Part I a verification of the Topological Hypothesis (TH) on the ferromagnetic Spherical Model is presented. This hypothesis suggests a new approach to phase transitions (PTs), based on the recently proposed idea that the mechanism at the origin of these phenomena might be a suitable topology change in a system’s configuration space at its phase transition point. Within a topological analysis of the SphericalModel’s configuration space, one suggests that the TTs which are relevant to the thermodynamic system’s critical behavior are characterized by non-analyticities of some given topological invariants. From the comparison between thermodynamics and topology, one concludes that such TTs do not coincide with the PTs occurring in the model. Furthermore, no "abrupt" topological discontinuity could be associated to the model’s PTs, i. e., the TTs occurring at the thermodynamic critical points do not display any salient feature which identify those amongst the other TTs. The main result of this work indicates that the topological mechanism is not responsible for the emergence of the phase transitions in the model. This work has resulted in two publications (Risau-Gusman, Ribeiro-Teixeira, Stariolo, Phys. Rev. Lett. 2005; idem, J. Stat. Phys. 2006). In Part II of the thesis, one has investigated the occurrence of a glassy phase in a two-dimensional system, without quenched disorder, but frustrated by the competition of interactions on different length scales. The configurational entropy is computed through a method applied to frustrated systems with no quenched disorder, due to Westfahl, Schmalian and Wolynes. Introducing replicas through averaging over a pinning field, and within Bray’s self-consistent screening approximation, one is able to compute the system’s configurational entropy as a function of temperature and the model parameters. The stripe-glass phase, when it occurs, is connected to the appearance of a finite long-time correlation function in the system, in the asymptotic limit t − t0 ! ¥, and below the temperature of a crossover to the slow dynamics regime. The asymptotic limit of the two-times dynamic correlation function is related to the mobility of defects on the sample and is identified with finite off-diagonal correlations in replica space. Within this approach one finds no finite contribution for the correlation between distinct replicas. Therefore, one concludes that glassiness does not emerge at any temperature in the aforementioned model.

Apresentamos aqui um formalismo, baseado no Principio de Máxima Entropia, que permite estudar sistemas celulares aleatórios bidimensionais compostos de muitas células que cobrem uma dada superfície plana sem poros ou superposições e são caracterizadas pela sua área, perímetro, número de lados e posição. Calculamos a função partição do sistema num espaço de fases generalizado e a partir desta obtemos quantidades como a área e o perímetro medi() das células de n lados, a entropia e a energia livre. Impomos ao sistema vínculos topol6gicos, geométricos e referentes â- energia do sistema. Considerando a energia de interface e de curvatura das paredes celulares, a evolução quase-estática e estudada a partir da variação de parâmetros como o comprimento médio dos lados das células, a energia média das células e o segundo momento da distribuição em número de lados. Os resultados estão em boa concordância com dados experimentais de sistemas naturais como espumas de sabão bidimensionais e agregados metalúrgicos e também com simulações numéricas. Além disso, são obtidas as condições para que uma estrutura ordenada seja estável e para a sua transição para um estado desordenado com o aumento da temperatura. / We present here a formalism, based on the Maximum Entropy Principie, which enables us to study bidimensional random cellular structures made of many cells that cover a given flat surface without pores or overlaps and are characterized by their arcas, perimeters, nuniber of sides and position. We calculate the partition function of the system defined in a generalized phase space and we obtai n variables as the average arca and perimeter of n-sided cells, the entropy and free energy. We impose upon the system some constraints refering to topology,geometry and to the energy of the system. Considering the interface energy and the one related to the curvature of cellular walls, we study the quasi-sia tic evolution from the variation of parameters as the average side length and energy of the cells and as the second moment of the distribution in number of sides. The results are in good agreement wi th experimental data of natural systems as bidimensional soap froths and metallurgical aggregates and also with numerical simulations. We also obtain the conditions for an ordered structure to be stable and for its transition to a disordered state as temperature increases.

Apresentamos mapas bidimensionais (2D) para a cinemática do gás na região central (algumas centenas de parsecs) das galáxias ativas NGC 1566, M81, NGC 3982 e NGC 4450, e para a cinemática estelar para a galáxia' M81. As observações foram feitas com a Unidade de Campo Integral (IFU) do GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph) nos telescópios Gemini. Obtivemos campos de velocidades e mapas de dispersão de velocidades pelo ajuste das linhas de emissão do gás Hα, [NII]λ6584 e [SIl] λλ6717,31. Nosso objetivo foi procurar a assinatura de movimentos de queda do gás em direção ao núcleo da galáxia para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia NGC 1566, foi possível ajustar um modelo de rotação para o gás no plano da galáxia. o que possibilitou a construção de um mapa de resíduos através da subtração do campo de velocidades modelado do campo de velocidades do gás. Nós comparamos estes mapas de resíduos e dispersão de velocidades com mapas de estrutura, construídos a partir de observações com o telescópio espacial Hubble, em busca de uma relação entre os filamentos de poeira vistos nos mapas de estrutura e fluxos de gás, no intuito de testar a hipótese de que espirais nucleares são canais pelos quais a matéria é levada de escalas galácticas até a região nuclear para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia M81, foi possível obter o campo de velocidades estelar, que foi subtraído do campo de velocidades do gás para isolar movimentos não circulares. Para as demais galáxias, o campo de velocidades e o mapa de dispersão de velocidades foram comparados diretamente ao mapa de estrutura, uma vez que não foi possível ajustar um modelo de rotação no plano. Todas as galáxias mostram associação entre movimentos não circulares e aumentos de dispersão de velocidades com filamentos escuros observados nos mapas de estrutura. Além disso, estimamos a taxa de acreção necessária para reproduzir a luminosidade do núcleo e, também, a massa do buraco negro central para todas as galáxias da amostra e, no caso de NGC 1566 e M81, estimamos também a taxa de infiow de gás em regiões onde encontramos fluxos de gás em direção ao núcleo e comparamos esta taxa com a taxa de acreção.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-06T15:28:53Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_PauloMartins.pdf: 1439428 bytes, checksum: 51e9ed6f710dffe00e680b075a624ffc (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T15:28:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_PauloMartins.pdf: 1439428 bytes, checksum: 51e9ed6f710dffe00e680b075a624ffc (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-01-31 / CAPES / A correção de manchas de erros em arranjos bidimensionais é analisada por meio de simulação computacional de um sistema de comunicação digital simplificado. Nesse sistema é feito o uso de códigos cíclicos lineares binários em apenas uma das dimensões do arranjo. Por escolha adequada dos parâmetros do código e do arranjo bidimensional, manchas de erros com moldura na forma de quadrado, retângulo ou cruz, quando desentrelaçadas, aparecem como surtos de erros corrigíveis nas linhas do arranjo. Utilizando a capacidade de correção de surtos de erros de códigos cíclicos lineares binários, tais manchas de erros são então tratadas como surtos de erros em uma dimensão e corrigidas com a técnica de decodificação de surtos por armadilha. É considerado nas simulações também o decodificador adaptativo de surtos por armadilha proposto por Gallager, que produz melhores resultados.

A eletrônica molecular vem sendo investigada intensivamente por mais de vinte anos. Nesse sentido, as pesquisas científicas estão sendo focadas na busca de estruturas que possam ser utilizadas na construção de dispositivos em escalas nanométricas, que possam substituir a tecnologia tradicional do silício. O objetivo principal deste trabalho foi explorar as propriedades físicas de sistemas a base de grafano, um dos mais promissores materiais para serem usados como nanodispositivos. Para isso, foi realizada uma investigação teórica, baseada em cálculos de primeiros princípios, das propriedades estruturais e eletrônicas do grafeno numa forma pura ou com defeitos intrínsecos e extrinsecos. O primeiro grupo de estruturas investigadas foi o grafeno e grafano como nanofolhas constituídas por elementos do grupo IV da tabela periódica (C, SiC, Si, Ge e Sn). Também foram analisadas as mudanças nas propriedades eletrônicas do grafano do grupo IV com a substituição dos átomos de hidrogênio por flúor. A segunda parte do trabalho explorou as propriedades de defeitos estruturais em grafeno, tais como a monovacância, divacância, trivacância e Stone-Wales, e também o grafeno com dopantes (boro e nitrogênio) em diversas configurações. Todos os cálculos foram feitos utilizando métodos ab initio com base na teoria do funcional densidade. Foram estudadas algumas possíveis aplicações para os grupos de estruturas de grafeno investigados, através da análise de algumas de suas propriedades, tais como as densidades de estados próximas ao nível de Fermi e as estruturas de bandas eletrônicas para cada sistema. / The molecular electronics has been investigated for more than twenty years. In this sense, the scientific research has been focused on the search for structures that could be used in nanoelectronic devices that could replace the traditional silicon technology. The major goal of this work is to explore the physical properties of systems based on graphene, one of the most promising materials to be used in nanoelectronics. For that, an ab initio investigation was carried on the structural and electronic properties of graphene in its pristine form and with intrinsic and extrinsic defects. The first investigation explored the properties of group IV nanosheets (of C, SiC, Si, Ge e Sn), and the modifications on their properties as result of hydrogenation or fluorination. The second part of this work explored the physical properties of structural intrinsic defects in graphene, such as monovacancy, divacancy, trivacancy, and Stone-Wales ones. The work also explored the properties of boron and nitrogen dopants. All the calculations were performed using the ab initio methodology, based on the density functional theory.