BENTO, Ricardo Rodrigues de França. Propriedades Vibracionais de Cristais de Pilocarpina.HCl, Pilosina e Epiisopilosina por Espectroscopias FT-Raman, FT-IR e Cálculos Ab Initio. 2007. 236 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-25T21:35:52Z No. of bitstreams: 1 2007_tese_rrfbento.pdf: 12120648 bytes, checksum: 471deb662f9800346105bf0f5c2384f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-27T18:53:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_tese_rrfbento.pdf: 12120648 bytes, checksum: 471deb662f9800346105bf0f5c2384f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-27T18:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_tese_rrfbento.pdf: 12120648 bytes, checksum: 471deb662f9800346105bf0f5c2384f9 (MD5) Previous issue date: 2007 / Neste trabalho foram estudados cristais de três alcalóides extraídos do Pilocarpus Microphyllus (Rutaceae): pilocarpina (utilizada no controle do glaucoma), pilosina e epiisopilosina. Medidas de espectroscopias FT-Raman e FT-IR foram utilizadas para se observar os modos normais de vibração dos materiais. A substância de pilocarpina investigada foi o clorohidrato de pilocarpina, que cristaliza-se numa estrutura monoclínica com duas unidades de HCl e duas moléculas de pilocarpina por célula unitária. A pilosina e a epiisopilosina foram cristalizadas em suas formas puras. Cálculos de primeiros princípios foram realizados para se identificar todas as bandas que aparecem nos espectros vibracionais dos três materiais. Em relação ao cristal de pilocarpina clorohidrato também foram realizadas medidas de espalhamento Raman a baixas temperaturas obtendo-se indício que a estrutura sofra uma transição de fase entre 130 e 180 K. Medidas térmicas Differential Scanning Calorimetry (DSC) foram efetuadas para o mesmo material e uma transição de fase de primeira ordem ocorrendo à temperatura de 463 K foi definida.

L-arginina fosfatada monohidratada (LAP) é um cristal semiorgânico altamente transparente com propriedades atrativas para conversão de freqüência. É facilmente crescido a partir de solução aquosa e apresenta casamento de fase para todos os processos não-lineares onde o KDP é casável em fase. Apresenta alto limiar de dano, excelente qualidade óptica, é menos higroscópico que o KDP e dispositivos não-lineares podem ser facilmente fabricados a partir deles. Neste trabalho apresentamos os resultados de diversos ensaios para avaliar a sua estabilidade térmica, mecânica e química. Concluiu-se que o cristal de LAP é estável para temperaturas inferiores à 100&#176C. Quando o material for submetido à processos que envolvem geração de grande quantidade de calor, tais como processamento do material por corte ou tomeamento (diamond tuming), ou em sistemas com lasers de alta intensidade, recomenda-se não exceder o limite de 100&#176C para assegurar que as propriedades do material não sejam alteradas / L-arginine phosphate monohydrate (LAP) is a highly transparent semiorganic crystal with atractive properties for frequency conversion. It is easily grown from aqueous solution, and it is phase matchable for alI nonlinear processes where KDP is phase matchable. lt has high damage threshold, exceHent optical quality, is less hygroscopic than KDP, and are easily fabricated into nonlinear devices. In this work we present the results of several tests to evaluate its thermal, mechanical, and chemical stabilities. It was found that LAP crystals are stable under temperatures up to 100&#176C. If this material is submited to processes involving the generation of considerable amount of heat, e.g. during cutting or diamond turning or due to high power lasers, it is recommended not to exceed the 100&#176C limit to ensure that crystal properties remain unchanged

Este trabalho trata da caracterização eletroóptica de cristais orgânicos, a saber: L-arginina fosfatada, L-alanina e L-treonina. O aspecto teórico que envolve este efeito nestes cristais é descrito, discutindo a forma de manifestação do efeito em cada um dos grupos de simetria cristalina aos quais pertencem. Além disso, discutimos e observamos a ocorrência de efeitos de natureza piezoelétrica durante o processo de caracterização eletroóptica. / This work reports on the electrooptical characterization of organic crystals, namely: L-arginine phosphate monohidrate, Lalanine and L-threonine. We describe the theoretical aspect in these crystals discussing how the effect occurs according to the symmetry groups of each one. Furthermore, we discuss and observe the occurrence of piezoelectric effects during the electrooptical characterization.

Este trabalho trata da caracterização eletroóptica de cristais orgânicos, a saber: L-arginina fosfatada, L-alanina e L-treonina. O aspecto teórico que envolve este efeito nestes cristais é descrito, discutindo a forma de manifestação do efeito em cada um dos grupos de simetria cristalina aos quais pertencem. Além disso, discutimos e observamos a ocorrência de efeitos de natureza piezoelétrica durante o processo de caracterização eletroóptica. / This work reports on the electrooptical characterization of organic crystals, namely: L-arginine phosphate monohidrate, Lalanine and L-threonine. We describe the theoretical aspect in these crystals discussing how the effect occurs according to the symmetry groups of each one. Furthermore, we discuss and observe the occurrence of piezoelectric effects during the electrooptical characterization.

L-arginina fosfatada monohidratada (LAP) é um cristal semiorgânico altamente transparente com propriedades atrativas para conversão de freqüência. É facilmente crescido a partir de solução aquosa e apresenta casamento de fase para todos os processos não-lineares onde o KDP é casável em fase. Apresenta alto limiar de dano, excelente qualidade óptica, é menos higroscópico que o KDP e dispositivos não-lineares podem ser facilmente fabricados a partir deles. Neste trabalho apresentamos os resultados de diversos ensaios para avaliar a sua estabilidade térmica, mecânica e química. Concluiu-se que o cristal de LAP é estável para temperaturas inferiores à 100&#176C. Quando o material for submetido à processos que envolvem geração de grande quantidade de calor, tais como processamento do material por corte ou tomeamento (diamond tuming), ou em sistemas com lasers de alta intensidade, recomenda-se não exceder o limite de 100&#176C para assegurar que as propriedades do material não sejam alteradas / L-arginine phosphate monohydrate (LAP) is a highly transparent semiorganic crystal with atractive properties for frequency conversion. It is easily grown from aqueous solution, and it is phase matchable for alI nonlinear processes where KDP is phase matchable. lt has high damage threshold, exceHent optical quality, is less hygroscopic than KDP, and are easily fabricated into nonlinear devices. In this work we present the results of several tests to evaluate its thermal, mechanical, and chemical stabilities. It was found that LAP crystals are stable under temperatures up to 100&#176C. If this material is submited to processes involving the generation of considerable amount of heat, e.g. during cutting or diamond turning or due to high power lasers, it is recommended not to exceed the 100&#176C limit to ensure that crystal properties remain unchanged

Apresentamos os resultados de preparação e caracterização de cristais orgânicos (L-arginina fosfatada monohidratada - LAP - e L-lisina monohidroclorada dihidratada - L-Lys.HCl) que possuem propriedades ópticas lineares e não lineares desejáveis para aplicações tecnológicas, incluindo telecomunicações, computação óptica, armazenamento óptico de dados, processamento óptico da imagem, conversão de freqüência, entre outras. Desenvolvemos uma metodologia, simples e barata, para a eliminação de fungos e micróbios que surgem nas soluções destes compostos devido às características dos aminoácidos L-arginina e L-lisina. A adição do fungicida azida de sódio possibilitou-nos manter soluções destes compostos livres de quaisquer microorganismos na câmara de crescimento por um período de seis meses. Usando-se as técnicas de evaporação controlada do solvente a abaixamento da temperatura grandes cristais de LAP e L-Lys.HCl foram obtidos com qualidade óptica adequada para a confecção de dispositivos optoeletrônicos. Cristais de até 6 cm&sup3 de L-Lys.HCl foram pela primeira vez preparados e caracterizados opticamente. A caracterização estrutural permitiu-nos solucionar a divergência existente na indexação do difratograma de pó dos cristais de LAP e indexar os picos de difração de raios-X da L-lisina monohidroclorada dihidratada. / Growth and characterization of organic crystal (L-arginine phosphate monohydrate - LAP - and L-lysine monohydrochloride dihydrate L-Lys. HCl) with desirable linear and nonlinear optical properties for technological application including telecommunications, optical computing, optical data storage, optical image processing, harmonic frequency generation, and others are presented. We developed a simple and cheap method to eliminate fungi and microbes that arises in solution due to characteristics of L-arginine and L-lysine aminoacids. The addition of sodium azide fungicide maintained the solutions of these compounds free of microorganisms in the growth chamber for six months. Using a accurately controlled solvent evaporation technique and slow cooling technique large crystals of LAP and L-Lys.HCI were obtained with optical quality appropriate to the development of optoelectronic devices. L-Lys.HCl crystals up to 6 cm&sup3 were growth and optically characterized for the first time. The divergence in the powder diffraction indexation of LAP crystals was eliminated by structural characterization and the X-ray diffraction peaks of the L-lysine monohydrochloride diliydrate crystals were indexed.

Apresentamos os resultados de preparação e caracterização de cristais orgânicos (L-arginina fosfatada monohidratada - LAP - e L-lisina monohidroclorada dihidratada - L-Lys.HCl) que possuem propriedades ópticas lineares e não lineares desejáveis para aplicações tecnológicas, incluindo telecomunicações, computação óptica, armazenamento óptico de dados, processamento óptico da imagem, conversão de freqüência, entre outras. Desenvolvemos uma metodologia, simples e barata, para a eliminação de fungos e micróbios que surgem nas soluções destes compostos devido às características dos aminoácidos L-arginina e L-lisina. A adição do fungicida azida de sódio possibilitou-nos manter soluções destes compostos livres de quaisquer microorganismos na câmara de crescimento por um período de seis meses. Usando-se as técnicas de evaporação controlada do solvente a abaixamento da temperatura grandes cristais de LAP e L-Lys.HCl foram obtidos com qualidade óptica adequada para a confecção de dispositivos optoeletrônicos. Cristais de até 6 cm&sup3 de L-Lys.HCl foram pela primeira vez preparados e caracterizados opticamente. A caracterização estrutural permitiu-nos solucionar a divergência existente na indexação do difratograma de pó dos cristais de LAP e indexar os picos de difração de raios-X da L-lisina monohidroclorada dihidratada. / Growth and characterization of organic crystal (L-arginine phosphate monohydrate - LAP - and L-lysine monohydrochloride dihydrate L-Lys. HCl) with desirable linear and nonlinear optical properties for technological application including telecommunications, optical computing, optical data storage, optical image processing, harmonic frequency generation, and others are presented. We developed a simple and cheap method to eliminate fungi and microbes that arises in solution due to characteristics of L-arginine and L-lysine aminoacids. The addition of sodium azide fungicide maintained the solutions of these compounds free of microorganisms in the growth chamber for six months. Using a accurately controlled solvent evaporation technique and slow cooling technique large crystals of LAP and L-Lys.HCI were obtained with optical quality appropriate to the development of optoelectronic devices. L-Lys.HCl crystals up to 6 cm&sup3 were growth and optically characterized for the first time. The divergence in the powder diffraction indexation of LAP crystals was eliminated by structural characterization and the X-ray diffraction peaks of the L-lysine monohydrochloride diliydrate crystals were indexed.

Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-12-05T16:00:52Z No. of bitstreams: 2 Tese - Orlei Luiz dos Santos - 2016.pdf: 1401020 bytes, checksum: 1687d9953d3d52d438b7d8649fe0793b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-12-05T16:01:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Orlei Luiz dos Santos - 2016.pdf: 1401020 bytes, checksum: 1687d9953d3d52d438b7d8649fe0793b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-05T16:01:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Orlei Luiz dos Santos - 2016.pdf: 1401020 bytes, checksum: 1687d9953d3d52d438b7d8649fe0793b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-10-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / This work presents the results for the dipole moment and the static (hyper)polarizabilities of urea, thiourea and 3-methyl-4-nitropyridine-1-oxyde crystals under the influence of the crystalline environment. We have used the approach of Hartree-Fock together with Moller- Plesset theory of second order to include the effects of electron correlation in the electrical properties of the compounds. These properties were calculated using the numerical method of finite field. The polarization effects were included using an iterative electrostatic process where the neighboring molecules to the reference compound are treated as point charges. All compounds were found to be very sensitive to environmental effects, especially with regard to the dipole moment and the first hyperpolarizability. The linear polarizability presented values embedded with insignificant variations in relation to isolated results. However, in all of the compounds, it showed an additive behavior. Additionally, it was possible to estimate values for the macroscopic electrical properties and verify a reasonable agreement with other theoretical and/or experimental results. / Neste trabalho são apresentados os resultados para o momento de dipolo e para as (hiper) polarizabilidades estáticas dos cristais de ureia, tioureia e 3-metil-4-nitropiridina-1-óxido sob o efeito do ambiente cristalino. Utilizou-se a aproximação de Hartree-Fock juntamente com a teoria de Moller-Plesset de segunda ordem para se incluir os efeitos de correlação eletrônica nas propriedades elétricas dos compostos. Essas propriedades foram calculadas através do método numérico de campo finito. Os efeitos de polarização foram incluídos através de um processo eletrostático iterativo, onde as moléculas adjacentes ao composto de referência são tratadas como cargas pontuais. Todos os compostos revelaram-se bastante sensíveis aos efeitos de ambiente, especialmente no que se refere ao momento de dipolo e a primeira hiperpolarizabilidade. A polarizabilidade linear apresentou valores embebidos com variações insignificantes em relação aos resultados isolados. Contudo, em todos os compostos, ela apresentou comportamento aditivo. Adicionalmente, foi possível estimar valores para as propriedades elétricas macroscópicas e verificar uma razoável concordância com outros resultados teóricos e/ou experimentais.

Neste trabalho estudamos uma nova classe de materiais ópticos não-lineares, os cristais orgânicos, que possuem potencial para muitas aplicação em dispositivos. Determinamos diferentes propriedades ópticas lineares e não-lineares de três cristais orgânicos: a l-alanina, a l-treonina e a l-lisina. Esses cristais de aminoácido foram escolhidos por apresentarem propriedades de geração de segundo harmônico (GSH) e por serem materiais nunca estudados sob o ponto de vista da óptica não-linear. Estudamos algumas das propriedades ópticas lineares fundamentais desses cristais biaxiais transparentes, pois deles dependem os fenômenos não-lineares sobre os quais são feitas intensas pesquisas. Determinamos as propriedades lineares como os espectros de absorção, os índices de refração, os eixo ópticos, velocidade de propagação da luz num meio anisotrópico e os limiares de dano por radiação. Posteriormente, determinamos as condições de casamento de fase, a eficiência de GSH, e a auto-modulação de fase. A GSH e a auto-modulação de fase pertencem, respectivamente, a processos não-lineares de segunda e de terceira-ordem. Para o estudo de muitas dessas propriedades foram desenvolvidas novas técnicas experimentais. Uma dessas novas técnicas, a varredura-Z oscilante, teve sensibilidade para determinar, pela primeira vez, o índice de refração não oscilante, vez, o índice de refração não linear desses cristais orgânicos. Além disso, como a todos os processos de caracterização envolveram a preparação de amostras, tivemos a oportunidade de criar procedimentos padrões para manipulação e utilização desses novos materiais. / In this work we studied a new class of nonlinear organic crystals that are potential candidates for devices application. We determined several linear and nonlinear optical properties of three organic crystals: l-alanine, l-threonine and l-lysine. These aminoacid. These aminoacid because their nonlinearities were never studied before. We characterized some of the fundamental linear optical properties of these biaxial transparent crystals, because they have influence on nonlinear phenomena that attracted a lot of research. We determined linear properties like absorption spectra, indices of refraction, optical axes, the light speed propagation in anisotropy media and the optical damage threshold. Subsequently, we determined the phase-matching condition for SHG, efficiency of the SHG and self-phase modulation. The SHG and self-phase modulation belongs, respectively, to the second-order and third-order nonlinear processes. To study several of these properties we had to develop some new experimental techniques. One of them, the oscillatory Z-scan, allows enough sensibility to determine, for the first time, the nonlinear refraction index of these organic crystals. Besides, as all these optical characterization involve the preparation of the samples, we had the opportunity to establishing standard procedures for manipulation of these new materials.

Neste trabalho estudamos uma nova classe de materiais ópticos não-lineares, os cristais orgânicos, que possuem potencial para muitas aplicação em dispositivos. Determinamos diferentes propriedades ópticas lineares e não-lineares de três cristais orgânicos: a l-alanina, a l-treonina e a l-lisina. Esses cristais de aminoácido foram escolhidos por apresentarem propriedades de geração de segundo harmônico (GSH) e por serem materiais nunca estudados sob o ponto de vista da óptica não-linear. Estudamos algumas das propriedades ópticas lineares fundamentais desses cristais biaxiais transparentes, pois deles dependem os fenômenos não-lineares sobre os quais são feitas intensas pesquisas. Determinamos as propriedades lineares como os espectros de absorção, os índices de refração, os eixo ópticos, velocidade de propagação da luz num meio anisotrópico e os limiares de dano por radiação. Posteriormente, determinamos as condições de casamento de fase, a eficiência de GSH, e a auto-modulação de fase. A GSH e a auto-modulação de fase pertencem, respectivamente, a processos não-lineares de segunda e de terceira-ordem. Para o estudo de muitas dessas propriedades foram desenvolvidas novas técnicas experimentais. Uma dessas novas técnicas, a varredura-Z oscilante, teve sensibilidade para determinar, pela primeira vez, o índice de refração não oscilante, vez, o índice de refração não linear desses cristais orgânicos. Além disso, como a todos os processos de caracterização envolveram a preparação de amostras, tivemos a oportunidade de criar procedimentos padrões para manipulação e utilização desses novos materiais. / In this work we studied a new class of nonlinear organic crystals that are potential candidates for devices application. We determined several linear and nonlinear optical properties of three organic crystals: l-alanine, l-threonine and l-lysine. These aminoacid. These aminoacid because their nonlinearities were never studied before. We characterized some of the fundamental linear optical properties of these biaxial transparent crystals, because they have influence on nonlinear phenomena that attracted a lot of research. We determined linear properties like absorption spectra, indices of refraction, optical axes, the light speed propagation in anisotropy media and the optical damage threshold. Subsequently, we determined the phase-matching condition for SHG, efficiency of the SHG and self-phase modulation. The SHG and self-phase modulation belongs, respectively, to the second-order and third-order nonlinear processes. To study several of these properties we had to develop some new experimental techniques. One of them, the oscillatory Z-scan, allows enough sensibility to determine, for the first time, the nonlinear refraction index of these organic crystals. Besides, as all these optical characterization involve the preparation of the samples, we had the opportunity to establishing standard procedures for manipulation of these new materials.