TrapSimulator é uma ferramenta didática de simulação de corrente elétrica sob efeito do ruído Random Telegraph Noise, presente nos dispositivos eletrônicos semicondutores, mais precisamente em transistores de efeito de campo. Esta ferramenta possibilita a execução de simulações rápidas, de fácil visualização e usabilidade, isto porque, além de ser um software de código aberto, disponibilizado sob licença Gnu Generic Public License, é acessível através de um simples navegador de internet. Seu propósito principal é levar ao ambiente de sala de aula, uma forma de visualização do ruído no domínio do tempo e frequência, utilizando uma infraestrutura básica, presente na maioria das universidades. TrapSimulator implementa em seu algoritmo, métodos de simulação de um vetor que representa a corrente Id(t) sob efeito de ruído citado anteriormente. Este ruído é modelo conforme o conceito Trapping De-Trapping, o qual afirma que a causa da flutuação do nível de corrente é devida a captura e emissão de portadores por defeitos localizados no dielétrico dos transistores, próximo à interface entre este e o canal ativo do dispositivo. A motivação por executar este trabalho se dá pelo interesse em contribuir com o aprendizado de estudantes de graduação da área de Engenharia Elétrica e Eletrônica. Baseando-se numa metodologia empregada no ensino tecnológico, chamada de Aprendizagem Baseada em Projetos, este trabalho propõe um processo cognitivo mais atuante, priorizando a busca mais ativa pelo conhecimento. / TrapSimulator is a current simulation didactic tool under Random Telegraph Noise effect, present in electronic semiconductor devices, more precisely in field effect transistors. This tool makes it possible to perform fast, easy-to-view and usability simulations, because it is open source, made available under a Gnu Generic Public License, accessible through a simple web browser. Its main purpose is to take the classroom environment, a way of noise visualizing in the time and frequency domain, using a basic infrastructure, present in most universities. TrapSimulator implements in its algorithm, simulation methods that represents the ID(t) current vector under noise effect quoted above. Random Telegraph Noise is modeled according to the Trapping De-Trapping concept, which establishes that current level fluctuation is due to carriers capture and emission by defects located at dielectric region, next to active channel on semi-conductor devices. The work motivation is due to the desire to contribute to the undergraduate students learning in Electrical and Electronic Engineering area. Based on methodology used in technological teaching, called Project-Based Learning, this work proposes a cognitive process more directed to making hands on, the most active search for knowledge.

A isolação elétrica de estruturas semicondutoras de InP e GaAs através de bombardeamento com íons foi estudada. Amostras de InP semi-isolante e tipo-p foram implantadas com íons P+ para produzir excesso de átomos de fósforo na ordem de 0,1%. Recozimento em ambiente de argônio no intervalo de temperatura de 400ºC a 600ºC e tempo de 30s foram feitos em sistema de tratamento térmico rápido. Medidas de efeito Hall com temperatura variável (12-300K) foram usadas para a caracterização elétrica. Uma alta concentração de portadores livres negativos foi observada. A existência destes elétrons foi atribuída a criação de anti-sítios PIn com energia acima do mínimo da banda de condução. A dependência da resistência de folha de camadas δ tipo-p de GaAs com a dose irradiada de íons de He+ foi investigada. A dose de limiar (Dth) para isolação elétrica depende da energia dos íons implantados e da concentração inicial da camada condutiva. A estabilidade térmica da isolação aumenta com o aumento da dose de irradiação e depende da razão entre a concentração de armadilhas criadas durante o bombardeamento e a concentração inicial de portadores livres. A isolação observada foi atribuída principalmente a introdução de anti-sítios AsGa e defeitos relacionados. A máxima estabilidade térmica para camadas δ tipo-p em GaAs foi de 550ºC, para doses maiores do que 10Dth. Os resultados deste trabalho podem ser usados para isolação de diferentes dispositivos discretos e integrados de InP e GaAs. / Electrical isolation of InP and GaAs structures by ion bombardment was studied. Semi-insulating and p-type InP were implanted with P+ ions to produce an excess of phosphorous atoms in the order of 0.1 at. %. Subsequent annealing in Ar ambient in the temperature interval 400ºC – 600ºC were performed for 30s in rapid thermal annealing system. Room temperature and variable temperature (12-300 K) Hall-effect measurements have been used for electrical characterization. A large amount of negative free carriers have been observed after the thermal treatments. These electrons are contributed to the creation of PIn anti-site with energy level above the minimum of the conduction band. The dose dependence of sheet resistance of p-type δ-doped GaAs structures irradiated by He+ ions was investigated. It was found that the threshold dose (Dth) for electrical isolation of the structures was determined by the energy of ions and by the concentration of initial doping. The thermal stability of isolation rises as the irradiation dose increases and is dependent on the ratio of trap centers concentration, created during the bombardment, to the initial concentration of free carriers. The isolation was attributed mainly to the introduction of AsGa anti-site related defects. The maximum thermal stability for p-type δ conductive layers in GaAs was of 550 0C for doses higher than 10 Dth. The results of this work can be used for isolation of different InP and GaAs discrete and integrated devices.

O objetivo desta dissertação é estudar os efeitos estruturais e eletrônicos em fulerenos menores e C60 causados pela dopagem substitucional com boro e nitrogênio para aplicações em eletrônica molecular. Estudamos as propriedades eletrônicas e estruturais de possíveis retificadores moleculares formados por pares de fulerenos menores dopados com boro e nitrogênio. A molécula C@C59N foi estudada e suas propriedades estruturais e eletrônicas comparadas com as do endofulereno N@C60. No estudo da dopagem dos fulerenos utilizamos o método semiempírico Parametric Method 3 (PM3). Foram calculadas as geometrias de equilíbrio e os calores de formação, que serviram para investigar a estabilidade relativa dessas moléculas. Para cada dopante identificamos os sítios de substituição que mais favorecem à estabilidade termodinâmica das moléculas. Dentre todos os fulerenos menores estudados os isômeros do C5o atingiram a maior estabilidade quando comparados com o C60. Com os pares de moléculas mais estáveis obtidas no trabalho anterior, montamos os retificadores em uma estrutura do tipo D-ponte-A, onde D e A representam doador e aceitador de elétrons. Para as moléculas isoladas, calculamos as estruturas eletrônicas através da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) com o funcional BLYP e a base 6-31G*. No caso dos pares usamos o método DFT com o funcional BSLYP e a base 3-21G* para obter as geometrias de equilíbrio e as estruturas eletrônicas. Aplicando um campo elétrico sobre as moléculas, investigamos a facilidade de transferência de cargas entre fulerenos. Concluímos que fulerenos menores possuem um grande potencial para construção de um diodo molecular. As propriedades da molécula hipotética C@C59N foram comparadas com as bem Conhecidas C60, C59N e N@C60. A energia de ligação por átomo da molécula é comparável às energias de ligação dos outros fulerenos, em particular do seu isômero N@C60. Devido à tendência dos azafulerenos em formar dímeros, verificamos a estabilidade da molécula N@C60 quando comparada com o dímero N@C60 )2. . Tanto as geometrias quanto as estruturas eletrônicas foram calculados via DFT, BSLYP/6-31G*. Concluímos deste estudo que a molécula C@Ge¡/ é estável energeticamente, como também a interessante possibilidade do uso do dímero (C@C59N)2 como um bit quântico. / The present dissertation is devoted to the study of the effects on small fullerenes and 060 caused by the substitutional doping of boron and nitrogen for applications in molecular electronics. Electronic and structural properties of molecular rectifiers formed by small fullerenes doped with boron and nitrogen have been studied. The molecule C@C59 N has been investigated and its structural and electronic properties compared with those of the endofullerene N@C60 To study the doping of the fullerenes we used the semiempirical method Para­ metric Method 3 (PM3). Ground state conformations and heats of formation were obtained and used to investigate the relative molecular stability. We indentified the most favorable molecular substitution sites for the thermodynamic stability of each dopant. Among all small fullerenes investigated, the isomers of C50reached the largest stability when compared with 060 Molecular rectifiers with a structure of the type D-bridge-A, where D and A indicate electron donor and acceptor, respectively, were built with the most stable pairs found in the previous part of. The Density Functional Theory (DFT) with the functional BLYP and the base 6-31G* was used to calculate the electronic struc­ tures of the isolated molecules. Geometry optimizations and electronic structures of the pairs, were carried by DFT, B3LYP j3 21G*, method. The asymmetry of the charge transfer was assessed through the application of an externai electric field. We concluded that small fullerenes are promising candidates for the construction of molecular rectifiers. The properties of the hypothetical molecule C@C59 N were compared with those well known C60 , C59 N e N@C60 molecules. The binding energy of this molecule is comparable with that of the other fullerenes, in particular with that of its isomer N@C60 Due to the tendency of the azafullerene in forming dimers, the stability of the dimer (C@C59 N)2 was investigated. The molecular conformations and the electronic structures were obtained by the DFT, B3LYP/6-31G*, method. We con­ cluded that (C@C59 N) 2 molecule should be as stable as the azafullerene dimer. Our results point to the interesting possibility of using this system as a quantum bit.

Dispositivos fotovoltaicos híbridos baseados em polímeros conjugados e semicondutores inorgânicos estão sendo utilizados nos últimos anos para a produção de células de energia solar com baixo custo. Para que haja uma alta eficiência é necessária dissociação eficiente de éxcitons, por isso é importante conhecer os níveis de energias dos componentes do dispositivo fotovoltaico. O presente estudos mostra que o sistema híbrido formado por nanofios cilíndricos preparados com heteroestrutura radial de camadas alternadas de GaAs/AlGaAs/GaAs recobertas com polímero conjugado poli-fenileno vinileno (PPV) forma uma opção alternativa para a fabricação de dispositivos fotovoltaicos. Os nanofios foram fabricados por Epitaxia por Feixe Molecular (MBE). Tanto potencial interno radial e modulação energética axial produzem a separação eficiente de elétrons e buracos fotoexcitados, que gera emissões de natureza e origem distintas e singulares nos nanofios: emissões envolvendo a impurezas aceitadoras no centro do núcleo de GaAs, bem como éxcitons indiretos presos a interface WZ e BZ e a interface da barreira estreita de AlGaAs na casca do nanofio. Medidas do decaimento temporal da emissão mostram uma forte dependência tempo de vida com o comprimento de onda, o que está associado com o afunilamento e distribuição energética destes estados emissivos. Medidas da emissão com a temperatura dão forte evidencia experimental de que a energia de ligação das impurezas tem uma forte dependência na direção radial. Este sistema híbrido funciona como coletor eficaz de luz tanto no visível quanto no infravermelho próximo. O trabalho demonstra também por espectroscopia resolvida no tempo que éxcitons são dissociados nas interfaces formadas por filmes ultrafinos de polímeros conjugados e nanofios e que esse material à base de arseneto de gálio (GaAs) atua como um forte receptor e separador de elétrons (alta afinidade eletrônica). / Hybrid photovoltaic devices based on conjugated polymers and inorganic semiconductors are being used in recent years to the production of solar cells at low cost. So there is a high efficiency is required efficient exciton dissociation, so it´s important to know the levels of energy of the components of the photovoltaic device. The present studies show that the hybrid system formed by cylindrical radial heterostructure nanowires prepared from alternating layers of GaAs / AlGaAs / GaAs covered with the conjugated polymer poly-phenylene vinylene (PPV) forms an alternative option for the manufacture of photovoltaic devices. Nanowires were manufactured by Molecular Beam Epitaxy (MBE). Both radial and axial inner potential energy modulation produce the efficient separation of electrons and photoexcited holes, which generates distinct and unique nature and source emissions in nanowires: emissions involving the acceptor impurities in the center core of GaAs and indirect excitons attached to the interface WZ and BZ and narrow barrier interface of AlGaAs on the shell of the nanowire. Measures the time decay of the issue show a strong dependence lifetime with the wavelength, which is associated with the bottleneck and energy distribution of emissive states. Emission measurements with temperature provide strong experimental evidence that the impurity binding energy has a strong dependence on the radial direction. This hybrid system works as an efficient collector of light both in the visible and near infrared. The work also shows for time resolved spectroscopy that excitons are dissociated at the interfaces formed by ultrathin conjugated polymers and films and nanowires that this material based on gallium arsenide (GaAs) acts as a strong receiver and electrons separator (high electron affinity ).

Este trabalho visa o desenvolvimento de um sistema de controle, para permitir a dirigibilidade de um veículo automotor, por meio do acionamento de um joystick por um usuário, que substitui o volante e os pedais do acelerador e do freio. Foi construída uma placa de controle, que recebe os sinais de controle tais como esterçamento, aceleração e frenagem vindos do joystick operado pelo usuário, processa esses sinais e aciona eletronicamente os atuadores mecânicos no volante da direção, no servo freio e no acelerador, permitindo o controle dinâmico do veículo. Para testar esse sistema de controle foi desenvolvido um simulador de dinâmica veicular, que fornece em tempo real, as respostas dinâmicas de um veículo quando solicitado pelo usuário, por meio de comandos de direção, aceleração e frenagem. Associada ao referido simulador foi desenvolvida uma bancada de testes, que inclui os atuadores mecânicos, sensores, placa de controle e o joystick, que são testados em tempo real por um usuário, dirigindo um veículo com o auxílio do simulador em uma estrada virtual, realizando manobras como curvas, acelerações e frenagens variadas. Durante os testes mencionados foi encontrada uma série de falhas, que comprometiam a segurança e a dirigibilidade do veículo. Com base nessas falhas foi construída uma árvore de falhas, para o sistema proposto, cuja falha principal era a perda da dirigibilidade do veículo. Partindo da análise qualitativa da árvore de falhas foi proposta uma série de ações corretivas, visando manter o sistema no âmbito da dirigibilidade segura, para o usuário. Finalmente, uma proposta de um protocolo de segurança, para desenvolvimento de sistemas drive-by-wire é sugerida tendo como base o desenvolvimento deste trabalho. / This work aims the development of a control system, to allow the handling of a automotive vehicle, by moving a joystick, which replaces the steering wheel, accelerator and braking pedals and is operated by a user. An electronic control board was built to receive control signals, such as steering, acceleration and braking signals, using a joystick handled by a user. It converts those signals and activates the mechanical actuators in the steering wheel, brake booster and accelerator, to allow the dynamic control of the vehicle. To test that control system, it was developed a vehicle dynamics simulator, which provides, in real time, the dynamics responses of a vehicle when driven by a user, by steering, braking and accelerating commands. Together with the simulator it was developed a test bench, with mechanical actuators, sensors, a control board and a joystick, which were tested in real time, by a user driving a vehicle with the assistance of the simulator, on a virtual road, performing maneuvers like curves, accelerations and varied braking. During the test it was found a series of faults, which affected the safety and driveability of the vehicle. Based on these faults, it was built a fault tree, to the proposed system, whose main fault was the loss of driveability of the vehicle. Based on the qualitative analysis of the fault tree, it was proposed a series of corrective actions, in order to keep the system on scope of the safe driveability. Finally, a proposal for a safety protocol for drive-by-wire systems was made, based on the development of this work.

Este trabalho tem o objetivo de, inicialmente, fazer uma análise das fontes de radiação relevantes para aplicações de circuitos integrados em ambientes aeroespaciais. Em seguida se discute o efeito da radiação ionizante sobre estes circuitos integrados. Para o estudo do caso foi realizado o projeto de um amplificador operacional de dois estágios para as tecnologias de 350nm e 130nm, no qual foi testado, através de simulação elétrica, o efeito de dose ionizante total, verificando seu impacto sobre o desempenho destes. O efeito da dose total foi testado inicialmente de maneira simples, alterando-se os valores da tensão de limiar (VTh), bem como adicionada corrente de fuga em cada transistor, para o valor de radiação testado, conforme dados disponíveis na literatura. Em seguida foi realizada a análise de pequenos sinais para ambos os amplificadores, com o objetivo de verificar a degradação de desempenho. Em um segundo momento se repetiu a análise de pequenos sinais, porém juntamente com a análise de Monte Carlo, também em ambos os amplificadores. A análise de Monte Carlo permitiu verificar o comportamento do amplificador no caso em que há uma componente aleatória no impacto da radiação sobre o desempenho do circuito. Isto é, a situação em que os parâmetros dos transistores não são afetados (alterados) de maneira idêntica. Por fim, através da simulação elétrica, foi possível identificar as partes do amplificador operacional mais sensíveis à radiação, relacionando as com o descasamento dos transistores casados devido a radiação. / This work aims at, initially, make a brief review on the main radiation sources of relevance for integrated circuits operating in aero-space environments. The effect of ionizing radiation on MOS devices is also discussed. The design of a two stages operational amplifier of 350nm and 130nm technology is also performed. The response of the operational amplifier to total ionizing dose (TID) will be evaluated trough electric simulation. This effect will be initially evaluated in a simple way, that is, changing its threshold voltage (Vth) values and adding a leakage current in each transistor, according to the data found in the literature. Then the small signal analyses of is performed in both amplifiers, in order to evaluate the performance degradation. In a second moment the small signal analyses is repeated but now in the context of Monte Carlo simulations, in order to evaluate the situation in which the radiation does not change the parameters of all transistors by exactly the same amount. Finally, further electrical simulations are performed in order to identify the components of the operational amplifier that are most sensitive to radiation relating to the mismatch of transistors married due to radiation.

A isolação elétrica de estruturas semicondutoras de InP e GaAs através de bombardeamento com íons foi estudada. Amostras de InP semi-isolante e tipo-p foram implantadas com íons P+ para produzir excesso de átomos de fósforo na ordem de 0,1%. Recozimento em ambiente de argônio no intervalo de temperatura de 400ºC a 600ºC e tempo de 30s foram feitos em sistema de tratamento térmico rápido. Medidas de efeito Hall com temperatura variável (12-300K) foram usadas para a caracterização elétrica. Uma alta concentração de portadores livres negativos foi observada. A existência destes elétrons foi atribuída a criação de anti-sítios PIn com energia acima do mínimo da banda de condução. A dependência da resistência de folha de camadas δ tipo-p de GaAs com a dose irradiada de íons de He+ foi investigada. A dose de limiar (Dth) para isolação elétrica depende da energia dos íons implantados e da concentração inicial da camada condutiva. A estabilidade térmica da isolação aumenta com o aumento da dose de irradiação e depende da razão entre a concentração de armadilhas criadas durante o bombardeamento e a concentração inicial de portadores livres. A isolação observada foi atribuída principalmente a introdução de anti-sítios AsGa e defeitos relacionados. A máxima estabilidade térmica para camadas δ tipo-p em GaAs foi de 550ºC, para doses maiores do que 10Dth. Os resultados deste trabalho podem ser usados para isolação de diferentes dispositivos discretos e integrados de InP e GaAs. / Electrical isolation of InP and GaAs structures by ion bombardment was studied. Semi-insulating and p-type InP were implanted with P+ ions to produce an excess of phosphorous atoms in the order of 0.1 at. %. Subsequent annealing in Ar ambient in the temperature interval 400ºC – 600ºC were performed for 30s in rapid thermal annealing system. Room temperature and variable temperature (12-300 K) Hall-effect measurements have been used for electrical characterization. A large amount of negative free carriers have been observed after the thermal treatments. These electrons are contributed to the creation of PIn anti-site with energy level above the minimum of the conduction band. The dose dependence of sheet resistance of p-type δ-doped GaAs structures irradiated by He+ ions was investigated. It was found that the threshold dose (Dth) for electrical isolation of the structures was determined by the energy of ions and by the concentration of initial doping. The thermal stability of isolation rises as the irradiation dose increases and is dependent on the ratio of trap centers concentration, created during the bombardment, to the initial concentration of free carriers. The isolation was attributed mainly to the introduction of AsGa anti-site related defects. The maximum thermal stability for p-type δ conductive layers in GaAs was of 550 0C for doses higher than 10 Dth. The results of this work can be used for isolation of different InP and GaAs discrete and integrated devices.

A eletromigração é um dos principais problemas que limitam a vida útil dos dispositivos microeletrônicos. Normalmente o que se utiliza na indústria são interconexões feitas de filmes finos de Al e/ou Cu com estrutura colunar. Em muitos casos o efeito da eletromigração leva ao rompimento destas interconexões metálicas. Uma alternativa para reduzir ou até mesmo eliminar este problema seria a utilização de interconexões com estrutura diferente da colunar. Tomando este aspecto como motivação, desenvolveu-se, neste trabalho, um estudo detalhado de um filme de Al tipo mosaico formado por grãos nanoscópicos. Foram analisadas as interfaces e fronteiras de grãos, bem como o comportamento do filme quando submetido a diferentes tratamentos térmicos. Para isso foram crescidos filmes de Al com estrutura tipo colunar e tipo mosaico. Ambos foram depositados sobre óxido de Si utilizando a técnica de sputtering, porém o processo de deposição de cada um desses filmes se deu de maneira distinta. O tipo colunar foi crescido da maneira usual de deposição contínua de filmes finos. A formação da estrutura tipo mosaico é o resultado da deposição de uma camada seguida de um intervalo de tempo em que o substrato não ficou sob a ação do plasma. Após este tempo a deposição foi retomada. Este processo é repetido até obter-se o número desejado de camadas. As temperaturas de recozimento variaram de 300 a 500oC e o tempo foi fixado em uma hora. A técnica de Retroespalhamento Rutherford (RBS) foi utilizada para identificar os componentes das amostras estudadas, a espessura da camada de SiO2 e do filme de Al e as contaminações presentes. A técnica de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) permitiu caracterizar com riqueza de detalhes fronteiras de grãos, interfaces e superfície das amostras. Também foi possível medir a espessura do filme de Al e da camada de óxido, assim como medir o tamanho dos grãos presentes nas amostras estudadas. Os resultados obtidos com estas análises mostraram que os dois tipos de filmes respondem de maneira diferente aos tratamentos térmicos. O filme com estrutura de grãos colunares não apresentou alteração significativa na largura média de suas colunas, que permaneceram com valores da ordem de 80 nm, mesmo depois de recozido a 500oC por uma hora. No entanto, os grãos de Al presentes no filme tipo mosaico parecem obedecer a dois mecanismos distintos de crescimento. Para temperaturas de recozimento até 462oC, os grãos aumentaram tridimensionalmente de tamanho, sendo caracterizados por seus diâmetros efetivos que variaram de 27 a 54 nm. Esta etapa do crescimento foi analisada considerando-se a teoria clássica de crescimento de grãos descrita por uma lei temporal de natureza parabólica. Para temperaturas acima deste valor, observou-se um crescimento abrupto. A 462oC o filme perdeu a característica de mosaico e passou a apresentar grãos com estrutura tendendo a colunar, atingindo altura próxima à espessura do filme (200 nm). A 475oC os grãos cresceram lateralmente, aumentando de 60 nm para valores médios da ordem de 900 nm. Este tipo de crescimento anômalo de grãos também foi verificado para temperatura de recozimento de 500oC e discutido em termos da forma e da velocidade de movimento das fronteiras de grão. Uma contribuição importante desta dissertação foi caracterizar e entender o processo de se obter, a partir de grãos nanométricos, grãos grandes com comprimentos da ordem de micrômetros. Este estudo pode contribuir significativamente na busca de uma solução para o problema da eletromigração em interconectores de circuitos integrados bem como em outras áreas. Um exemplo seria a aplicação dos filmes tipo mosaico em revestimentos duros e superduros. / The disruption of metallic interconnects (Al, Cu and Al/Cu alloy films) in microelectronic devices via electromigration is a severe problem limiting the lifetime of chips. The standard procedure used in industry is to grow interconnects with a bamboo-like structure. In this work we investigate an alternative process to produce Al films, producing mosaic-like structure. The effects of temperature on both bamboo and mosaic films are presented and discussed. The bamboo-like films were obtained by the standard continuous deposition process. A step-wise deposition method was used to grow the mosaic-like films. Annealing temperatures were in the range of 300 to 500oC and the time was fixed in one hour. Rutherford Backscattering (RBS) technique was used to identify the composition, the thickness and the contaminations present in the Al/SiO2 films. The details of grain size and interfaces and also the thickness of the Al/SiO2 films were observed via Transmission Electron Microscopy (TEM). The results show that each kind of film react differently during the annealing. The bamboo-like films are composed by elongated grains extending from the Al/SiO2 interface to the film surface. The measured grain width of the columnar films is of ≈ 80 nm and does not change for annealing temperature up to 500oC. A different behavior as a function of annealing temperature is observed for the mosaic-like films. In a first stage up to 462oC the nanosized grains grow, in average, from ≈ 27 nm in the as-deposited film to ≈ 54 nm at 462oC. For annealing in the range of 462 to 500oC we observe a very abrupt growth stage with the grains reaching a size of ≈ 1000 nm. The first stage of grain growth is analyzed by using a classic theory described by a temporal parabolic law. The fast growing mechanism in the 462 and 500oC range is discussed in terms of theoretical approaches of abnormal growing from the literature. Our results show that a controlled annealing process of mosaic-like Al thin films can produce nanograins with size varying from 27 to 1000 nm. This technique can be important in the study of electromigration phenomena present in microelectronic devices as well as in the area of superhard nanocomposite coatings.

Computed tomography (CT) is an examination of high diagnostic capability that delivers high doses of radiation compared with other diagnostic radiological examinations. The current CT dosimetry is mainly made by using a 100 mm long ionization chamber. However, it was verified that this extension, which is intended to collect all scattered radiation of the single slice dose profile in CT, is not enough. An alternative dosimetry has been suggested by translating smaller detectors. In this work, commercial electronics devices of small dimensions were characterized for CT dosimetry. The project can be divided in five parts: a) pre-selection of devices; b) electrical characterization of selected devices; c) dosimetric characterization in laboratory, using radiation qualities specific to CT, and in a tomograph; d) evaluation of the dose profile in CT scanner (free in air and in head and body dosimetric phantom); e) evaluation of the new MSAD detector in a tomograph. The selected devices were OP520 and OP521 phototransistors and BPW34FS photodiode. Before the dosimetric characterization, three configurations of detectors, with 4, 2 and 1 OP520 phototransistor working as a single detector, were evaluated and the configuration with only one device was the most adequate. Hence, the following tests, for all devices, were made using the configuration with only one device. The tests of dosimetric characterization in laboratory and in a tomograph were: energy dependence, response as a function of air kerma (laboratory) and CTDI100 (scanner), sensitivity variation and angular dependence. In both characterizations, the devices showed some energy dependence, indicating the need of correction factors depending on the beam energy; their response was linear with the air kerma and the CTDI100; the OP520 phototransistor showed the largest variation in sensitivity with the irradiation and the photodiode was the most stable; the angular dependence was significant in the laboratory and less expressive in tomography due to geometry of the X ray beams. Since the photodiode device was the most stable, the majority of the following tests, was made only with the BPW34FS. In the evaluation of the dose profile in CT, it was confirmed that the extension of 100 mm of the chamber pencil is not enough to collect all of the scattered radiation of the dose profile. Furthermore, it was shown that the detectors are able to obtain details of the dose profile and, thereby, estimate quantities in CT dosimetry. The new MSAD detector, which consists of a row of 31 BPW34FS photodiodes, presents an advantage in comparison to other detectors used to obtain the MSAD, through multiple slices, and the CTDI, through a single slice: the possibility of obtaining isolated (one slice) or adjacent (various slices) dose profiles in detail and in real time, and the possibility of calculating dosimetric quantities using an electronic system and computer programs, simplifying the dosimetry in CT. / A tomografia computadorizada (CT) é um exame de alta capacidade de diagnóstico que proporciona doses de radiação elevadas se comparado com outros exames de diagnóstico radiológico. A dosimetria atual em CT é feita, principalmente, utilizando uma câmara de ionização tipo lápis de 100 mm de extensão. No entanto, verificou-se que essa extensão, que tem o intuito de coletar toda radiação espalhada do perfil de dose de um único corte em tomografia, não é suficiente. Uma forma alternativa de dosimetria tem sido sugerida através da translação de detectores menores. Neste trabalho, dispositivos eletrônicos comerciais de pequenas dimensões foram caracterizados para dosimetria em tomografia. O projeto pode ser dividido em cinco partes: a) pré-seleção dos dispositivos; b) caracterização elétrica dos dispositivos escolhidos; c) caracterização dosimétrica no laboratório, utilizando qualidades de radiação específicas para CT, e em um tomógrafo; d) avaliação do perfil de dose em CT em um tomógrafo (no ar e em simuladores dosimétricos de cabeça e de abdômen); e) avaliação do novo detector de MSAD em um tomógrafo. Os dispositivos escolhidos foram os fototransistores OP520 e OP521 e o fotodiodo BPW34FS. Antes da caracterização dosimétrica, três configurações de detectores, com 4, 2 e 1 fototransistor OP520 funcionando como um único detector, foram avaliadas e a configuração com apenas 1 dispositivo foi a mais adequada. Por isso, os testes seguintes, para todos os dispositivos, foram realizados com a configuração com apenas 1 dispositivo. Os testes da caracterização dosimétrica no laboratório e no tomógrafo foram: dependência energética, resposta em função do kerma no ar (laboratório) e do CTDI100 (tomógrafo), variação de sensibilidade e dependência angular. Nas duas caracterizações, os dispositivos apresentaram certa dependência energética, indicando a necessidade de fatores de correção a depender da energia do feixe; a resposta deles foi linear com o kerma no ar e com o CTDI100; o fototransistor OP520 foi o que apresentou maior variação de sensibilidade com a irradiação e o fotodiodo foi o mais estável; e a dependência angular foi expressiva no laboratório e pouco expressiva no tomógrafo, devido às geometrias dos feixes. Como o fotodiodo foi o dispositivo mais estável, os testes seguintes, em sua maioria, foram feitos somente com o BPW34FS. Na avaliação do perfil de dose em CT, confirmou-se que a extensão de 100 mm da câmara lápis não é suficiente para coletar toda radiação espalhada do perfil de dose. Além disso, foi mostrado que os detectores são capazes de obter detalhes do perfil de dose e, com isso, estimar grandezas dosimétricas em CT. O novo detector de MSAD, que consiste em um detector com 31 fotodiodos BPW34FS enfileirados, apresenta um diferencial em relação a outros detectores que são utilizados para obter o MSAD, a partir de vários cortes tomográficos, e o CTDI, através um único corte: é a possibilidade de obtenção de perfis de dose isolados (um único corte) ou adjacentes (vários cortes) com detalhes e em tempo real, e a possibilidade do cálculo de grandezas dosimétricas utilizando um sistema eletrônico e programas computacionais, podendo, assim, simplificar a dosimetria em tomografia.

Orientador: Jonatas Manzolli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Artes / Made available in DSpace on 2018-08-11T14:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_CleberdaSilveira_M.pdf: 2155100 bytes, checksum: af5265e9405b60be69b18a473dfc3990 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho propõe uma reflexão teórica e um estudo prático sobre a interpretação dos instrumentos de percussão e mediação tecnológica. O texto tem por objetivo discutir o repertório e a postura interpretativa do músico, relacionando obras para instrumentos de percussão e interfaces tecnológicas. Há uma contextualização histórica dos processos tecnológicos da música do século XX e uma reflexão sobre a construção do material sonoro, do gesto musical e das configurações instrumentais. Discutem-se os processos de mediação envolvidos na execução do repertório para percussão múltipla interativa e analisam-se obras que empregam processos tecnológicos como eletrônicos ao vivo, interfaces, recursos audiovisuais e cênicos. A metodologia utilizada nessa pesquisa foi vinculada a Oficinas de Interação onde foram estudados novos parâmetros de execução musical. Aliou-se técnica tradicional aos protótipos de novas interfaces que foram criadas e aplicadas à pratica instrumental do autor. Foram desenvolvidas, ainda, novas estratégias interpretativas em que se buscou um maior entendimento e amadurecimento da interação da técnica instrumental com os diversos recursos de mediação tecnológica. Por fim, uma reflexão foi empreendida sobre as diferentes linguagens e meios envolvidos nos processos interpretativos, além da apresentação do conjunto de obras executadas e analisadas a partir do ponto de vista interpretativo / Abstract: This dissertation presents a theoretical view point and a practical study on percussion interpretation under technological mediation. It compares repertoire and performance perspectives relating pieces for percussion instruments and technological interfaces. There is a historical contextualization concerning to technological processes used in the Twenty Century Music and a discussion on design of sound material, musical gesture and instrumental set-ups. Mediation processes related to repertoire performance for interactive multiple percussion are discussed, and pieces involving technological processes such as live electronics, interfaces, audiovisuals and scenic resources are analyzed. Research methodology was based on interactive workshops in which new music performance perspectives were studied. Traditional techniques were linked to new interfaces prototypes enhancing author¿s instrumental practices. New interpretation strategies were developed aiming to enlarge understanding on interpretation and interaction with instrumental techniques and diverse technological mediation resources. Different languages and medium related to these performance processes were also studied. Finally, a set of pieces performed and analyzed under an interpretative point of view is presented. / Mestrado / Mestre em Música