Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014 / Nota: Prêmio UFSC de tese 2015 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:12:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329999.pdf: 6690335 bytes, checksum: 27cbf9f7ee95ede0f7357fc9463b2275 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os cristais líquidos (CLs) têm sido reconhecidos recentemente como promissores semicondutores para aplicações na área de eletrônica orgânica. O presente trabalho apresenta a proposta de caracterizar e investigar a potencialidade de novos materiais orgânicos com propriedades líquido-cristalinas para aplicações em dispositivos eletrônicos. Moléculas discóticas constituídas de um centro rígido aromático e cadeias laterais flexíveis vêm sendo amplamente estudada se aplicadas em dispositivos orgânicos tais como os diodos emissores de luz (OLEDs), os transistores de efeito de campo (OFETs) e os fotovoltaicos. Os CLs aliam a organização molecular dos sistemas cristalinos, necessária ao trânsito das cargas, à fluidez de um líquido, facilitando o processamento do material. Eles podem ser processados tanto a partir de solução quanto por evaporação térmica. A principal vantagem na utilização destes materiais é a possibilidade de modificar e controlar a orientação molecular através de estímulos externos, como por exemplo, pela ação de temperatura, aplicação de campos elétrico ou magnético e através de tratamentos de superfície. Com isso pode-se otimizar as suas propriedades ópticas e elétricas. Os CLs discóticos estudados neste trabalho são derivados do centro aromático perileno. Os materiais com o centro perileno vêm sendo empregados como semicondutores tipo-n e têm apresentado elevada mobilidade de carga quando aplicados em dispositivos. Neste trabalho as propriedades mesomórficas, fotofísicas, eletroquímicas e elétricas dos compostos foram investigadas. O comportamento termotrópico dos compostos foi analisado por microscopia óptica de luz polarizada(MOLP), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e difração de raio x (DRX). As propriedades fotofísicas foram investigadas através de espectroscopia UV-Vis e espectroscopia de fluorescência. A caracterização morfológica dos filmes finos produzidos pela técnica despin-coating e evaporação térmica foi realizada usando um microscópio de força atômica (AFM). Os níveis de energia LUMO dos compostos foram estimados através da técnica de voltametria cíclica. As propriedades fotofísicas em função da temperatura mostraram uma significativa supressão da fotoluminescência na mesofase colunar causada pela forte agregação molecular do empacotamento p-stacking. As propriedades elétricas foram investigadas através da deposição dos filmes em uma típica estrutura de diodo, ITO/PEDOT:PSS/CL/Ca/Al. A mobilidade de carga foi estudada através da aplicação de um modelo teórico às curvas experimentais de densidade de corrente em função da voltagem aplicada (J/V) e comparada com a mobilidade eletrônica obtida através das técnicas de tempo de voo (TOF) e Foto-CELIV. O alinhamento homeotrópico induzido por tratamento térmico para o composto com o centro perileno diimida resultou em propriedades elétricas aprimoradas, onde foi observado um ganho de quatro ordens de grandeza para a densidade de corrente e cinco ordens de grandeza para a mobilidade. O filme fino produzido pelo processo de evaporação térmica deste composto também apresentou propriedades elétricas notáveis na estrutura de diodo, sendo superior ao desempenho do filme produzido por spin-coating antes do alinhamento. A mobilidade para o filme evaporado foi medida através da estrutura de um transistor e mostrou boa concordância com a mobilidade obtida a partir do modelo aplicado às curvas J/V. A mobilidade para o filme evaporado foi superior a mobilidade encontrada para o filme spin-coating antes do alinhamento, mas inferior a mobilidade exibida pelo filme spin-coating alinhado homeotropicamente na estrutura de diodo. Os dispositivos produzidos a partir da combinação dos dois CLs, em heterojunções de bicamada e de volume, apresentaram um melhor desempenho do que os dispositivos fabricados para os compostos individualmente.<br> / Abstract: Liquid crystals (LCs) have been recently recognized as promising semiconductors for applications in the field of organic electronics. This work presents a proposal to characterize and investigate the potential application of new organic materials with liquid-crystalline properties inelectronic devices. Discotic molecules comprising a rigid aromatic core and flexible side chains have been widely studied and applied to organic devices such as light emitting diodes (OLEDs), field effect transistors (OFETs) and photovoltaics. LCs combine the molecular organization of the crystalline systems necessary to the transit of the charge and the fluidity of a liquid, facilitating processing of the material. They can be processed either from solution or by thermal evaporation. The main advantage of using these materials is the possibility of modifying and controlling the molecular orientation by external stimuli, for example, by the action of temperature, applying electric or magnetic fields and through surface treatments. Being possible to optimize their optical and electrical properties.The discotic LCs studied in this work are derivatives of the perylene aromatic core. Materials with perylene core have been used as n-type semiconductors and have shown high mobility of charge when applied to devices. In this work the mesomorphic, photophysical, electrochemical and electrical properties of the compounds were investigated. The thermotropic behavior of the compounds was analyzed by optical polarized light microscopy (MOLP), differential scanning calorimetry (DSC) and x-ray diffraction (XRD). The photophysical properties were investigated by UV-Vis and fluorescence spectroscopy. Morphological characterization of the thin films produced by the technique of spin-coating and thermal evaporation was performed using an atomic force microscope (AFM). The LUMO energy levels of the compounds were estimated using the technique of cyclic voltammetry. The photophysical properties as a function of temperature showed a significant suppression of photoluminescence in the columnar mesophase due to the molecular aggregates caused by the strong p-stacking interactions. The electrical properties were investigated by depositing the films in a typical diode structure, ITO/PEDOT:PSS/CL/Ca/Al. The charge mobility was investigated by applying a theoretical model to experimental curves of the current density as a function of applied voltage (J/V) and compared with the electron mobility obtained by the techniques of time of flight (TOF) and Photo-CELIV. The homeotropic alignment induced by annealing for the compound perylene diimide resulted in improved electrical properties, where a gain of four orders of magnitude for the current density and five orders of magnitude in the mobility was observed. The thin film produced by thermal evaporation process of this compound also showed remarkable electrical properties in a diode structure. It was superior to the performance of the film produced by spin-coating before alignment. Mobility for the evaporated film was measured in a transistor structure and showed good agreement with the mobility obtained from the model applied to curves J/V. The mobility for the evaporated film was higher than the mobility for the spin-coating before alignment, but it was lower than the mobility exhibited by the spin-coating film after annealing in a diode structure. The devices produced from the combination of the two LCs in bilayer and bulk heterojunctions showed better performance than devices manufactured for the compounds individually.

Made available in DSpace on 2014-12-05T18:40:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) guarani_cavalcanti_ioc_mest_2001.pdf: 19435422 bytes, checksum: 70afbf197134ad291c3099b285e07bb6 (MD5) Previous issue date: 2014-11-18 / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello. Gerência de Avaliação e Monitoramento Ambiental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Estudamos o efeito de soluções químicas (biocidas, bases ativas, inibidores metabólicos e de corrosão) no controle do crescimento de bactérias redutoras de sulfato (BRS) sésseis e planctônicas e na desorganização de biofilmes presentes nos oleodutos e em tubulações do sistema de injeção de água do mar de plataformas de petróleo da Petrobras. Bactérias coletadas nesses locais foram cultivadas em laboratório, em sistemas estático e dinâmico de fluxo d\2019água, na ausência e presença de cinco diferentes produtos. Posteriormente, amostras tratadas e não tratadas foram analisadas por testes microbiológicos, ultra-estruturais e por microanálise de raios-X. Além dos ensaios laboratoriais, foram analisados resíduos coletados de um oleoduto da Bacia de Campos, antes e após o tratamento com bases ativas. Adicionalmente, padronizamos a técnica de microscopia confocal de varredura a laser para o estudo in situ de biofilmes bacterianos aderidos à superfície metálica de corpos-de-prova. Dentre os produtos testados no controle microbiano, a solução de ácido dietilenotriaminopentacético (DTPA) foi a de melhor desempenho nos testes estáticos, seguida pela solução de glutaraldeído conjugado com sais quaternários de amônio (GA-QAT). O DTPA também foi utilizado no oleoduto, obtendo bons resultados. Em sistema dinâmico, glutaraldeído (GA) dosado isoladamente ou coadjuvado com QAT apresentou eficiência baixa ou média contra bactérias sésseis, a depender dos tempos de contato com a solução de tratamento. Todos os produtos testados foram mais efetivos contra bactérias planctônicas que sésseis Os testes ultra-estruturais indicaram que as soluções de GA e de GA-QAT não foram eficientes na remoção dos biofilmes aderidos aos corpos-de-prova em sistema estático e dinâmico de fluxo d\2019água. Já a solução de DTPA foi capaz de alterar a ultra-estrutura das células e do biofilme aderido ao metal, tanto em testes estáticos laboratoriais, como no tratamento do oleoduto. Microanálises de raios-X sugeriram que o DTPA é capaz de dissolver incrustações de sulfato de bário encontradas associadas a biofilmes bacterianos nos oleodutos. Esta técnica também permitiu caracterizar o sulfeto de ferro como sendo o principal produto de corrosão, encontrado geralmente adsorvido à matriz extracelular dos biofilmes ou em contato com a superfície de bactérias sésseis e planctônicas. A metodologia de análise dos corpos-de-prova por microscopia confocal mostrou-se útil para a avaliação da presença e a densidade do biofilme aderido ao metal e também para a detecção de profundidades de pontos de corrosão abaixo desses biofilmes. Essa técnica, portanto, poderá ser aplicada para avaliações futuras do controle da biocorrosão nas tubulações de plataformas de petróleo / We studied the effect of chemical solutions (biocides, metabolic, corrosion and incrustation inhibitors) in the control of plancktonic and sessile sulphate-reducing bacteria (SRB) growth and also in the disassembly of biofilms present in oil field pipelines of seawater injection systems of PETROBRAS' offshore platforms. Bacteria collected from field were cultured in laboratory under static and dynamic water flow systems, in the absence and presence of five different products. Later on, treated and non-treated samples were analysed by microbiological and ultrastructural techniques and by X-ray microanalysis. Besides laboratory assays, residues collected from an oil field pipeline of Campos' Basin were analysed before and after biocide treatment. Additionally, we standardised the laser scanning confocal microscopy technique for the in situ study of bacterial biofilms attached to the surface of metallic coupons. Among the tested products aiming the microbial control, diethilenetriaminepentaacetic acid (DTPA) presented the best performance under static tests, proceeded by glutaraldehyde (GA) solution conjugated with quaternary salts of ammonium (QAT). In dynamic system, GA alone or conjugated with QAT presented low or medium efficiency profile against sessile bacteria, depending on the time of contact with the cells. All the tested products were more effective against plancktonic bacteria as compared to sessile ones. DTPA was also used in the oil field pipeline, obtaining good results. Ultrastructural studies indicated that GA and GA-QAT solutions were not efficient to remove biofilms attached to the coupons in both static and dynamic systems. However, DTPA solution was capable to alter the ultrastructure of the cells and of the biofilm attached to the metal, either in laboratory static tests or in the pipeline treatment. Through the X-ray microanalysis, we characterised iron sulphide as the main corrosion product. This compound was generally found adsorbed to extracellular matrix elements or even adsorbed to plancktonic and sessile bacterial surface. The methodology to analyse coupons by confocal microscopy was quite useful to evaluate the presence and density of the biofilm attached to the metal, and also to detect depths of corrosion pits found below those biofilms. This technique, therefore, can be applied for future evaluations related to biocorrosion control in oil field pipelines of petroleum offshore platforms

Made available in DSpace on 2016-04-27T12:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 lucas_cortinhas_ioc_mest_2015.pdf: 2473095 bytes, checksum: 18bbae8b8cc32a1b323c12ec12f7c830 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / As moscas são capazes de chegar a corpos e carcaças em alguns minutos e são importantes no processo de decomposição. O gênero Ophyra (Muscidae) apresenta preferência por períodos mais avançados de decomposição, e no Brasil, espécies deste gênero são de grande importância para a entomologia forense. Cada vez mais se torna necessário o desenvolvimento de métodos que auxiliem os peritos na correta identificação das espécies de maneira precisa e rápida, uma vez que os imaturos, principalmente em seus estágios iniciais apresentam poucos caracteres diagnósticos. Deste modo, este trabalho tem como objetivos caracterizar os estágios imaturos (ovos, larvas de primeiro, segundo e terceiro instares e pupários) de Ophyra aenescens através da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), bem como caracterizar os perfis de hidrocarbonetos cuticulares das larvas de terceiro instar, pupas, pupários e adultos (machos e fêmeas) por meio da CG-EM. Poucos estudos utilizam o MEV para a descrição de ovos de espécies da família Muscidae. Na análise dos ovos, foi observado que as células hexagonais apresentam bordas mais delineadas ao se aproximar de ambas as extremidades. Sua micrópila é adornada, apresentando depressões e projeções no entorno de sua abertura. Nas larvas de primeiro instar, o colar cefálico e os espinhos intersegmentais se apresentam em fileiras irregulares e o espiráculo posterior apresenta uma interrupção ao longo da abertura No último instar os espinhos do colar cefálico e intersegmentais apresentam-se em fileiras regulares e com um maior número de fileiras. Os espiráculos anteriores apresentam ramificações variando de quatro a sete. Os pupários apresentam tubérculos respiratórios. Através da análise por CG-EM, foram identificados um total de 106 hidrocarbonetos. Em todos os estágios de desenvolvimento foram encontrados alcanos metil ramificados em maior quantidade. Ao longo das fases de desenvolvimento foi possível observar que os alcanos de cadeia linear par tiveram sua abundância relativa diminuída em oposição aos de cadeia ímpar, que apresentaram abundâncias maiores. Os pupários foram os únicos que apresentaram dienos em seu perfil. Como compostos majoritários foram encontrados pentacoseno, pentacosano, heptacoseno, heptacosano, 10-, 11-, 12- e 13-metilheptacosano, nonacoseno, nonacosano, hentriaconteno e hentriacontano e a partir destes foi possível identificar separadamente cada estágio de desenvolvimento utilizando a análise de componente principal (PCA). Com a utilização de ambas as técnicas aplicadas foi possível obter resultados consistentes para a identificação da espécie utilizada neste estudo / Flies are capable of arrive in corpses and carcasses soon after death (a few minutes) and are important players in the decomposition process. The genus Ophyra (Muscidae) presents a preference for more advanced periods of decomposition, and in Brazil, species of this genus have great importance for forensic entomology. Increasingly it becomes necessary to develop methods that help experts in the correct identification of the species in an accurate and quick manner, since immatures especially in their early stages have few diagnostic characters. Therefore, this study aims to characterize immature stages (eggs, first, second and third instar larvae and puparia) of the species Ophyra aenescens through scanning electron microscopy (SEM), as well as characterize the cuticular hydrocarbon profiles of third instar larvae, pupae, puparia and adults (males and females) using gas chromatography coupled to mass spectrometry. There are only few studies using SEM for the description of eggs of the Muscidae. The analysis of the eggs demonstrated that the hexagonal cells exhibit more delineated edges approaching both ends. The micropyle is ornamented by depressions and projections around the opening. In first instar larvae, the cephalic collar and intersegmental spines are in irregular rows and the posterior spiracle has a discontinuation along the opening. The last instar has a larger number of regular rows of spines. The anterior spiracles present four to seven ramifications. The pupariae present respiratory tubercles. One hundred and six cuticular hydrocarbons were identified using the GC-MS analysis. In all stages of development, methyl branched alkanes were found in larger amounts. During the development from third instar larvae to adults, the relative abundance of the n-alkanes with even linear chain decreased in contrast to the odd chain n-alkanes, which presented increasing relative abundances. The puparial cases were the only that presented dienes. Pentacosene, pentacosane, heptacosene, heptacosane, 10-, 11-, 12- and 13-methylheptacosane, nonacosene, nonacosane, hentriacontene and hentriacontane were the major compounds. Principal Component Analysis (PCA) separated each stage using the relative abundance of these compounds. Both techniques used for the identification of the species from the present study yielded consistent results. / 2085-07-06

Made available in DSpace on 2016-04-27T12:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 eliane_silva_ioc_mest_2015.pdf: 2613880 bytes, checksum: ef305441d57e06987c4df2608f2462ee (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Dípteros muscoides além de serem importantes vetores mecânicos de patógenos e produtores de miíases no homem e em animais, apresentam grande importância forense e são utilizados na estimativa do intervalo pós-morte (IPM), ajudando na elucidação de crimes de maus-tratos e abandono de crianças, idosos e incapazes. Helicobia aurescens (Sarcophagidae) apresenta distribuição neotropical e há registros dessa espécie associada à decomposição de carcaças. É fundamental o emprego de metodologias que auxiliem na correta identificação das espécies necrófagas, principalmente em seus estágios imaturos que apresentam poucos caracteres diagnósticos estudados. Este trabalho objetiva analisar o peso das larvas maduras, a duração e a viabilidade dos estágios larval, pupal e de larva a adulto, além de analisar o potencial biótico e a longevidade desta espécie em diferentes temperaturas (27 ± 1 °C e 29 ± 1 °C) em laboratório, bem como caracterizar todos os estágios imaturos através da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e também analisar o perfil de hidrocarbonetos cuticulares (HC) de larvas, pupas, pupários e adultos através da técnica de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM). Analisando a biologia de H. aurescens, observou-se que a duração da fase de larva a adulto e a viabilidade de cada fase foi maior quando criados a 27 °C do que a 29 °C. As larvas maduras apresentaram maior média de peso e demoraram mais tempo para abandonar a dieta quando criadas à temperatura de 27 °C, e a longevidade dos adultos foi maior para esta temperatura. As curvas de sobrevivência para ambas as temperaturas seguem o modelo de distribuição de Weilbull. As fêmeas ovipuseram em maior quantidade quando submetidas à temperatura de 27 °C Utilizando a MEV, foi observado que o ovo apresenta células hexagonais em sua superfície, não há área mediana e a micrópila fica próxima a uma depressão e é ornamentada assemelhando-se a uma renda. As larvas apresentam colar cefálico com espinhos robustos e achatados com duas a cinco pontas afiladas. Os espiráculos anteriores possuem de sete a oito aberturas. Os espinhos intersegmentais se apresentam em fileiras com direções opostas e protuberâncias arredondadas no tegumento surgem a partir do segundo instar. As larvas de primeiro instar, assim como as larvas de segundo instar, apresentam duas aberturas no espiráculo posterior, e as de terceiro apresentam três aberturas. Através da análise por CG-EM, foram identificados compostos com tamanho mínimo de cadeia linear de 22 carbonos e tamanho máximo de 31 carbonos. Os imaturos apresentaram maior número de compostos identificados. Os alcanos-metil ramificados foram os compostos em maior número em todas as fases de desenvolvimento. Os alcenos estavam presentes apenas em pupas e larvas. Os alcanos de maior abundância foram n-C27 e n-C29 para fêmeas, machos e pupários, e n-C25 em pupas e larvas. Nesta espécie, cada estágio pode ser identificado e separado comparando-se os compostos majoritários através de PCA. As informações acerca dos aspectos bionômicos, características morfológicas e quimiotaxonômicas dessa espécie contribuem para a criação de um banco de dados taxonômicos, auxiliando peritos na aplicação dessas ferramentas na entomologia forense / Abstract: Besides being relevant mechanical vectors of pathogens and producing myiasis in humans and animals, muscoid dipterans also have great forensic importance and can be used in estimating the postmortem interval (PMI), helping to identify crimes of abuse and neglect against children, elderly and people who demand special care. Helicobia aurescens (Sarcophagidae) presents neotropical distribution and there are records of this species associated with decaying carcasses. The use of methodologies which aid the correct identification of necrophagous species is very important, with emphasis in the immature stages that have few diagnostic features studied. This paper aims to analyze the weight of mature larvae, duration and viability of larval, pupal and larval to adult, in addition to analyzing the biotic potential and longevity of this species at different temperatures (27 ± 1 \F0B0C and 29 ± 1 \F0B0C) in the laboratory, and to identify morphological features of all immature stages by scanning electron microscopy (SEM) and also analyze the cuticular hydrocarbon profiles of larvae, pupae, puparia and adults through gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). It was observed that the duration of the larval to adult period and the viability of each stage of H. aurescens were longer at 27 \F0B0C than at 29 \F0B0C. Mature larvae showed higher mean weight and took a longer time to abandon the diet when the temperature was set at 27 \F0B0C, and the longevity of adults was greater under this temperature. The survival curves for both temperatures follow the Weilbull distribution model. Females layed more eggs when maintained at 27 °C Using the SEM, it has been observed that the surface of the eggs present hexagonal cells, there is no median area and the laced adorned micropyle is located near to a depression. The larvae present a cephalic collar with robust and flattened spines with two to five thin tips. The anterior spiracle have seven to eight apertures. From the second instar, larvae have intersegmental spines that are presented in rows with opposite directions and rounded bulges on the integument. The first instar larvae, as well as the second instar, have two slits in the posterior spiracle and the third instar larvae have three slits. The analysis of the CH profiles by GC-MS, identified compounds with a minimum of 22 and a maximum of 31 carbons in the linear chain. Immature had a higher number of identified compounds. The methyl-branched alkanes represented the greater numbers of compounds at all stages of development. Alkenes were present only in pupae and larvae. The most abundant alkanes were n-C27 and n-C29 for females, males and puparia, and n-C25 for pupae and larvae. For this species, each stage may be identified and separated comparing the major compounds by PCA. The information about the bionomic aspects, morphological features and chemotaxonomic of this species contribute to the establishment of a taxonomic database, assisting experts in the application of these tools in forensic entomology / 2085-12-01

ALVES. D. B. S. Conversor Boost de alto ganho baseado na versão bidirecional da célula de comutação de três estados. 2014. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T14:08:27Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_dbsalves.pdf: 2791727 bytes, checksum: 2948392917c93e689eccf4615c01422e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T19:01:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_dbsalves.pdf: 2791727 bytes, checksum: 2948392917c93e689eccf4615c01422e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T19:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_dbsalves.pdf: 2791727 bytes, checksum: 2948392917c93e689eccf4615c01422e (MD5) Previous issue date: 2014-10-09 / This paper presents the study and development of a topology of nonisolated converter operating at high frequency, which is suitable for the integration of battery banks, photovoltaic panels, and a high voltage dc link in a single conversion stage. The topology is based on the bidirectional version of the three-state switching cell and is recommended for battery charging, while a 200V dc link can be obtained in a single conversion stage using photovoltaic (PV) panels. The presented converter is able to supply a 200V dc link using a battery bank and a PV array and, depending on the solar irradiance level, it is also possible to charge the batteries by using a single conversion stage. Moreover, all the switches of the converter are able to operate under zero voltage switching (ZVS) condition over a wide operation range. The experimental results are obtained from a 500W laboratory prototype, which has been developed and tested in three situations: energy flow from the battery bank to the load, energy flow from the PV panel to the load; and energy flow from the panel to the battery bank, achieving the efficiency of 94,18%, 96,09% e 94,67% respectively. The high gain afforded by this topology and the excellent performance obtained in all operations mode, shows as a solution where the requirement of increasing the voltage to 200V or 400V from low input voltage energy sources, typically 12V, 24V or 48V, provided by batteries, solar panels or others sources of energy, for Uninterruptable Power Supply (UPS), or a DC link, for example. / Este trabalho tem por escopo apresentar o estudo e desenvolvimento de um conversor CC-CC não isolado de três portas, adequado à integração em um único estágio de conversão: um banco de baterias, um conjunto de painéis fotovoltaicos e o link CC. A topologia proposta apresenta um conversor boost de alto ganho baseado na versão bidirecional da célula de comutação de três estados na qual se tem integrado um banco de baterias e um conjunto de painéis fotovoltaicos com capacidade para gerar um barramento CC de 200V em um único estágio de processamento. A característica bidirecional da topologia permite aos painéis fotovoltaicos carregar as bateiras e alimentar a carga dependendo da incidência solar. No caso de ausência de sol, o banco de baterias supre a carga. Outra importante característica deste conversor é a comutação suave em modo ZVS para todas as chaves. Foi desenvolvido um protótipo experimental com potência nominal de 500W de forma a validar todo o embasamento teórico e de simulação apresentados. O conversor desenvolvido foi submetido a três condições: o fluxo de energia da bateria para a carga, do painel fotovoltaico para a carga e do painel para o banco de baterias, sendo obtido o rendimento de 94,18%, 96,09% e 94,67% respectivamente para cada condição. Além disso, as formas de ondas experimentais e de simulação para cada condição e o comparativo de rendimento de topologias, também são apresentados. O alto ganho e o rendimento alcançado nesta topologia, a torna uma forte solução quando há necessidade de elevar a tensão a partir de baterias ou painéis fotovoltaicos, quando os valores fornecidos por estes geralmente são de 12V, 24V ou 48V. Ressalte-se que este trabalho contribui cientificamente na área da eletrônica de potência, mais especificamente, no que concerne ao estudo e desenvolvimento de novas topologias de conversores CC-CC não isolados de três portas para aplicações em energias renováveis.

SOUSA. P. R. M. Aplicações de criptografia quântica de chave pública em assinaturas de mensagens. 2013. 58 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T19:16:44Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_prmsousa.pdf: 1217608 bytes, checksum: 94efc0e423e12d4d83b8c7b1347ec131 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-04T15:58:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_prmsousa.pdf: 1217608 bytes, checksum: 94efc0e423e12d4d83b8c7b1347ec131 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T15:58:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_prmsousa.pdf: 1217608 bytes, checksum: 94efc0e423e12d4d83b8c7b1347ec131 (MD5) Previous issue date: 2013-08-08 / As assinaturas digitais são de fundamental importância para as comunicações eletrônicas no mundo todo por garantirem a integridade e autenticidade da informação. Com os avanços da ciência nas áreas da mecânica quântica e a introdução destes novos conceitos nas telecomunicações, a segurança da informação também precisou evoluir e cada vez mais se tem buscado novos sistemas de segurança que forneçam maior integridade e autenticidade que os sistemas clássicos. Dessa forma o objetivo deste trabalho é utilizar as propriedades do problema QSCDff , para a criação de um protocolo de assinatura quântica de mensagens. O problema QSCD ff possui propriedades matemáticas e computacionais para garantir a integridade e autenticidade das assinaturas geradas. O protocolo proposto faz uso de chaves descritas na forma de estados quânticos construídos a partir de permutações de um grupo simétrico e de uma função de hash para a compressão da mensagem original. Como entrada o protocolo recebe a mensagem clássica e uma chave privada. Para a geração do estado quântico da assinatura utiliza-se uma permutação como chave privada e o hash da mensagem. Gerar tal assinatura sem ter uma chave privada consiste em resolver um problema de encontrar automorfismos não triviais de grafos. A validação deste estado é feita através da aplicação do algoritmo quântico de busca de Grover. Por fim é mostrado que a probabilidade de falsificação da assinatura é negligenciável dado o número de cópias do estado da assinatura.

OLIVEIRA, Erlania Lima de. Propriedades Eletrônicas de Dispositivos MOS Baseados em SiC. 2005. 95 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-07T17:23:34Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_eloliveira.pdf: 1943111 bytes, checksum: 4c7f59af1ab6ffe6fa88b03b1c341459 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-07T17:24:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_eloliveira.pdf: 1943111 bytes, checksum: 4c7f59af1ab6ffe6fa88b03b1c341459 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-07T17:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_eloliveira.pdf: 1943111 bytes, checksum: 4c7f59af1ab6ffe6fa88b03b1c341459 (MD5) Previous issue date: 2005 / O carbeto de silício (SiC) é considerado um material promissor para aplicações que demandam altas potências, altas freqüências, e para funcionamento em temperaturas elevadas e ambientes quimicamente hostis, condições nas quais as atuais tecnologias baseadas em Si e GaAs não oferecem performances satisfatórias. Esta versatilidade deve-se a características notáveis como grande gap de energia, alta mobilidade eletrônica, alta condutividade térmica, altos campos de ruptura dielétrica, estabilidade e resistência mecânica. Além disso, o SiC pode ser crescido em mais de 200 politipos envolvendo três estruturas cristalinas: cúbica (zincoblenda), hexagonal (wurtizita) e romboédrica. A vantagem mais significativa do SiC sobre outros semicondutores de gap largo é a capacidade de se crescer SiO2 termicamente, similar a do Si. Infelizmente, dispositivos baseados em SiC não podem competir com tecnologias baseadas em Si nas áreas de baixo custo, densidade funcional e temperaturas moderadas. Embora a tecnologia do SiC esteja evoluindo rapidamente, há ainda vários problemas a serem resolvidos como crescimento cristalino em larga escala, minimização de defeitos e otimização da performance dos dispositivos. A finalidade deste trabalho é desenvolver ferramentas teóricas e computacionais para a investigação das propriedades elétricas e eletrônicas de capacitores MOS baseados em SiC. O modelo físico utilizado baseia-se na solução das equações acopladas de Poisson e Schrödinger. Embora o modelo descrito seja geral o suficiente para ser aplicado em dispositivos mais complexos e geometrias tridimensionais, optou-se por um modelamento unidimensional, uma vez que os fenômenos físicos que regem o funcionamento básico de dispositivos MOSFET's podem ser perfeitamente capturados pelo modelamento unidimensional de capacitores MOS.

SANTIAGO, M.O. Síntese e caracterização de compostos mono e binucleares de rutênio e ferro com o LIGANTE 1,3-BIS(3-PIRIDILMETIL)2-TIOURÉIA (BPMT). 1998. 96 f. Dissertação (Mestrado em Química Inorgância) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza,1998. / Submitted by irlana araujo (irlanaaraujo@gmail.com) on 2012-02-16T14:33:46Z No. of bitstreams: 1 1998_dis_Marc_Santiago.pdf: 676310 bytes, checksum: c524d5084827c1e735e906f5b3fcce98 (MD5) / Approved for entry into archive by Érica Barros(ericabarros@ufc.br) on 2012-02-17T11:23:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 1998_dis_Marc_Santiago.pdf: 676310 bytes, checksum: c524d5084827c1e735e906f5b3fcce98 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-17T11:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1998_dis_Marc_Santiago.pdf: 676310 bytes, checksum: c524d5084827c1e735e906f5b3fcce98 (MD5) Previous issue date: 1998-09-30 / Reactions of monocoordenative ions, such as [Ru(NH3)5(H2O)]2+ e [Fe(CN)5(NH3)]3-, with 1,3-bis(3-pyridylmethyl)-2-Thiourea (BPMT) lead to the formation of mononuclear complexes. Such complexes have been isolated and characterized by elemental analysis, electronic, vibrational in the infrared region, Mössbauer spectroscopy and electrochemical techniques (Cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry). Backdonation interactions, dπ(M) → pπ*BPMT, of ruthenium pentaammines complexes are greater than pentacianoiron (II), which shows the π – acceptor action of cyanide ligands and the small energy of 3d orbital compared with 4d. Symmetric binuclear complexes, [(NH3)5Ru(μ–BPMT)Ru(NH3)5](PF6)4, Na6[(CN)5Fe(μ–BPMT)Fe(CN)5].4H2O, have been also isolated and characterized by electrochemical and spectroscopic techniques. Evaluation of the comproportionation constants indicated that such complexes present a considerable coupling between the metallic centers, following the behavior of binuclear complexes of class II. Unsymmetrical binuclear complex Na[(CN)5Fe(μ–BPMT)Ru(NH3)5] have been also synthesized and characterized. The values of the one – electron reduction potentials, the energies of the bands for metal – ligand charge transfer and the vibrational spectrum in the infrared region indicated a weak coupling between the metallic centers, which suggest that the cyanide ligands have a strong influence on the electronic density of the pentacyanoferrate complexes. / Os complexos mononucleares, formados a partir das reações do 1,3-bis(3-piridilmetil)-2-tiouréia (BPMT) com os íons [Ru(NH3)5OH2]2+ e [Fe(CN)5NH3]3-, foram isolados e caracterizados por microanálise, espectroscopia eletrônica, vibracional na região do infravermelho, Mössbauer e por técnicas eletroquímicas (Voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial). Nos complexos de pentaaminas de rutênio, foram evidenciadas maiores interações de retrodoação, dπ(M) → pπ*BPMT, que nos complexos de pentacianoferrato sendo justificada pela ação π - receptora dos íons cianeto e a diferença de tamanho dos orbitais dos metais. Os complexos binucleares simétricos [(NH3)5Ru(μ–BPMT)Ru(NH3)5](PF6)4, Na6[(CN)5Fe(μ – BPMT)Fe(CN)5].4H2O foram isolados e caracterizados por técnicas espectroscópicas e eletroquímicas. Cálculos das constantes de comproporcionamento indicaram que os compostos apresentam um considerável acoplamento entre os centros metálicos, seguindo o comportamento dos complexos binucleares de classe II segundo a classificação de Robin e Day. O complexo binuclear assimétrico Na6[(CN)5Fe(μ–BPMT)Ru(NH3)5] foi sintetizado e caracterizado. Os valores dos potenciais de redução seqüencial de um elétron, as energias das bandas de transferência de carga metal – ligante e o espectro vibracional na região do infravermelho indicam a existência de um fraco acoplamento eletrônico entre os centros metálicos sugerindo que os íons cianeto comprometem consideravelmente as densidades eletrônicas do metal no fragmento pentacianoferrato.

ROCHA, H. H. B. Ressoadores e guias dielétricos cilíndricos operando em micro-ondas e óptica: antenas dielétricas e acopladores refletores de Bragg a fibra. 2010. 150 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-23T18:54:52Z No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-23T18:56:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-23T18:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) Previous issue date: 2010 / Two heterogeneous contributions to modern communication systems – although fully possible to be correlated – are presented. The first one deals with resonant antennas consisting of new dielectric ceramics based on Fe2O3. These materials characterized at microwave frequency range possess low relative permittivity, low loss tangent and, concerned with the monophasic samples, negative temperature coefficient of resonant frequency. Subsequently, the cylindrical dielectric resonator antennas (CDRAs) supported on rectangular ground plane and fed by monopole are analyzed according to the following radiation performance criteria: resonant frequency, input impedance, bandwidth and radiation patterns. Besides experimentation, the study involved computational procedure, so that the results of both can be compared. A commercial software based on the finite element method was employed to examine the CDRAs. It follows that as higher is the permittivity of a material, the lower are the frequency at which it resonates as well as its bandwidth. Satisfactory impedance matching and broadside radiation patterns are observed, what enables the materials investigated to this relevant application. Additionally, the stacking of the monophasic CDRAs prototypes resulted in bandwidth enhancement, presumably due to their excited high order modes. The second contribution focuses on dielectric waveguides operating at optical frequencies, being fiber Bragg grating couplers (FBGCs) investigated in this scenario. Indeed, they result from a combination of two versatile and widely applied devices: fiber Bragg gratings and directional couplers. Two numerical case studies related to the interaction between optical signals and structures were performed. The theoretical model observed is based on the coupled mode theory since it provides a satisfactorily accurate description of the devices optical properties. By the way, the theoretical model is coded in FORTRAN programming language according to a predictor-corrector algorithm. In terms of operational power levels, analyses are carried out in frequency and (mainly) time domains. Under specific conditions, the capability of the extraction, reshaping and switching of pulses – examples of essential functions for all-optical processing – reinforces the importance of such hybrid structures. / Duas contribuições caracteristicamente distintas, não obstante correlacionáveis num mesmo sistema de telecomunicação, são apresentadas. A primeira versa sobre antenas ressoadoras constituídas por novas cerâmicas dielétricas à base de Fe2O3. Os materiais desenvolvidos foram caracterizados na faixa de micro-ondas. Tratam-se de dielétricos com baixa permissividade relativa, baixa tangente de perda, e, no caso das amostras monofásicas, com coeficiente de temperatura na frequência de ressonância negativo. Posteriormente, as antenas ressoadoras dielétricas de geometria cilíndrica (CDRAs) suportadas em plano de terra retangular e alimentadas por sonda monopolar são analisadas segundo critérios de desempenho de irradiação, quais sejam: frequência de ressonância, impedância de entrada, largura de banda e padrões de irradiação. Além de experimentação, o seu estudo envolveu procedimento computacional, no que foi promovida a comparação de resultados. O método dos elementos finitos, no qual está baseado o programa comercial empregado, foi utilizado para análise destas antenas. Resulta que para maiores valores de permissividade relativa de uma amostra, menores são a frequência em que a mesma ressoa e a sua largura de banda. Ainda, foi observado satisfatório casamento de impedância e padrões de irradiação broadside, o que candidata os novos materiais desenvolvidos a esta importante aplicação. Adicionalmente, mediante empilhamento dos protótipos monofásicos examinados, foi verificada a remodelagem da largura de banda em relação às contrapartidas individuais, provavelmente devido à excitação de modos de ordem elevada das CDRAs. A segunda contribuição está enfocada no contexto dos guias de ondas dielétricos operando em frequências ópticas. Neste cenário, são investigados acopladores refletores de Bragg a fibra (FBGCs), estruturas resultantes da combinação de dois dispositivos reconhecidamente versáteis e de ampla aplicação: redes de Bragg e acopladores direcionais. Foram apreciados dois estudos de caso numéricos nos quais se fez promover a interação de sinais ópticos com as estruturas propostas. Na medida em que descreve com satisfatória precisão as propriedades ópticas dos dispositivos de interesse, o modelo matemático empregado é baseado na teoria dos modos acoplados. O tratamento numérico é realizado mediante codificação, em linguagem de programação FORTRAN, de um algoritmo preditivo-corretor. Considerando regimes pulsados em termos da potência operacional, o problema foi analisado no domínio da frequência e, sobretudo, no domínio do tempo. Em condições específicas, a possibilidade de realização da extração, reconfiguração e comutação de pulsos, exemplos de funções essenciais ao processamento totalmente óptico, reforçam a importância de tais estruturas híbridas.

Henn, G. A. de L. Técnicas de modulação aplicada às estruturas de multiníveis com neutro grampeado e capacitor flutuante para redução de perdas e distorção harmônica. 2012. 126 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-17T18:00:37Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_galhenn.pdf: 5303778 bytes, checksum: d9acd631a399249e02fb33418b525597 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-25T19:19:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_galhenn.pdf: 5303778 bytes, checksum: d9acd631a399249e02fb33418b525597 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-25T19:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_galhenn.pdf: 5303778 bytes, checksum: d9acd631a399249e02fb33418b525597 (MD5) Previous issue date: 2012-04-30 / In order to overcome the challenge of processing electric energy in high power systems with minimal losses and high energy quality, this work presents the implementation and analysis of a modulation technique applicable on both most well-known multilevel inverter structures - neutral point-clamped (NPC), and flying capacitors (FC) - to reduce the stresses across the semiconductors devices, and to improve the total harmonic distortion of the output voltage. Throughout the work, the necessity to digitalize the proposed technique has been evidenced due to the high complexity and low reliability inherent to the analogical approach. Thus, the digital controller FPGA has been chosen, as it is easy to program and reconfigure, works at high speed, and has a lot of input and output pins. Additionally, other modulation techniques were also implemented to compare their performance with the proposed one, presenting the switching patterns and the behavior of the electrical currents through the semiconductors for each modulation. A theoretical analysis was also performed for both topologies and their respective operation principle, characteristics, and equations used on the losses analysis for the different combinations of modulation applied to each structure. Finally, the digital development of the various techniques has proved to be correct by observing the waveforms obtained through the digital/analogical circuit. Besides, the comparison of the modulation techniques on 6 kW NPC and FC three-level prototype inverters proved to be favorable to the proposed technique in terms of efficiency and total harmonic distortion reduction on both topologies, confirming its usefulness on high power multilevel converters. At last, it was presented the application of the proposed modulation technique to inverters with more than three levels, where it was observed its eligibility for n-levels topologies. / Visando superar os desafios inerentes à conversão de energia elétrica em sistemas de alta potência, minimizando as perdas e melhorando a qualidade da energia processada, este trabalho tem por objetivo analisar e implementar uma técnica de modulação para ser aplicada nas duas topologias de inversores multiníveis mais disseminadas - com neutro grampeado (NPC), e com capacitor flutuante (FC) - a fim de reduzir os esforços nos semicondutores, bem como melhorar o índice de distorção harmônica da tensão de saída. Ao longo do trabalho foi evidenciada a necessidade da digitalização da técnica proposta, visto que o desenvolvimento analógico da mesma acarretaria em um circuito complexo e de baixa confiabilidade. Dessa forma, escolheu-se como plataforma digital um FPGA, devido à sua facilidade de programação e reconfiguração, além da alta velocidade e quantidade de pinos de entrada e saída. Além da técnica proposta, foram também desenvolvidas outras modulações para fins de comparação, apresentando os padrões de chaveamento para cada uma delas, bem como o comportamento da corrente através dos semicondutores em cada período de chaveamento. Foi também realizada a análise teórica das topologias e suas respectivas etapas de operação, características e levantamento das equações que ditam a análise das perdas para as diferentes situações de técnicas aplicadas a cada uma das estruturas. O desenvolvimento digital das técnicas mostrouse correta através da análise das formas-de-onda colhidas por meio de um circuito digitalanalógico. Além disso, a comparação da aplicação dessas modulações em inversores a três níveis NPC e FC de 6 kW mostrou-se favorável à técnica proposta em termos de eficiência e redução da distorção harmônica em ambas as topologias, comprovando sua utilidade em conversores multiníveis de alta potência. Por fim, foi apresentado o desenvolvimento da técnica proposta em inversores com mais de três níveis, onde se pode comprovar sua eficiente aplicação para tais fins, bem como sua expansibilidade para inversores de n níveis.