Os ferrofluidos iônicos de \'MN\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\', \'gama\' - \'FE IND. 2\'\'O IND. 3\' e \'CO\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\' foram investigados pelas técnicas de óptica e espalhamento de raios X. Investigamos o comportamento desses ferrofluidos, na presença e na ausência de campo magnético e quando submetidos à variação de temperatura. A birrefringência óptica medida em função da temperatura, sem qualquer campo magnético, mostrou a existência de uma ordem tipo nemática nesses materiais. Os resultados obtidos com as medidas de anisotropia óptica podem ser explicados através da anisotropia de forma dos grãos e o fator clássico de despolarização da luz. Experimentos com a técnica de espalhamento de raios X mostrou a existência de pequenos agregados de grãos nas amostras estudadas. / Ionic ferrofluids of MnFe2O4, - Fe2Os Fe2Os and CoFe204 have been investigated by means of optical and x-ray- scattering techniques. An investigation on the behavior of such ferrofluids has been made, when in the presence and absence of a magnetic field, and when submitted to the variation of temperature. The optical birefringence measured as a function of temperature, without any magnetic field, showed the existence of a nematic-type order in these maaterials. The results obtained by the measured optical anisostropy could be explained by the shape anisostropy of the grains and the classical light depolarizing factors. X-ray scattering results indicate the existence of small aggregates in the samples studied.

Observações diretas das propriedades do interior da Terra são muito restritas. A maior parte das informações advém de estudos indiretos ligados à geofísica, os quais necessitam ser relacionados a estudos de materiais em laboratório para serem corretamente interpretados. Experimentos de laboratório, no entanto, precisam ser realizados em condições extremas de pressão e temperatura, o que constitui uma tarefa muito difícil de ser alcançada. Nesse contexto, estudos teóricos são fundamentais no suporte à elaboração de modelos sobre a estrutura e a composição interna da Terra. O objetivo de nosso trabalho é utilizar métodos de primeiros princípios para ajudar a elucidar o comportamento dos silicatos (MgSiO3 e CaSiO3) e dos carbonatos (MgCO3 e CaCO3) de magnésio e cálcio nas condições termodinâmicas extremas do manto. O estudo da estabilidade energética desses silicatos e carbonatos, bem como o de outros minerais que compõem o manto, fornece novas evidências sobre a melhor forma de o cálcio ser incorporado nessa região profunda, além de determinar qual carbonato é o principal hospedeiro de carbono nas profundezas da Terra. As propriedades dos sistemas foram obtidas através da teoria do funcional da densidade, considerando diversas aproximações para a energia de troca e correlação, e o método PAW (Projector Augmented Wave). As propriedades termodinâmicas foram investigadas usando a aproximação quase harmônica e a teoria de perturbação do funcional da densidade. As simulações computacionais foram efetuadas utilizando o código Quantum ESPRESSO. Observamos que a decomposição dos silicatos em seus respectivos óxidos alcalinos terrosos, MgO e CaO, mais SiO2 não é favorável. Além disso, a coexistência dos silicatos MgSiO3 e CaSiO 3 é mais estável do que a formação de ligas do tipo Mg1xCaxSiO3. Dessa forma, concluímos que o cálcio, no manto, existe numa fase independente, fazendo parte de um silicato (CaSiO3). Nossos resultados mostraram que a decomposição dos carbonatos em seus respectivos óxidos alcalinos terrosos, MgO e CaO, mais CO2 também é desfavorável, indicando que deve existir uma baixa concentração de CO 2 livre no manto, e que o carbonato de magnésio é mais estável do que o carbonato de cálcio. Portanto, nossa investigação propõe que o MgCO3 é o principal hospedeiro de carbono, na forma oxidada, no manto. Por fim, notamos que as propriedades estruturais e termodinâmicas são melhores descritas quando a energia de van der Walls é adicionada à energia de troca e correlação, indicando que esses cálculos mais precisos constituem um passo importante para melhorar a construção de modelos teóricos sobre as propriedades e a composição do manto. / Direct observations of the Earths interior properties are very restricted. Most of the information comes from indirect studies related to geophysics, which need to be related to materials studies in the laboratory to be correctly interpreted. Laboratory experiments, however, need to be performed under extreme pressure and temperature conditions, which is a very difficult task to achieve. In this context, theoretical studies are fundamental in supporting the elaboration of models on the structure and internal composition of the Earth. The purpose of our work is to use first principles methods to help elucidate the behavior of magnesium and calcium silicates (MgSiO3 and CaSiO3) and carbonates (MgCO3 and CaCO3) under the extreme thermodynamic conditions of the lower mantle. The study of the energy stability of these carbonates and silicates, as well as of other mantle minerals, provides new evidence on how calcium can best be incorporated into the mantle and to determine which carbonate is the main carbon host in the Earths deep mantle. The properties of the systems were obtained within the density functional theory, using several approximations for the exchange and correlation energy, and the PAW (Projector Augmented Wave) method. The thermodynamic properties were investigated using the quasi-harmonic approximation and the density functional perturbation theory. The computational simulations were performed using the Quantum ESPRESSO code. We observe that the decomposition of the silicates in their respective alkali earth oxides, MgO and CaO, plus SiO2 is not favorable. In addition, the coexistence of silicates MgSiO3 and CaSiO3 is more stable than the formation of alloys like Mg1xCaxSiO3. Thus, we conclude that the calcium in the lower mantle exists in an independent phase, being part of a silicate (CaSiO3). Our results also indicate that the decomposition of the carbonates into their respective alkali earth oxides, MgO and CaO plus CO2 is unfavorable, showing that there should be a low concentration of free CO2 in the mantle and that the magnesium carbonate is more stable than calcium carbonate. Therefore, our investigation proposes that MgCO3 is the main oxidized carbon host in the lower mantle. Finally, we note that the structural and thermodynamic properties are best described when the van der Walls interactions are taken into account in the exchange and correlation energy, indicating that these more accurate calculations constitute an important step to improve the construction of theoretical models on the properties and composition of the mantle.

Os ferrofluidos iônicos de \'MN\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\', \'gama\' - \'FE IND. 2\'\'O IND. 3\' e \'CO\'\'FE IND. 2\'\'O IND. 4\' foram investigados pelas técnicas de óptica e espalhamento de raios X. Investigamos o comportamento desses ferrofluidos, na presença e na ausência de campo magnético e quando submetidos à variação de temperatura. A birrefringência óptica medida em função da temperatura, sem qualquer campo magnético, mostrou a existência de uma ordem tipo nemática nesses materiais. Os resultados obtidos com as medidas de anisotropia óptica podem ser explicados através da anisotropia de forma dos grãos e o fator clássico de despolarização da luz. Experimentos com a técnica de espalhamento de raios X mostrou a existência de pequenos agregados de grãos nas amostras estudadas. / Ionic ferrofluids of MnFe2O4, - Fe2Os Fe2Os and CoFe204 have been investigated by means of optical and x-ray- scattering techniques. An investigation on the behavior of such ferrofluids has been made, when in the presence and absence of a magnetic field, and when submitted to the variation of temperature. The optical birefringence measured as a function of temperature, without any magnetic field, showed the existence of a nematic-type order in these maaterials. The results obtained by the measured optical anisostropy could be explained by the shape anisostropy of the grains and the classical light depolarizing factors. X-ray scattering results indicate the existence of small aggregates in the samples studied.

Hemos producido muestras de Fe<SUB>x</SUB>Cu<SUB>100-x</SUB> y Fe<SUB>x</SUB>Au<SUB>100-x</SUB> por molido mecánico en concentraciones variables con el objeto de estudiar el efecto magnetoresistivo gigante y su relación con la microestructura en aleaciones preparadas de esa manera. En el sistema Fe<SUB>x</SUB>Cu<SUB>100-x</SUB> efectuamos un estudio del efecto magnetoresistivo gigante en un rango amplio de concentraciones (1 ≤ x ≤ 45 % atómico), ampliando lo conocido hasta ahora en muestras preparadas con los mismos fines. Hemos producido Fe<SUB>x</SUB>Au<SUB>100-x</SUB> por primera vez por aleamiento mecánico, en diversas concentraciones (15 ≤ x ≤ 30 % atómico). Medimos el efecto magnetoresistivo a 77 K para cada preparación, y encontramos que el efecto es máximo en x = 20 % para el Fe-Cu, y en x = 25 % para el Fe-Au. No encontramos efecto a temperatura ambiente. Estructuralmente encontramos en ambos sistemas que se forma una solución que tiene la estructura fcc de la matriz (Cu o Au). En el FeCu el parámetro de red aumenta con la concentración de Fe, mientras que en el Fe-Au disminuye. En ambos casos el parámetro de red es diferente a lo que indica la Ley de Vegard, mostrando que los efectos de repulsión química son importantes en estos sistemas. Magnéticamente ambos sistemas son del tipo “cluster-glass”, con una concentración de percolación Cp = 15,9 ± 3,2 % atómico en el caso del Fe-Cu, y Cp ≈ 25 % at. en el caso del Fe-Au. El sistema Fe-Cu aparece como una dispersión de racimos o clusters de tamaño ≈ 2 nm, de características estructurales y magnéticas similares para todas las concentraciones estudiadas. Los tratamientos térmicos producen una mejora en la relación magnetoresistiva ∆ρ/ρ, pero no en el efecto neto ∆ρ. En el Fe-Cu éste empeora, y en el Fe-Au se mantiene. Este tratamiento favorece, en el sistema Fe-Cu, la precipitación del α-Fe y el γ-Fe, además de la formación de carburos. En el sistema Fe-Au aparece un refinamiento en Fe de los clusters magnéticos, junto a la precipitación de una componente ferromagnética. Ambos sistemas están formados por partículas fuertemente interactuantes. El aleamiento mecánico es una técnica muy apropiada para la preparación de sistemas magnetoresistivos gigantes Fe-metal noble.

Submitted by Gustavo Caixeta (gucaixeta@gmail.com) on 2017-02-17T13:28:38Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1289160 bytes, checksum: 82712e8d6a49ac32d78fb10930bc894f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T13:28:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1289160 bytes, checksum: 82712e8d6a49ac32d78fb10930bc894f (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES, Brasil. / Tais redes são uma boa descrição de materiais reais quase bidimensionais, pois estes, com frequência, possuem defeitos e impurezas, bem como fortes efeitos de borda, impedindo que um modelo infinito e contínuo os descreva bem. Foram analisados Skyrmions em redes livres de impurezas bem como sua interação com defeitos magnéticos, campos magnéticos externos e outras excitações do mesmo tipo na rede. Em especial foi analisada também a formação de cristais de skyrmions devido a interação entre excitações e sua consequente auto-organização. O estudo destes foi feito através de métodos computacionais de Dinâmica de Spins utilizando-se integradores do tipo Preditor-Corretor. Os resultados obtidos mostram que o modelo proposto se ajusta aos modelos teóricos contínuos no limite termodinâmico. Ainda assim, foram encontrados vários fenômenos novos para redes pequenas em que a dimensionalidade reduzida e discreteza do sistema pode gerar novas interações não previstas por modelos analíticos. Entre tais fenômenos podemos incluir a aniquilação de Skyrmions via impurezas, movimentação de skyrmions por campos aplicados e energias de interação inter-skyrmions. Tais simulações são de grande importância visto que recentemente foi demonstrado [1–4] que redes hexagonais de Skyrmions podem se formar em filmes finos e podem ser detectadas experimentalmente [5–11]. Considerando a área de memórias magnéticas de alta densidade, quasi-partı́culas estáveis como skyrmions seriam de grande aplicação prática [12]. / Such lattices are a good approximation to real low dimensional magnetic materials because those, often, have impurities, discrete defects and strong border effects. Therefore, an infinite and continuous model would not be able to precisely describe such real magnetic materials. We have analised skyrmions inside defect-free lattices as well as magnetical impurities interactions, external aplied magnetic fields and interactions with other excitations of the same kind. Especifically we studied the formation of skyrmions crystals due to skyrmion interaction, and the eventual auto-organization of these lattices. Such study was taken by computational methods using spin dynamics. To this end, a Preditor-Corretor integrador was used. The obtained results shows that the proposed model adjusts to analytical theoretical models in the thermodynamics limit. Yet we observed various phenomena that weren’t present in the continuous theory. Skyrmions annihilation by magnetic defects, skyrmion motion due to magnetic fields and skyrmion-skyrmion interaction are some of those. These simulations are of great importance noticing that it was directly observed [1–4] recently that hexagonal skyrmion lattices can be found in thin films and be experimentally detected [5–11]. Considering the high-density magnetic memories area stable skyrmionic excitations would be of great interest [12].

Submitted by Gustavo Caixeta (gucaixeta@gmail.com) on 2017-02-21T11:44:40Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2365238 bytes, checksum: a140cdba64721e32f2327df62fbcccb3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-21T11:44:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2365238 bytes, checksum: a140cdba64721e32f2327df62fbcccb3 (MD5) Previous issue date: 2013-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES, Brasil / Neste trabalho estudamos alguns processos de desmagnetização de um gelo de spin artificial em geometria triangular através de dois processos utilizando campo magnético externo: O primeiro processo similar ao processo de histerese, campo magnético em uma única direção, e o segundo através de um campo magnético rotacional e decrescente. Para isto, utilizamos simulações computacionais Monte Carlo, considerando que os spins da rede eram tipo Ising e que estes seriam invertidos somente quando a condição −si.Bi ≤ bi fosse satisfeita. Como tentativa de aproximar nossas simulações dos experimentos feitos em laboratório, adaptamos os valores de nossas simulações para serem proporcionais aos valores obtidos em laboratório e consideramos uma desordem nos spins da rede, fazendo com que o valor do campo magnético mínimo para a inversão bi siga uma distribuição Gaussiana (bi → bc ± b'i ). Esta última consideração seria reflexo da dificuldade de construir os gelos de spins em laboratório, gerando várias ilhas diferentes em uma mesma rede. Além disto, consideramos uma outra desordem no processo similar ao de histerese: o desalinhamento do campo magnético externo com a rede devido suas pequenas dimensões. Os resultados de nosso trabalho foram obtidos através de rede quadradas com 30 espaçamentos de rede e as médias foram tomadas de 50 × 10 amostras (50 redes diferentes e 10 amostras de cada rede). Nestes resultados, percebemos que no processo similar ao de histerese, as redes foram desmagnetizadas e conseguiram alcançar o estado fundamental, mesmo com grandes desordens. Enquanto no processo de campo magnético rotacional percebemos que as redes eram desmagnetizadas mas nenhuma alcançava o estado fundamental. No processo rotacional, o estado fundamental era somente alcançado no interior das redes sem desordem. / In this work we studied some demagnetization protocols for an arti cial spin ice in a triangular lattice through two processes using external magnetic elds: The fi rst process is similar to the process of hysteresis, using a magnetic field in one direction, and the second through a rotational and decrasing magnetic field.For this, we used Monte Carlo computer simulations, considering that the lattice spins are fl ipped only when the condition −si·Bi≤bi is satis ed. In an attempt to relate our simulations to laboratory experiments, we adapted our simulations values to be proportional to the values obtained in laboratory and we have considered a disorder in the lattice's spins, in such a way that the minimum reversing magnetic field bi, follows a Gaussian distribution (bi→bc±b'i). This last consideration would be a re flection of the di fficulty of constructing the spin ices in the laboratory, generating several di erent islands in a lattice. Moreover, we considered another kind of disorder in the hysteresis-like process: the misalignment of the external magnetic field with the lattice due to its small dimensions. The results of our work were obtained through square lattices with 30 lattice spacings and averages were taken from 50 × 10 samples (50 dif erents lattices and 10 sample to each lattice). In these results, we realized that the process similar to hysteresis, the lattice were demagnetized and managed to reach the ground state, even with major disorders. While in the process of rotational magnetic field we realized that the lattice were demagnetized but none reached the ground state. In this rotational process, only the ground state was achieved in a small region of the lattice without the disorder.

RAMOS, Igor Rochaid Oliveira. Study of strongly correlated colloidal systems. 2014. 113 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-09T20:37:08Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_iroramos.pdf: 4160505 bytes, checksum: 1c5b95406b1be080fece98a7bc0bf05a (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-10T20:54:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_iroramos.pdf: 4160505 bytes, checksum: 1c5b95406b1be080fece98a7bc0bf05a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T20:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_iroramos.pdf: 4160505 bytes, checksum: 1c5b95406b1be080fece98a7bc0bf05a (MD5) Previous issue date: 2014 / This thesis presents the study of the structural and dynamical properties, as well as, melting of colloidal systems. Initially, we study the structure and phonon spectrum of a system of charged magnetic dipoles, organized in a bilayer structure and oriented perpendicular to the plane of the layers. This system can be tuned through six different crystalline phases by changing parameters such as the interlayer separation and/or the charge and/or dipole moment of the particles. The presence of the electric charge on the dipole particles is responsible for the nucleation of five staggered phases and a disordered phase which are not found in the magnetic dipole bilayer system previously presented in the literature. These extra phases are a consequence of the competition between the repulsive Coulomb and the attractive dipole interlayer interaction. The minimum energy structures are summarized in a phase diagram associated to the separation between the layers and to the relative importance between the magnetic and electric interactions. We determine the order of the structural phase transitions. The phonon spectrum of the system was calculated within the harmonic approximation. A non-monotonic behavior of the phonon spectrum is found as a function of the effective strength of the inter-particle interaction. The thermodynamic stability of the different phases is determined. Then, we study the bilayer system of charged magnetic dipoles for nonzero temperatures, investigating the melting behavior of the system through the modified Lindemann criterion, as a function of the parameters: (i) the distance between the layers η and (ii) the relative intensity of the magnetic interaction with respect to the electric interaction λ. For large enough λ, one of the phases (the matching hexagonal phase) exhibits a re-entrant melting behavior as a function of η. Since the charges and the magnetic dipole moment of the colloidal particles can be altered, for example, by changing the pH of the solution in which they are immersed or an external magnetic field, respectively, this system can be in principle verified experimentally. Last, a two-dimensional (2D) binary colloidal system consisting of interacting dipoles is investigated. Within the harmonic approximation, we obtained the phonon spectrum of the system as a function of the composition, dipole moment ratio and mass ratio between the small and big particles. Through a systematic analysis of the phonon spectra, we are able to determine the stability region of the different lattice structures of colloidal alloys. The gaps in the phonon frequency spectrum, the optical frequencies in the long-wavelength limit and the sound velocity are discussed as well. Using the modified Lindemann criterion and within the harmonic approximation, we estimated the melting temperature of the sub-lattice generated by the big particles. / Nesta tese, estudamos as propriedades estruturais e dinâmicas, bem como, a fusão de sistemas coloidais. Inicialmente, abordamos o problema de determinar as estruturas de mínima energia e o espectro de fônons de um sistema de dipolos magnéticos carregados, organizados em uma estrutura de bicamadas e orientados perpendicularmente ao plano das camadas. Este sistema pode ser sintonizado através de seis diferentes fases cristalinas, através da variação de parâmetros tais como a separação entre as camadas e/ou a carga e/ou o momento de dipolo das partículas. A presença de carga elétrica nas partículas dipolares é responsável pela nucleação de cinco fases onde as camadas não estão alinhadas verticalmente e uma fase desordenada, que não são encontradas no sistema em bicamadas de dipolos magnéticos previamente apresentado na literatura. Estas fases extras são uma consequência da competição entre a repulsão coulombiana e a interação atrativa entre os dipolos em diferentes camadas. As estruturas de mínima energia são sumarizadas em um diagrama de fases associado à separação entre camadas e a importância relativa entre as interações elétrica e magnética. Determinamos, ainda, a ordem das transições estruturais entre as várias configurações de mínima energia. O espectro de fônons do sistema foi calculado usando a aproximação harmônica. Um comportamento não-monotônico do espectro de fônons é encontrado como função da interação efetiva entre as partículas. A estabilidade termodinâmica das diferentes fases é determinada. Em seguida, estudamos o sistema de bicamadas de dipolos magnéticos carregados para temperaturas diferentes de zero, investigando a fusão do sistema através do critério de Lindemann modificado, em função dos parâmetros: (i) a distância entre as camadas η e (ii) a intensidade relativa da interação magnética com respeito à interação elétrica λ. Para λ suficientemente grande, uma das fases (a fase hexagonal com alinhamento vertical) exibe um comportamento reentrante na temperatura de fusão em função de η. Uma vez que a carga e o momento de dipolo magnético das partículas coloidais pode ser alterado, por exemplo, pela variação do pH da solução na qual estão imersos e por um campo magnético externo, respectivamente, este sistema pode ser em princípio verificado experimentalmente. Por último, um sistema bidimensional (2D) coloidal binário consistindo de dipolos interagentes é investigado. Dentro da aproximação harmônica, calculamos o espectro de fônons do sistema em função da composição, da razão entre os momentos de dipolo e da razão entre as massas das partículas pequenas e grandes. Através de uma análise sistemática dos espectros de fônons, determinamos a região de estabilidade das diferentes estruturas das ligas coloidais. As lacunas no espectro de frequência dos fônons, as frequências óticas no limite de longos comprimentos de onda e a velocidade do som são também discutidos. Usando o critério de Lindemann modificado e dentro da aproximação harmônica, estimamos a temperatura de fusão da sub-rede gerada pelas partículas grandes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJV.pdf: 3915378 bytes, checksum: f5352fc1801d3994bd3db7390cb8cd4d (MD5) Previous issue date: 2004-10-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the context of spin electronics, this doctorate thesis presents an experimental study of spin polarized transport in epitaxial heterostructures as planar magnetic tunnel junctions formed by semiconductors and metallic ferromagnets. It was demonstrated that the epitaxial Fe/ZnSe/Fe structures fabricated by molecular beam epitaxy have the microscopic and macroscopic properties necessary for application in magnetic tunnel junctions. The experimental observation of antiferromagnetic coupling in these structures indicates strongly that samples are free of pinholes for barrier thickness down to 25 Å. Spin polarized transport studies using microjunctions demonstrated that the conductance mechanism is the resonant tunneling via defect states in the barrier, reinforcing the idea anticipated theoreticaly that the transport depends on the magnetic tunnel junction structure as a whole. This result is general since defect states near the Fermi energy are expected for semiconductor and insulanting barriers, pointing out the importance of their roles in the understanding of the spin polarized tunneling phenomena. The study of growth properties associated with magnetic properties made possible the use of MnAs films as current polarizer electrode in magnetic tunnel junctions. Experiments exploiting magnetic phase transition were also realized for these MnAs films. Our first results of spin polarized transport in a Fe/ZnSe/MnAs presented a tunnel magnetoresistance variation of 10 %, indicating that MnAs can transmit spin polarized electrons across a ZnSe barrier. / No contexto da eletrônica de spin, esta tese de doutorado apresenta um estudo experimental em física básica sobre transporte polarizado em spin em heteroestruturas epitaxiais do tipo junções túnel magnéticas planares constituídas por semicondutores e ferromagnetos metálicos. Foi demonstrado que as estruturas epitaxiais Fe/ZnSe/Fe fabricadas possuem as propriedades microscópicas e macroscópicas necessárias à aplicação em junções túnel magnéticas. A observação experimental da presença acoplamento antiferromagnético nestas estruturas indica fortemente que as amostras estão livres de pinholes para espessuras de até 25 Å de barreira. Estudos de transporte polarizado em spin em microjunções demonstraram que este ocorre por tunelamento ressonante via estado de defeito na barreira, reforçando a idéia prevista teoricamente de que o transporte polarizado em spin depende da estrutura da junção túnel magnética como um todo. O resultado tem caráter geral pois estados de defeitos próximos à energia de Fermi são esperados para barreiras semicondutoras e isolantes, destacando sua importância na compreensão do fenômeno de tunelamento polarizado em spin. O estudo das propriedades de crescimento dos filmes de MnAs associado com suas propriedades magnéticas possibilitou a utilização deste material como eletrodo polarizador de correntes em junções túnel magnéticas. Também foram realizados experimentos explorando as transições de fases magnéticas destes filmes. São apresentados nossos primeiros resultados de transporte polarizado em spin em uma estrutura Fe/ZnSe/MnAs. Foi observada uma variação de magnetorresistência túnel de 10 %, indicando que o MnAs é capaz de transmitir elétrons polarizados através de uma barreira de ZnSe.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPSSJ.pdf: 1598425 bytes, checksum: cf17f3ea65b6d5a82e80f8b787188180 (MD5) Previous issue date: 2005-07-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / Metals of body-centered cubic structure that contain heavy interstitial solutes, such as oxygen and nitrogen in solid solution, present anelastic relaxation peaks when submitted to cyclic tensions, due to the process called stress-induced ordering. In this work were analyzed Nb and Nb-1%Zr polycrystalline samples with different concentrations of interstitial solutes, for distinct experimental conditions, where the effect of content of oxygen element in the anelastic relaxation spectra was studied. Internal friction and oscillation frequency measurements was a function of temperature were performed in a Kê-type inverted torsion pendulum, which work in oscillation frequencies of 1 Hz to 10Hz, operating in a temperature range of 300 K to 650 K with a heating rate of 1K/min, under a pressure lower than 4 x 10¡6 Torr. We observe which for lower concentrations of the interstitial solutes oxygen and nitrogen in Nb the preferential occupation of the interstitial sites is the octahedral type. With the increase of the interstitial solute oxygen the internal friction peak associated to interstitial oxygen presence for Nb sample introduced a asymmetric broadening and a shifting for high temperature regions, this phenomenon due to double occupation of the interstitial sites in BCC lattice of the niobium. The presence of substitutional element Zr affect the random distribution of the interstitial solutes, not being observed anelastic relaxation structure for interstitial impurities concentration lower which the double concentration of the concentration of the substitutional element. / Metais e ligas de estrutura cristalina cúbica de corpo centrado contendo solutos intersticiais pesados, como oxigênio e nitrogênio em solução sólida, apresentam picos de relaxação anelástica quando submetidos a tensões cíclicas, devido ao processo denominado migração induzida por tensão. Nesta dissertação foram analisadas amostras policristalinas de nióbio e nióbio- 1%zircônio com diferentes concentrações de solutos intersticiais, em distintas condições experimentais, onde foram estudadas o efeito do teor dos elementos oxigênio e nitrogênio nos espectros de relaxação anelásticas destes materiais. As medidas de atrito interno e freqüência como função da temperatura foram realizadas num pêndulo de torção invertido tipo-Kê, que opera em freqüências de oscilação entre 1 e 10 Hz, num intervalo de temperatura entre 300 K e 650 K, com uma taxa de aquecimento de 1 K/min, pressão melhor que 4 x 10¡6 Torr. Observamos que para baixas concentrações dos solutos intersticiais oxigênio e nitrogênio em Nb a ocupação preferencial dos sítios intersticiais é do tipo octaedral. Com o aumento da concentração do soluto intersticial oxigênio, o pico de atrito interno associado à presença de oxigênio intersticial para a amostra de Nb, apresentava um alargamento assimétrico e um deslocamento para regiões de mais alta temperatura, fenômeno este associado a dupla ocupação dos sítios intersticiais na rede CCC do nióbio. A presença do elemento substitucional Zr afeta a distribuição aleatória dos solutos em solução sólida, onde este elemento atua aprisionando os solutos intersticiais, não sendo observada estrutura de relaxação anelástica para concentrações de impurezas intersticiais menores que o dobro da concentração do elemento substitucional.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1478.pdf: 1225463 bytes, checksum: 131c60e9d5e415f087a994cf42e62ca3 (MD5) Previous issue date: 2007-02-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work it was investigated some fundamental properties of undoped and Borondoped (p-type) synthetic diamond films. It was investigated the influence of the cleaning process on the surface s quality in order to produce better metal-diamond electrical contacts. Two cleaning processes were used: chemical and physical (thermal treatment). The Raman spectroscopy was used as a fundamental tool in order to quantify the changes in the samples surfaces after both treatments. It was observed an increase of the resistivity, and consequently a decrease of the superficial conductivity. This fact was related to non-diamond layers remotion being confirmed by current-voltage measurements. These curves show the Space Charge Limited Currents (SCLC) as the dominant conduction process in the samples revealing the expected insulator character of the undoped films. It was also investigated the presence of charge localization e&#64256;ects (due to the presence of deep levels) using the admittance spectroscopy. It was found two impurity centers with activation energies around 34-74 meV and 340-360 meV. They are related to the activation of non-Boron deep levels and Boron acceptors, respectively. The most important conclusion in this case is that the presence of these levels suggests di&#64256;erent conduction mechanisms acting on the samples; this hypothesis was confirmed by temperature dependent resistivity measurements. Moreover, it was confirmed the hopping process as the dominant conduction mechanism in a large range of temperatures. Additionally, it was determined the spatial extension of the wave function associated to the carriers. All these previous data on the transport mechanisms in diamond films have motivated the development of a device which was primarily designed to be used as a temperature sensor. Characteristics such as sensibility, resolution and time response were well determined. The device presented a reliable behavior and good reproducibility even under influence of external parameters like light and magnetic fields. / Neste trabalho foram investigadas experimentalmente algumas propriedades fundamentais para a caracterização elétrica de filmes de diamante sintéticos não dopados e dopados com Boro (tipo-p). Estudou-se a influência dos processos de limpeza na qualidade da superfície dos filmes de diamante para a fabricação de bons contatos elétricos metal-diamante, através de dois processos de limpeza: químico e físico (tratamento térmico). A espectroscopia Raman foi usada como uma ferramenta fundamental para quantificar as alterações ocorridas na superfície das amostras após os processos de limpeza. Observou-se o aumento considerável da resistividade e, conseqüentemente, a redução da condutividade superficial, o que está associado à remoção de camadas não-diamante em ambos os processos de limpeza. Os resultados foram confirmados por medidas de corrente-voltagem, apontando o processo Space Charge Limited Currents (SCLC) como predominante nas amostras estudadas. Desta forma, evidencia-se o caráter isolante dos filmes, característica esperada para filmes não dopados. Foi também investigada a presença de efeitos ligado à localização de cargas (devido à presença de níveis profundos) usando a espectroscopia de admitância. Observou-se dois centros de impurezas com energias 34-74 meV e 340-360 meV, relacionadas à ativação de níveis profundos não-Boro e à ativação do Boro aceitador, respectivamente. A presença destas duas energias de ativação sugere fortemente que diferentes mecanismos de condução estão atuando nas amostras, o que se confirmou com a análise das medidas de resistividade em função da temperatura. Tais medidas apontam o mecanismo hopping como o processo de condução dominante em um grande intervalo de temperatura. Neste caso, um parâmetro fundamental como a extensão da função de onda que descreve os portadores foi determinada. O prévio conhecimento sobre os mecanismos de transporte em filmes de diamante motivou o desenvolvimento de um dispositivo que pode ser usado como sensor de temperatura. Calculou-se a sensibilidade, resolução e tempo de resposta, características que se mostraram confiáveis e com boa reprodutibilidade mesmo em ambientes sujeitos a excitações externas como luz e campo magnético.