BASTOS, Isabel Cristina Vieira Bento. Crescimento de cristais de L-aspargina monohidratada dopada com metais de transição e propriedades vibracionais a altas temperaturas. 2006. 111 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-05T20:23:40Z No. of bitstreams: 1 2006_tese_icvbbastos.pdf: 4185994 bytes, checksum: 9ee81d2fca81e41e58f4a65bdee24309 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-07T14:43:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_tese_icvbbastos.pdf: 4185994 bytes, checksum: 9ee81d2fca81e41e58f4a65bdee24309 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-07T14:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_tese_icvbbastos.pdf: 4185994 bytes, checksum: 9ee81d2fca81e41e58f4a65bdee24309 (MD5) Previous issue date: 2006 / Neste trabalho foram estudados cristais de L-asparagina monohidratada puro e dopados com os seguintes metais de transição: Ag, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni. Os cristais foram crescidos pelo método de evaporação lenta em duas diferentes temperaturas: ambiente e em torno de 277 K. As porcentagens de compostos dopantes utilizadas nas soluções foram de 1%, 2%, 5% e 7%. A média de tempo para o crescimento dos cristais foi de três semanas, dependendo do pH da solução. Mudanças na coloração e no hábito de crescimento de alguns cristais foram nítidas, indicando que a dopagem teve sucesso. Medidas de Espectroscopia por Emissão Atômica (ICP-AES) foram realizadas para avaliar a quantidade de dopante inserida nos cristais. Posteriormente foram realizadas medidas de espalhamento Raman a temperatura ambiente nos cristais puro e dopados sendo apresentada uma discussão das variações das frequências dos modos devido à dopagem, bem como o surgimento de um novo pico na região de média frequência. Para os espectros da L-asparagina monohidratada dopada com cobre e cromo não foi possível obter a mesma orientação dos demais cristais, sendo o espectro destes bem diferentes dos demais. Também foram realizadas medidas Raman a altas temperaturas nos cristais de L-asparagina monohidratada pura e dopada com cromo. Uma transição de fase estrutural de primeira ordem foi observada nestes cristais e para confirmar as análises realizadas por espectroscopia Raman a altas temperaturas foram realizadas medidas de análise térmicas através das técnicas de análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) nos cristais de L-asparagina monohidratada puros. Destas últimas medidas constatou-se que a transição está associada à perda de quatro moléculas de água da célula unitária, restando no cristal, que fica opaco, apenas as moléculas de L-asparagina.

Submitted by Alexandra Feitosa (alexandra.feitosa@ufpe.br) on 2017-07-24T13:56:33Z No. of bitstreams: 1 2011-Dissertação-MuriloSodreMarques.pdf: 3306431 bytes, checksum: 208f5d5c903bd2e05e2233fecfe78bb4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-24T13:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011-Dissertação-MuriloSodreMarques.pdf: 3306431 bytes, checksum: 208f5d5c903bd2e05e2233fecfe78bb4 (MD5) Previous issue date: 2011-12-21 / Nesse trabalho foram estudadas amostras vítreas de composição (% em massa) 85TeO2(15–x)ZnOxNd2O3, (x=1, 2 e 3). Bandas de emissão do ultravioleta ao visível foram observa-das e suas origens foram parcialmente analisadas através da obtenção dos espectros de emissãoe absorção das amostras, com o auxílio da teoria de Judd-Ofelt. A dependência da amplitudedos sinais de fotoluminescência com a intensidade do laser e a sua variação com a temperaturadas amostras foram analisadas. Como fontes de bombeamento, utilizou-se um OPO operandoem 805 nm (pulsos de 5 ns, 10 Hz), em ressonância com a transição(2H9=2;4F5=2)!4I9=2,e o terceiro harmônico de um laser deNd:Y AGoperando em 355nm(pulsos de 5ns, 8 Hz)em ressonância com a transição(4D3=2!4I9=2)dos íons deNd+3. Os resultados obtidospermitiram identificar os principais mecanismos que contribuem para a fotoluminescência daamostras. Além do estudo das emissões envolvendo a participação de dois ou mais fótons in-cidentes, correspondendo à luminescência nos comprimentos de onda 361, 386, 417 e 454 nm,foi aprofundado o estudo da Conversão Ascendente de Frequências com emissão centrada em750 nm. Neste caso foi identificado o processo no qual um fóton do laser incidente em 805 nm,origina a emissão em 750 nm com a participação de fônons da rede hospedeira. Foi possívelexplicar a emissão em 750 nm e ratificar a hipótese de Auzel e Pellé do aumento da intensidadeemitida com a temperatura a partir da descrição em termos de um modo efetivo de fônons (oumodo promotor), com frequência menor que a frequência de corte da rede hospedeira. Parao estudo da emissão em 750 nm as amostras foram submetidas a diferentes temperaturas nointervalo de100 °Ca 250 °C. / Glass samples with composition (% in weight) 85TeO2(15–x)ZnOxNd2O3, (x=1, 2 e 3)were studied in this work. Emission bands from ultraviolet to visible were observed and theirorigins were partially analyzed based on the absorption and emission spectra of the samples,with the basis on the Judd-Ofelt theory. The dependence of the photoluminescence intensitywith the laser intensity and its dependence with the samples’ temperature were analyzed. Thelight sources used for excitation were an OPO operating at 805 nm (5ns pulses, 10 Hz), inresonance with the transition(2H9=2;4F5=2)!4I9=2, and the third harmonic of aNd:Y AGlaser operating at 355nm(5ns pulses, 8Hz) in ressonance with the transition(4D3=2!4I9=2)of theNd3+ions. The results obtained allowed to identify the main mechanisms that contributefor the photoluminescence of the samples. Besides excitation processes involving two or moreincident photons, corresponding to the luminescence at the wavelengths 361, 386, 417 and 454nm, the emission centered at 750 nm was also investigated. In this case a mechanism wasidentified in which an incident laser photon at 805 nm originates luminescence at 750 nm withthe participation of phonons. It was possible to explain the emission at 750 nm and ratify theAuzel and Pelle hypothesis of increase of intensity emitted with temperature variation assumingcontribution of an effective mode of phonons (or promoter mode), with frequency smaller thanthe host lattice cutoff frequency. To study the emission at 750 nm the samples were subjectedto different temperatures in the range of100 °Cto 250 °C.

Orientador: Ricardo Paupitz Barbosa dos Santos / Resumo: Neste trabalho, tivemos como objetivo obter a dispersão de fônons de materiais bidimensionais, por meio de simulações de dinâmica molecular clássica, a fim de examinar propriedades mecânicas e elásticas, como a velocidade do som, módulo volumétrico, módulo de cisalhamento, coeficiente de Poisson e módulo de Young. Apresentamos as principais características da ferramenta utilizada na investigação, o método de dinâmica molecular clássica. Abordamos o Algoritmo Velocity Verlet, empregado para a integração das equações de movimento; o Ensemble estatístico, utilizado para realizar as simulações; o termostato de Nosé-Hoover, responsável por regular a temperatura do sistema; e os potenciais que descrevem as interações atômicas. Utilizamos potenciais reativos, sendo eles Tersoff, Tersoff-2010, AIREBO e ReaxFF. As simulações computacionais foram realizadas através do software LAMMPS. Além disso, discorreremos sobre a dinâmica de rede, a obtenção das curvas de dispersão a partir da construção da matriz dinâmica, por meio da matriz dos coeficientes de rigidez baseado nos deslocamentos dos átomos. Os materiais de baixa dimensionalidade investigados nesta dissertação são derivados do carbono como o grafeno, grafeno bifenileno – BPC e nanotubos. As propriedades vibracionais e elásticas calculadas, para o grafeno foram comparadas com resultados experimentais para o grafite no plano e resultados de simulações de dinâmica molecular. O grafeno bifenileno e os nanotubos de carbono foram compara... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, we aimed to obtain the phonon dispersion of two-dimensional materials by classical molecular dynamics simulations, in order to explore mechanical and elastical properties, such as velocity of sound, volumetric modulus, shear modulus, Poisson's ratio, and Young's modulus. We present the main features of the tool used in the research, the classical molecular dynamics method. We approach the Velocity Verlet Algorithm, used for the integration of the equations of motion; the statistical Ensemble, used to perform the simulations; Nosé-Hoover’s thermostat, responsible for regulate the system temperature; and the potentials that describe the atomic interactions. We used reactive potentials, being Tersoff, Tersoff-2010, AIREBO and ReaxFF. The computational simulations were performed through LAMMPS software. In addition, we will discuss lattice dynamics, the obtaining the dispersion curves from the dynamic matrix construction, through the matrix of stiffness coefficients based on the displacements of the atoms. The low-dimensional materials investigated in this dissertation are derived from carbon such as graphene, graphene biphenylene - BPC and nanotubes. The calculated vibrational and elastical properties for graphene were compared with experimental results for graphite in-plane and results of molecular dynamics simulations. Graphene biphenylene and carbon nanotubes were compared with graphene values. The other materials, biphenylene nanotubes, were compared with carbo... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A dissertacão apresenta a otimiza c~ao da densidade de estados de f^onons experimental do alum nio para se descrever o comportamento da capacidade calor ca em fun c~ao da temperatura e outras propriedades termodin^amicas obtidas experimentalmente. A conex~ao da capacidade calor ca, CV , e a densidade de estados de f^onons, g( ), se d a por uma equa c~ao integral de Fredholm de primeira ordem, o que implica que a obten c~ao de g( ) a partir de CV ser a um problema mal-colocado. Utilizou-se a Regulariza c~ao de Tikhonov para se re nar a densidade de estados de f^onons experimental. No cap tulo 3 aborda-se o c alculo do segundo coe ciente do virial qu^antico para um potencial recente do sistema He{He. O tratamento qu^antico permitiu a compara c~ao dos dados calculados com resultados experimentais em temperaturas pr oximas a 10 K, temperatura onde os efeitos qu^anticos s~ao importantes. O estudo foi realizado para veri car a qualidade do potencial. No cap tulo 4 estudou-se a sensibilidade do segundo coe ciente do virial em rela c~ao ao potencial interat^omico para temperaturas abaixo de 100 K, o m etodo semicl assico foi utilizado. Buscou-se a melhor regi~ao dos dados do segundo coe ciente do virial para se re nar um potencial interat^omico entre 2 e 5 angstrom. O problema inicialmente n~aolinear foi linearizado pelo m etodo da an alise sensitiva funcional, e assim representado, pode ser investigado. Neste caso, explorou-se a Regulariza c~ao de Tikhonov para se obter uma solu c~ao apropriada para o potencial interat^omico. / This dissertation shows the optimization of experimental phonon density of states for aluminum, to describe the behavior of heat capacity versus temperature as well as other experimentally obtained thermodynamic properties. The connection between heat capacity, CV , and phonon density of states, g( ), is given by a Fredholm rst order integral equation, which means that obtaining g( ) from CV will be an ill posed problem. We used the Tikhonov regularization to re ne the experimental phonons density of states. In chapter 3 the calculation of the quantum second virial coe cient is discussed for a recent potential of the He{He system. The quantum treatment allowed the comparison of the calculated data with the experimental results at temperatures around 10K ; temperatures where quantum e ects are important. The study was conducted to verify the quality of this potential. In chapter 4 the sensitivity of the second virial coe cient was studied in relation to the interatomic potential for temperatures below 100 K, the semiclassical method was used. The best data region of the second virial coe cient was sought, to re ne the interatomic potential within 2 and 5 angstroms. The originally nonlinear problem was linearized by the functional sensitivity analysis method and, represented in this way, could be investigated. In this case, the Tikhonov regularization was explored to give an appropriate solution to the interatomic potential. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-11T18:23:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ProcessosMultifononsSulfato.pdf: 1459742 bytes, checksum: 187d2fbac78d2f6215d02c1e60ceee7c (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-05-04T13:58:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ProcessosMultifononsSulfato.pdf: 1459742 bytes, checksum: 187d2fbac78d2f6215d02c1e60ceee7c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T13:58:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ProcessosMultifononsSulfato.pdf: 1459742 bytes, checksum: 187d2fbac78d2f6215d02c1e60ceee7c (MD5) Previous issue date: 1983-04-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho apresentamos inicialmente no capítulo II, a estrutura e as propriedades do αSNH assim como o estudo teórico completo para determinar o tipo, número e atividade dos fonons ópticos, usando a teoria de grupo. Este estudo foi realizado, analisando-se separadamente os grupos moleculares que compõem o cristal, após o que eles são relacionados entre si. Em e seguida no capítulo III, descrevemos pormenorizadamente as técnicas usadas na preparação, crescimento, orientação, corte,polimento e resfriamento das amostras e o equipamento utilizado. Um estudo teórico-experimental da absorção óptica do cristal foi realizado conseguindo-se através dele, otimizar a região de frequência de excitação da amostra para o espalhamento Raman. As freqüências determinadas experimentalmente, através deste espalhamento concordam com as previsões teóricas do capítulo II. O comportamento anômalo de algumas linhas do espectro Raman induziu-nos ao estudo da anarmonicidade do potencial do cristal. O modelo clássico apresentado para o potencial das moléculas de água em torno do átomo de níquel é estudado no capitulo IV. A presença de termos anarmônicos no potencial da molécula de água indicam o aparecimento de combinações e sobre tons no espectro. A dependência das bandas de multifonons com a temperatura e extensamente analisada ainda no capitulo IV, onde apresentamos os resultados teóricos e experimentais. Os processos de multifonons favorecidos pela anarmonicidade do potencial do complexo hidratado constituem a parte principal deste trabalho. Finalmente, no capitulo V apresentamos as conclusões.

CARVALHO, João Cláudio Nunes. Estruturas, modos normais e difusão em um sistema periódico quasi-unidimensional. 2011. 111 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by francisco lima (admir@ufc.br) on 2014-03-17T13:26:12Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_jcncarvalho.pdf: 3563614 bytes, checksum: a2a41532f12b4d1dae87a73ae73cb8c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-03-17T22:16:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_jcncarvalho.pdf: 3563614 bytes, checksum: a2a41532f12b4d1dae87a73ae73cb8c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-17T22:16:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_jcncarvalho.pdf: 3563614 bytes, checksum: a2a41532f12b4d1dae87a73ae73cb8c4 (MD5) Previous issue date: 2012 / In this thesis we analyze the structural properties and diffusive dynamics for a classical system of two-dimensional (2D) charged particles, interacting through a repulsive Yukawa potential of the type exp(−r/ lambda)/r, and confined in a parabolic channel that limits the movement of particles in the y direction. Along the x direction, the particles are subject to a periodic potential. The ground-state configurations and the normal mode spectra are obtained in terms of the periodicity (L), the intensity of the periodic potential (V0) and density. An interesting set of tunable ground-state configurations are found, with first- or second-order structural transitions between them. A configuration with particles aligned, perpendicular to the x direction, in each minimum of the periodic potential is obtained for V0 larger than some critical value that has a power-law dependence on the density. The phonon spectrum of different configurations was also calculated. A localization of the modes into a small frequency interval is observed for sufficiently large strength of the periodic potential, and a tunable gap in the phonon spectrum is found as a function of V0. Langevin dynamic simulations are used to investigate the effect of the particle density, the amplitude of the periodic substrate, and the range of the interparticle interaction potential on the diffusive behavior of the particles. We found that in general the diffusion is suppressed with increasing amplitude of the periodic potential, but for specific values of the strength of the substrate potential a remarkably increase of the diffusion is found with increasing periodic potential amplitude. In addition, we found a strong dependence of the diffusion on the specific arrangement of the particles, e.g. singlechain versus multi-chain configuration. For certain particle configurations, a reentrant behavior of the diffusion is found as function of the substrate strength due to structural transitions in the ordering of the particles. / Nesta tese analisamos as propriedades estruturais, dinâmicas e difusivas para um um sistema clássico bidimensional (2D) onde partículas carregadas interagem através de um potencial do tipo Yukawa repulsivo exp(−r/λ)/r, e estão confinadas em um canal do tipo parabólico, o qual limita o movimento das partículas na direção y. Ao longo da direção x, as partículas estão sujeitas a um potencial periódico. As configurações do estado fundamental e o espectro dos modos normais são obtidos em função: da periodicidade (L), da intensidade do potencial periódico (V0) e da densidade. Um interessante conjunto de estados fundamentais são encontrados, com transições estruturais de primeira ou de segunda entre eles. Uma configuração com partículas alinhadas, perpendicular à direção x, em cada mínimo do potencial periódico é obtida para valores de V0 maiores do que um determinado valor crítico, observa-se uma dependência de V0 em relação à densidade na forma de uma lei de potência. O espectro de fônons para diferentes configurações também foi calculado. A localização dos modos em um pequeno intervalo de frequência é observada para uma intensidade do potencial periódico suficientemente grande do, e um intervalo(gap) ajustável no espectro fônon é encontrado em função de V0. A difusão de partículas carregadas interagindo por meio de simulações de Langevin foram utilizadas para investigar o efeito da da densidade de partículas, da amplitude do substrato periódico, e o intervalo do potencial de interação entre as partículas sobre o comportamento difusivo das partículas. Descobrimos que, em geral, a difusão é suprimida com o crescimento da amplitude do potencial periódico, mas para valores específicos da intensidade do potencial do substrato um aumento notável na difusão é encontrado com o aumento da amplitude do potencial periódico. Além disso, encontramos uma forte dependência da difusão em relação ao arranjo das partículas (uma cadeia versus duas cadeias). Para determinados arranjos das partículas, um comportamento reentrante na difusão é encontrado em função da intensidade do substrato devido as transições estruturais na ordenação das partículas.

Orientador: Carlos Rettori / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-17T05:10:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_FernandoAssis_D.pdf: 2669059 bytes, checksum: 122a24668135bef8b9e2ee683190a28a (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Esta tese aborda o problema geral dos efeitos de campos cristalino e rattling modes em compostos do tipo skutterudite. Emprega, predominantemente, a técnica de ressonância de spin eletrônico (ESR, ou EPR na literatura clássica) a fim de sondar a simetria local dos estados eletrônicos associados a íons de terras raras nestes compostos e investigar as inomogeneidades decorrentes da dinâmica (rattling modes) destes íons. Desenvolvemos o nosso estudo predominantemente sob o sistema Ce1-xRxFe4P12 (R = Gd, Dy, Er, Yb), usualmente descrito como um semicondutor com gap G ¿ 0.15 eV. Nossos resultados apontam que a correta determinação dos efeitos de campo cristalino requer uma nova abordagem no estudo de compostos com simetria Th. O grupo pontual Th é um dos cinco grupos pontuais cúbicos (O, Oh, T, Th, Td) e é obtido pelo produto T x sh, onde T descreve a simetria de um tetraedro regular. Desta maneira, Th não possui as operações 6C4 e 3C¿2 e precisamos utilizar um novo parâmetro de sexta ordem para descrever todos os invariantes da simetria do grupo pontual Th Este novo parâmetro causa uma mistura na simetria do estado fundamental de sistemas cúbicos que dá origem a fenômenos não triviais discutidos na tese. Resultado igualmente importante é que, a partir do estudo deste novo parâmetro, fomos capazes de mapear a inomogeneidade de campo cristalino decorrente da dinâmica dos íons de terra rara. Desta maneira, a técnica de ESR foi utilizada pela primeira vez no estudo da dinâmica de íons em sistemas do tipo gaiola. Os estudos em sistemas S (L = 0) mostraram ainda que os efeitos desta dinâmica nos espectros de ESR não depende da presença deste parâmetro, sendo algo mais geral. Esta tese examina estes dois importantes aspectos relacionados a estrutura cristalina da família das skutterudites e discute estes resultados no contexto das possíveis aplicações destes compostos na construção de dispositivos termoelétricos e também no estudo de fenômenos fortemente correlacionados / Abstract: This thesis addresses the general problem of crystall field effects and rattling modes in skut- terudite compounds. It employs, predominantly, the electron spin resonance technique (ESR or EPR, in the classical literature) aiming to probe the local point symmetry of the electronic states associated to the rare earth ions and the inohomogenities implied by their dynamics (rattling modes). Our study was mainly directed to the Ce 1-xRxFe4P12 (R = Gd, Dy, Er, Yb) compounds, usually described as a small gap semiconductor (G ¿ 0.15 eV). Our results pointed that the correct determination of the crystall field effects requires a new approach in the case of compounds with Th symmetry. The point group Th is one the five cubic point groups (O, 0h, T, Th, Td) being generated by the product T x sh, where T describes the full symmetry of a regular tetrahedron. In this sense, Th lacks the symmetry operations 6C4 e 3C¿2 and we need a new sixth order parameter, to describe all the invariants of point group T^ symmetry. This new parameter gives rise to a mix of the ground state symmetry of cubic systems, implying in non trivial phenomena discussed in this these. Interesting enough, following these results, we were able to map the crystall field ino-homogenities due to the dynamics of the rare earth ion within the skutterudite cage. In this sense, the ESR techinique was introduced as a probe to the guest ion dynamics in cage systems. Investigation of S systems (L = 0) showed that the effects of this dynamics in our experiment does not require the presence of this new sixth order parameter, being associated to a more general role of the rattling modes. We examine these two important aspects related to crystal structure of the skutterudite family and discuss the results in the context of possible applications of these compounds in the construction of thermoelectric devices and also in the study of strongly correlated phenomena / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-25T20:26:17Z No. of bitstreams: 1 diegoferreiracarneiro.pdf: 6578490 bytes, checksum: b8b30b289f5b6f707ae31c8a290081dc (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-26T13:10:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diegoferreiracarneiro.pdf: 6578490 bytes, checksum: b8b30b289f5b6f707ae31c8a290081dc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T13:10:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diegoferreiracarneiro.pdf: 6578490 bytes, checksum: b8b30b289f5b6f707ae31c8a290081dc (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho é estudado o tunelamento ressonante numa heteroestrutura de dupla barreira (HDB) considerando a interação elétron-fônon na presença de um campo magnético paralelo à corrente de tunelamento. O dispositivo é uma heteroestrutura na escala nanométrica composta por GaAs/AlGaAs. Este é controlado por um potencial externo (bias) e quando os elétrons decaem do estado excitado dentro do poço para o fundamental emitem fônons ópticos primários (LO1). Tais fônons decaem num par de longitudinais ópticos secundários (LO2) e transversais acústicos (TA), podendo ser representado por LO1 →LO2 +TA. Os fônons TA produzidos formam um feixe coerente na faixa do terahertz(THz), definindo assim o saser. O sistema pode ser representado pelo hamiltoniano tight-binding que leva em consideração a interação entre elétrons, fônons e elétron-fônon. A fim de calcular a transmitância e a corrente eletrônica fora do equilíbrio, para uma temperatura finita, utilizaram-se funções de Green retardadas no formalismo de Keldysh. Resolvemos um sistema de equações cinéticas que descreve a dinâmica dos elétrons e fônons no saser. Os fônons TA têm um tempo de vida muito grande e um livre caminho médio que poderia passar de um centímetro. No limite de baixas temperaturas e campos magnéticos fracos, nossos resultados coincidem com os obtidos anteriormente. No formalismo de Keldysh consideramos os níveis de Landau que, além dos fônons LO1, abrem novos canais para fluxo de elétrons no dispositivo. Obtemos os resultados para magnetotunelamento ressonante que estão de acordo com as observações experimentais e estudos teóricos com outros formalismos. / In this work we study the resonant tunneling through a double barrier heterostructure considering the electron-phonon interaction in the presence of a magnetic field parallel to the tunneling current. The device studied here is a heterostructure at the nanoscale composed of GaAs/AlGaAs. It is controlled by an external potential. For a given bias electrons decay from the excited state in the well to the ground state by emitting primary optical phonons (LO1). That phonons decay into a pair of longitudinal optical (LO2) and transverse acoustic (TA), being represented by LO1 →LO2 +TA. The TA phonons form a coherent beam produced in the terahertz range (THz), defining the saser. The system was described by a thight-binding Hamiltonian that includes the electrons, the phonons and the electron-phonon interaction. In order to calculate the transmittance and electron current out of equilibrium at finite temperature, Keldysh Green functions were used. We solve a system of kinetic equations that describes the dynamics of electrons and phonons in the saser. The phonons TA have a very long lifetime and a mean free path that could reach more than one centimeter. In the limit of low temperatures and low magnetic fields our results coincide with those obtained previously In this Keldysh formalism we consider Landau levels that, besides the LO1 phonons, opens new channels for the flow of electrons in the device. We obtain the results for resonant magnetotunneling according to the experimental observations and other theoretical studies.

Orientadores: Aurea Rosas Vasconcellos, Roberto Luzzi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_MarcusViniciusMesquitade_D.pdf: 9957902 bytes, checksum: 0b2915439655c844eb923673c5c58657 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O objetivo desta tese é apresentar uma Mecânica Estatística de Sistemas Não-lineares e uma Termodinâmica de processos irreversíveis apropriadas para tratar os assim chamados sistemas complexos. Mais precisamente, foi o de utilizar dois poderosos enfoques para o tratamento de sistemas dinâmicos não-lineares, a saber: - a Mecânica Estatística Preditiva - baseada na Teoria da informação - na parte correspondente ao Formalismo dos Ensembles de Não-Equilíbrio (NESOM), onde usamos o enfoque de Zubarev; - a Termodinâmica Estatística Informacional (IST). Estas teorias foram aplicadas ao estudo de sistemas de partículas tipo boson, como são os fonons e éxcitons em matéria condensada via o uso do formalismo MaxEnt-NESOM, e a Termodinâmica Irreversível (IST) e Teoria da Função Resposta dele derivadas, temos podido fazer um estudo com certa profundidade do comportamento de matéria condensada quando efeitos não-lineares estão presentes. No caso dos bosons considerados - fonons ópticos e acústicos e éxcitons em polímeros orgânicos, sistemas biológicos e semicondutores, - pudemos, a partir de uma base mecânica microscópica, evidenciar comportamento complexo num nível macroscópico e analisar particularmente tal comportamento nesses sistemas dinâmicos não-lineares, evidenciando três notáveis fenômenos, que são: - Condensação Frôhlich-Bose-Einstein (Efeito Frôhlich); - Propagação de sólitons de Schrôdinger-Davydov de vida média muito longa; - O efeito Frôhlich-Cherenkov / Abstract: We present a Statistical Mechanics for nonlinear systems and a Thermodynamics of irreversible processes capable to deal with the so-called complex systems. Two powerful approaches have been used, namely - Predictive Statistical Mechanics -based on Information Theory -in what consists of the Nonequilibrium Ensemble Formalism (NESOM), and Zubarev's approach is used, - Informational Statistical Thermodynamics (IST). These theories have been applied to the study of systems of bosons, like phonons and excitons in condensed matter . Resorting to NESOM and IST we have studied with a certain depth the behavior of condensed matter when nonlinear effects are present. We have considered optical and acoustical phonons and electronic excitons in organic polymers, biological systems, and semiconductors, evidencing complex behavior consisting of three remarkable phenomena: - Frôhlich-Bose-Einstein condensation (Frôhlich Effect); - Propagation of near undamped Schrôdinger-Davydov solitons; - A so-named Frôhlich-Cherenkov Effect / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Os nitretos do grupo III (BN, AIN,Gan e InN) e suas ligas ternárias Al-GaN e InGaN proporcionam, recentemente, um extraordinário avanço na fabricação de dispositivos opto-eletrônicos operando na região do espectro correspondente ao verde-azul-UV e na produção de dispositivos eletrônicos de alta frequência, alta temperatura e alta potência. Estes materiais semicondutores de gap largo atraíram enorme atenção dos pesquisadores nos últimos anos. O objetivo desta tese é o estudo das propriedades vibracionais dos nitretos do grupo III referente tanto ao cristal perfeito, quanto ao cristal com defeito. Utilizamos como base a Teoria Clássica do Crital Harmônico e o Método das Funções de Green. Com a Teoria Clássica do Cristal Harmônico, juntamente com o Método do Valence Force Filed e o Método da Soma de Ewald, que permitem gerar a matriz dinâmica do sistema, determinamos o comportamento vibracional dos nitretos binários e das ligas ternárias. A utilização destes métodos permitiu a obtenção do espectro de fônons dos nitretos binários, e o estudo do comportamento dos modos ópticos em para as ligas ternárias. A partir da Função de Green do cristal perfeito e da Função de Green do cristal com defeito, obtivemos as frequências e os modos vibracionais localizados e ressonantes introduzidos pela impureza de C e As em GaN. A partir das densidades de estados do cristal perfeito e do cristal com defeito, calculamos a entropia de formação da vacância de N em GaN. Os resultados obtidos foram usados na interpretação de dados experimentais disponíveis na literatura, relativos às propriedades vibracionais dos nitretos na estrutura wurtzita, e na predição e análise de dados experimentais obtidos pelo grupo do Laboratório de Novos Materiais Semicondutores do Instituto de Física da USP para os nitretos zincblende. / The group-III nitrides (BN, AIN, GaN and InN) and their ternary alloys AlGaN and InGaN generated recently an extraordirlary progress in the production of optoelectronic devices operating in the green-blue-UV region of the spectrum, and in the production of electronic devices of high frequency, high temperature and high power. These wide gap semiconductor materials attracted enormous attention in the last years. The objective of this Thesis was to study the vibrational properties of the bulk III nitrides, without and with defects. To accomplish this study we used the Classic Theory of the Harmonic Crystal and the Method of the Green\'s Functions. With the Classic Theory of the Harmonic Crystal, together with the Valence Force Field Method and the Method of the Ewald\'s Sum, that allow to generate the dynamic matrix of the system, we determined the vibrational behavior of the binary nitrides and of the ternary alloys. The use of these methods allowed us to obtain the phonon spectra of the binary nitrides and to study the behavior of the optical modes at of the ternary alloys. Starting from the Green\'s Function of the perfect crystal and the Green\'s Function of the crystal with defect, we obtained the frequencies and the localized and resonant vibrational modes introduced by the C and As impurities in GaN. Starting from the densities of states of the perfect crystal and of the crystal with defect, we calculated the formation entropy of the N vacancy in GaN. The obtained results were used in the interpretation of experimental data related to the vibrational properties of the wurtzite nitrides available in the literature, and in the prediction and analysis of experimental results obtained for zincblende nitrides by the group of the New Semiconductors Materials Laboratory of t11c Physics Institute at USP.