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Propriedades Magnéticas Locais de Grãos de Co em Cu e Ag / Local magnetic properties of Co grains in bulk Cu and Ag

Renata Nascimento Nogueira 09 November 1999 (has links)
A descoberta da magnetoresistência (GMR) em materiais granulares gerou um grande interesse no estudo destes materiais, havendo um empenho particular no estudo de grãos de CO em CU e AG. Como as propriedades de transporte estão ligadas intimamente às estruturais, o entendimento da GMR nestes materiais requer uma descrição acurada destas características. Neste trabalho, procurando determinar algumas características magnéticas locais, usamos o método RS-LMTO-ASA para realizar um estudo sistemático dos momentos magnéticos locais e campos hiperfinos com respeito ao tamanho de grãos de CI com até 135 átomos em matrizes de CU e AG fcc. Além disso, estudamos FE e CO nas configurações espaciais seguintes em hospedeiro AG: impurezas isoladas, dímeros FE-FE e FE-CO e precipitados com 13, 19 e 43 átomos. Calculamos o FE enquanto impureza central nos grãos de CO e, para os clusters com 13 e 19 átomos, também consideramos a impureza em posições de interface. Encontramos para os grãos em AG momentos magnéticos bastante estáveis e, para o CU, obtivemos uma ligeira dependência do momento magnético médio com o tamanho do grão. Nossos resultados mostram que há uma diferença significativa no comportamento de grãos e clusters livres. Para os campos hiperfinos, mostramos que este segue comportamentos semelhantes em todos os casos, tendo uma dependência sistemática com relação ao sítio / The discovery of giant magnetoresistance (GMR) in granular materiais generated a great interest in the study of these systems. Special attention has been devoted to Co grains inside Cu and Ag medium. As the transport properties are closely related to structural characteristics, an accurate description is required in order to understand the GMR behavior in these materiais. Here we use the Real Space-LMTO-ASA method to perform a systematic study of the site and grain size dependence of local magnetic moments and hyperfine fields at Co grains ( up to 135 atoms) in fcc Ag and Cu hosts. We have also studied Fe and Co atoms in different spatial configurations in Ag hosts: isolated impurities, Fe-Fe and Fe-Co dimmers and precipitates containing 13, 19 and 43 atoms. Special attention is given to the differences between central and interface positions of Fe atoms in the two smallest Co clusters. We found a very stable value for the local moment at Co atoms in Ag hosts whereas the average local moments for Co grains in Cu tend to be slight ly larger for larger grains. we show that free and embedded Co clusters have very different magnetic behavior. The hyperfine fields present similar values in both matrices and exhibit a systematic site dependence.
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The Use of encapsulation techniques as an alternative to employment of soil contaminated by petroleum products in base and sub-base of pavement layers / O Uso da tÃcnica de encapsulamento como alternativa para o emprego de solo contaminado por derivados de petrÃleo em camadas de base e sub-base de pavimentos

Francisco das Chagas Isael Teixeira Cavalcante 13 December 2013 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The petrochemical industry or petroleum deserves special attention because, in practically all stages (drilling, refining, storage and distribution), residues that harm the environment and is a challenge to those responsible for their management are generated. Among the various wastes generated by the oil industry, are the Soils Contaminated by Petroleum Products (SCPD). In Cearà state, the generation of this type of waste is coming from a refinery that is located in Fortaleza city. During maintenance performed on the steps of refining and storage of petroleum, can occur contact derivatives with soil, contaminating it, thus generating SCPD which finishes stored in drums, requiring alternative for correct final disposal. Given the above, was decided to study the incorporation of SCDP in the granular layers of the floor so that it ensures no damage to the environment. A new methodology was developed allowing the assessment of the technical feasibility of using SCDP (natural or stabilized) in Road Paving, using the encapsulation technique with cement. In the experimental program developed, the characterization tests, compaction, California Bearing Ratio (CBR), Simple Compression Strength (RCS), Diametrical Compression (RTCD), Resilience Modulus (MR), durability were executed, thus as the achievement of the environmental tests of leaching and solubilization. Observed after conducting of the experimental program, there are technical possibility for the incorporation of SCDP in granular pavement layers. The results shown an incorporation of residue to the natural ground, in other words, a particle size stabilization already has considerable gains, since it increases the index support. By adding cement, significant gains were obtained from CBR, MR, RCS and RT, and a condition of reasonable durability. However, environmentally, in an initial assessment, the feasibility of using the SCDP on pavements was not possible, because the mix without cement and mixing with cement evaluated, obtained concentrations of the parameters analyzed in the assay solubilization above permitted. However, it is important to note that the current method of assessing contaminant parameters does not take into consideration conditions that might be encountered in the field, thus there is a need to design of a model to evaluate the mechanical and environmental properties for waste that may be incorporated in the pavement construction process. Thus, the encapsulation technique contaminants cannot be ignored as an alternative to incorporating SCDP granular layers of paving. / A indÃstria petroquÃmica ou do petrÃleo merece atenÃÃo especial. Em praticamente todas as etapas (perfuraÃÃo, refino, armazenamento e distribuiÃÃo) sÃo gerados resÃduos nocivos ao ambiente que representam um desafio para os responsÃveis pelo seu gerenciamento. Dentre os diversos resÃduos gerados pela indÃstria petrolÃfera, estÃo os Solos Contaminados por Derivados de PetrÃleo (SCPD). No estado do CearÃ, a geraÃÃo desse tipo de resÃduo à proveniente de uma refinaria que fica localizada na cidade de Fortaleza. Durante as manutenÃÃes realizadas nas etapas de refino e armazenamento do petrÃleo, pode ocorrer o contato de derivados com o solo, contaminando-o, gerando assim, o SCPD. Esse resÃduo acaba estocado em tambores, necessitando de alternativas para uma disposiÃÃo final correta. Diante do exposto, resolveu-se estudar a incorporaÃÃo do SCDP nas camadas granulares dos pavimentos de forma que se garanta a ausÃncia de danos ao meio ambiente. Elaborou-se uma metodologia que permitiu avaliar a viabilidade tÃcnica do uso do SCDP (natural ou estabilizado) na PavimentaÃÃo RodoviÃria, usando a tÃcnica de encapsulamento com cimento. No programa experimental desenvolvido foram executados os ensaios de caracterizaÃÃo, compactaÃÃo, Ãndice de Suporte CalifÃrnia (CBR), ResistÃncia à CompressÃo Simples (RCS), ResistÃncia à TraÃÃo por CompressÃo Diametral (RTCD), MÃdulo de ResiliÃncia (MR), durabilidade, bem como a realizaÃÃo dos ensaios ambientais de lixiviaÃÃo e solubilizaÃÃo. Observou-se, apÃs a realizaÃÃo do programa experimental, que hà possibilidade tÃcnica para a incorporaÃÃo do SCDP em camadas granulares de pavimentos. Os resultados mostram que a incorporaÃÃo de resÃduo ao solo natural, ou seja, uma estabilizaÃÃo granulomÃtrica, jà traz bons ganhos, uma vez que eleva o Ãndice de suporte das misturas. Ao se adicionar cimento, foram obtidos ganhos significativos para CBR, MR, RCS e RTCD, bem como uma razoÃvel condiÃÃo de durabilidade. PorÃm, ambientalmente, em uma primeira avaliaÃÃo, as concentraÃÃes dos parÃmetros analisados no ensaio de solubilizaÃÃo ficaram acima do permitido. No entanto, à importante ressaltar que o mÃtodo atual de avaliaÃÃo dos parÃmetros contaminantes nÃo leva em consideraÃÃo as condiÃÃes que poderÃo ser encontradas em campo. Logo hà a necessidade da concepÃÃo de um modelo de avaliaÃÃo das propriedades mecÃnicas e ambientais para resÃduos que venham a ser incorporados no processo de construÃÃo de pavimentos. Assim, a tÃcnica de encapsulamento de contaminantes nÃo pode ser desconsiderada como alternativa à incorporaÃÃo do SCDP em camadas granulares de pavimentos.
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[en] A CELL DYNAMICAL MODEL APPLIED TO GRANULAR SYSTEMS / [pt] UM MODELO DE CÉLULAS DINÂMICAS APLICADO A SISTEMAS GRANULARES

EDSON VERNEK 11 June 2003 (has links)
[pt] Neste trabalho estudamos o comportamento dinâmico de um gás granular a baixa densidade do ponto de vista hidrodinâmico. Fizemos também uma análise de instabilidade linear das equações de Navier-Stockes para tais sistemas. Finalmente, construímos um modelo de sistema de celulas dinâmicas para simular computacionalmente esses sistema e o aplicamos a um gás granular, a fim de entender um pouco mais sobre seus comportamentos dinâmicos, sob diversas condições de contornos externos. / [en] In this work we study the dynamic behavior of a granular gas at low density from the hydrodynamic point of view. We also perform a linear instability analysis of the Navier- Stockes for such systems. Finally we construct a cell dynamic systems model to simulate computationally these systems and apply it for a granular gas in order to understand a little more about its dynamic behavior, under several boundary conditions.
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Uma contribuição para a determinação de propriedades físicas e mecânicas de materiais granulares compactos, com recurso penetrómetro dinâmico ligeiro

Pereira, Telma Carreira January 2010 (has links)
Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010
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Avalia??o do uso do DCP em areias para controle da capacidade de carga em funda??es diretas e controle de compacta??o de aterros / On the application of DCP in sand for control of bearing capacity of shallow foundations and fill compaction

Benevides, Larissa Dantas 27 February 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2014-12-17T14:48:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LarissaDB_DISSERT.pdf: 3842498 bytes, checksum: e8657330e1607f44d84347d7099efb65 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work presents results of field and laboratory tests using a Dynamic Cone Penetrometer, DCP. The tests were performed in order to evaluate the use of the equipment in sand for the control of bearing capacity of shallow foundations and fill compaction. For shallow foundations, the laboratory tests were conducted on sand placed in a metallic mould by the method of sand pluviation. Although the results show the inability to reproduce field conditions in the laboratory it was possible to verify the ability of the DCP to identify less resistant soil layers. The DCP tests for the analysis of compaction control were performed in a strong box with inside dimensions of 1,40 m x 1,40 m and 0,70 m in height. The soil layers were compacted with different densities though the use of a vibrating plate in order to obtain correlations between penetration index, DPI, and soil relative density. Other tests were also conducted to assess the influence of soil moisture on tests results. Among other findings, the results showed the great potential for the use of DCP to control the compaction of sand fills / Este trabalho apresenta resultados de ensaios com um penetr?metro din?mico de cone, DCP, realizados em campo e em laborat?rio. Os ensaios foram realizados com o objetivo de avaliar o uso do equipamento em areias para o controle da capacidade de carga em funda??es diretas e da compacta??o de aterros. No caso da an?lise de funda??es diretas, os ensaios em laborat?rio foram realizados com o solo preparado em um cilindro met?lico atrav?s do m?todo da chuva de areia. Na execu??o de funda??es diretas apesar dos resultados mostrarem a impossibilidade de reproduzir em laborat?rio as condi??es de campo verificou-se a possibilidade do uso do DCP para a detec??o de camadas de solo menos resistentes. Os ensaios penetrom?tricos para controle de compacta??o foram conduzidos numa caixa de ensaios com 1,40 x 1,40 m de base e 0,70 m de altura. A areia foi preparada na caixa com diferentes compacidades utilizando-se uma placa vibrat?ria para a obten??o de correla??es entre o valor do ?ndice de penetra??o din?mica do penetr?metro, DPI, e a densidade relativa do solo. Alguns ensaios tamb?m foram realizados com o intuito de avaliar a influ?ncia do teor de umidade no valor do DPI. Entre outras conclus?es, os resultados mostraram o grande potencial de uso do DCP no controle da compacta??o de aterros com areia
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[en] STUDIES ON THE DYNAMICS OF DENSE GRANULAR SYSTEMS / [pt] ESTUDOS DA DINÂMICA DE MATERIAIS GRANULARES DENSOS

LUCAS MAURICIO SIGAUD 10 February 2010 (has links)
[pt] Materiais granulares, por sua enorme gama de aplicaçõesindustriais (da indústria alimentícia à astrofísica), vêm sendo cada vez mais estudados durante as últimas duas décadas. No entanto, muito da descrição física inerente ao comportamento deste tipo de material ainda elude os cientistas, tornando este um campo particularmente rico de investigação. Dentre as questões insolutas, estão algumas de crescente interesse, como os mecanismos de fluxo e transporte de grãos, que descrevem fenômenos como a difusão correlacionada e a formação de bandas de cisalhamento, por exemplo. Através de modelos fenomenológicos e matemáticos, este trabalho visa melhorar a compreensão destes fenômenos e dos mecanismos por trás deles, em especial a participação fundamental dos arcos de forças formados pelos grãos. Através de um modelo fenomenológico razoavelmente simples e de simulações computacionais, o papel dos arcos fica evidente ao se observar, nas simulações, o comportamento característico da formação de bandas de cisalhamento, reproduzindo resultados experimentais e previsões de modelos teóricos encontrados na literatura. Concomitantemente, foi desenvolvido um modelo matemático teórico para se descrever a difusão correlacionada de grãos, fenômeno que acreditamos estar baseado no mesmo princípio de transporte através dos arcos, reproduzindo o comportamento qualitativo de simulações computacionais. / [en] Granular materials, due to their huge amount of industrial applications (from food industry to astrophysics), have been the object of an increasing number of studies throughout the last couple of decades. Much of the physical description concerning the behaviour of this kind of material, however, still eludes scientists, turning this field of research into a particularly rich one. Among the unsolved questions in this area there are some of growing interest, such as the mechanisms of grains transport and flux, which describe phenomena like correlated diffusion and the formation of shear bands, for example. By means of phenomenological and mathematical models, this work tries to improve the understanding of these phenomena and the mechanisms behind them, particularly the fundamental role of arches of forces created by the grains. Using a relatively simple phenomenological model and computer simulations, the role of arches becomes evident when it is observed, in the simulations, the characteristic behaviour of shear bands formation, reproducing experimental results and the predictions of theoretical models found in the literature. Simultaneously, a theoretical mathematical model was developed to describe granular correlated diffusion, a phenomenon we believe is based on the same principle of transportation by means of arches, reproducing the qualitative behaviour of computer simulations.
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Caracterização de Fe granular em matriz de Al/sub 2/O/sub 3/

Casarin, Fabricio de Oliveira January 2005 (has links)
Neste trabalho é apresentada a caracterização de amostras de filmes finos granulares de Fe- Al2O3, obtidas por evaporação em ultra alto vácuo. Duas amostras com composições diferentes foram obtidas. A espectroscopia de Espalhamento de Rutherford (Rutherford Backscattering Spectroscopy - RBS) foi utilizada para determinar a fração volumétrica de metal e a espessura das amostras, cujos valores obtidos foram 43% e 34% respectivamente. A morfologia das amostras foi investigada por difração de raios-x a qual mostrou a existência de grãos de ferro com 30Å de diâmetro e orientação cristalina preferencial (110) embebidos em uma matriz amorfa de Al2O3. As medidas de magnetização também mostraram que as duas amostras apresentavam uma distribuição de tamanhos de grão de ferro com valor médio de 24Å, estando de acordo com os resultados obtidos por difração de raios-x. A magneto-resistência observada em temperatura ambiente pode ser explicada pelo tunelamento dependente de spin dos elétrons de condução entre os grãos de ferro. Os resultados das medidas de RxT e IxV mostraram que o principal mecanismo de transporte foi o tunelamento termicamente ativado, o que está de acordo com a teoria apresentada por Abeles.
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Nucleação e crescimento de grãos em filmes de Al nanoestruturados

Luce, Flavia Piegas January 2008 (has links)
A eletromigração é um dos principais problemas que limitam a vida útil dos dispositivos microeletrônicos. Normalmente o que se utiliza na indústria são interconexões feitas de filmes finos de Al e/ou Cu com estrutura colunar. Em muitos casos o efeito da eletromigração leva ao rompimento destas interconexões metálicas. Uma alternativa para reduzir ou até mesmo eliminar este problema seria a utilização de interconexões com estrutura diferente da colunar. Tomando este aspecto como motivação, desenvolveu-se, neste trabalho, um estudo detalhado de um filme de Al tipo mosaico formado por grãos nanoscópicos. Foram analisadas as interfaces e fronteiras de grãos, bem como o comportamento do filme quando submetido a diferentes tratamentos térmicos. Para isso foram crescidos filmes de Al com estrutura tipo colunar e tipo mosaico. Ambos foram depositados sobre óxido de Si utilizando a técnica de sputtering, porém o processo de deposição de cada um desses filmes se deu de maneira distinta. O tipo colunar foi crescido da maneira usual de deposição contínua de filmes finos. A formação da estrutura tipo mosaico é o resultado da deposição de uma camada seguida de um intervalo de tempo em que o substrato não ficou sob a ação do plasma. Após este tempo a deposição foi retomada. Este processo é repetido até obter-se o número desejado de camadas. As temperaturas de recozimento variaram de 300 a 500oC e o tempo foi fixado em uma hora. A técnica de Retroespalhamento Rutherford (RBS) foi utilizada para identificar os componentes das amostras estudadas, a espessura da camada de SiO2 e do filme de Al e as contaminações presentes. A técnica de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) permitiu caracterizar com riqueza de detalhes fronteiras de grãos, interfaces e superfície das amostras. Também foi possível medir a espessura do filme de Al e da camada de óxido, assim como medir o tamanho dos grãos presentes nas amostras estudadas. Os resultados obtidos com estas análises mostraram que os dois tipos de filmes respondem de maneira diferente aos tratamentos térmicos. O filme com estrutura de grãos colunares não apresentou alteração significativa na largura média de suas colunas, que permaneceram com valores da ordem de 80 nm, mesmo depois de recozido a 500oC por uma hora. No entanto, os grãos de Al presentes no filme tipo mosaico parecem obedecer a dois mecanismos distintos de crescimento. Para temperaturas de recozimento até 462oC, os grãos aumentaram tridimensionalmente de tamanho, sendo caracterizados por seus diâmetros efetivos que variaram de 27 a 54 nm. Esta etapa do crescimento foi analisada considerando-se a teoria clássica de crescimento de grãos descrita por uma lei temporal de natureza parabólica. Para temperaturas acima deste valor, observou-se um crescimento abrupto. A 462oC o filme perdeu a característica de mosaico e passou a apresentar grãos com estrutura tendendo a colunar, atingindo altura próxima à espessura do filme (200 nm). A 475oC os grãos cresceram lateralmente, aumentando de 60 nm para valores médios da ordem de 900 nm. Este tipo de crescimento anômalo de grãos também foi verificado para temperatura de recozimento de 500oC e discutido em termos da forma e da velocidade de movimento das fronteiras de grão. Uma contribuição importante desta dissertação foi caracterizar e entender o processo de se obter, a partir de grãos nanométricos, grãos grandes com comprimentos da ordem de micrômetros. Este estudo pode contribuir significativamente na busca de uma solução para o problema da eletromigração em interconectores de circuitos integrados bem como em outras áreas. Um exemplo seria a aplicação dos filmes tipo mosaico em revestimentos duros e superduros. / The disruption of metallic interconnects (Al, Cu and Al/Cu alloy films) in microelectronic devices via electromigration is a severe problem limiting the lifetime of chips. The standard procedure used in industry is to grow interconnects with a bamboo-like structure. In this work we investigate an alternative process to produce Al films, producing mosaic-like structure. The effects of temperature on both bamboo and mosaic films are presented and discussed. The bamboo-like films were obtained by the standard continuous deposition process. A step-wise deposition method was used to grow the mosaic-like films. Annealing temperatures were in the range of 300 to 500oC and the time was fixed in one hour. Rutherford Backscattering (RBS) technique was used to identify the composition, the thickness and the contaminations present in the Al/SiO2 films. The details of grain size and interfaces and also the thickness of the Al/SiO2 films were observed via Transmission Electron Microscopy (TEM). The results show that each kind of film react differently during the annealing. The bamboo-like films are composed by elongated grains extending from the Al/SiO2 interface to the film surface. The measured grain width of the columnar films is of ≈ 80 nm and does not change for annealing temperature up to 500oC. A different behavior as a function of annealing temperature is observed for the mosaic-like films. In a first stage up to 462oC the nanosized grains grow, in average, from ≈ 27 nm in the as-deposited film to ≈ 54 nm at 462oC. For annealing in the range of 462 to 500oC we observe a very abrupt growth stage with the grains reaching a size of ≈ 1000 nm. The first stage of grain growth is analyzed by using a classic theory described by a temporal parabolic law. The fast growing mechanism in the 462 and 500oC range is discussed in terms of theoretical approaches of abnormal growing from the literature. Our results show that a controlled annealing process of mosaic-like Al thin films can produce nanograins with size varying from 27 to 1000 nm. This technique can be important in the study of electromigration phenomena present in microelectronic devices as well as in the area of superhard nanocomposite coatings.
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Nucleação e crescimento de grãos em filmes de Al nanoestruturados

Luce, Flavia Piegas January 2008 (has links)
A eletromigração é um dos principais problemas que limitam a vida útil dos dispositivos microeletrônicos. Normalmente o que se utiliza na indústria são interconexões feitas de filmes finos de Al e/ou Cu com estrutura colunar. Em muitos casos o efeito da eletromigração leva ao rompimento destas interconexões metálicas. Uma alternativa para reduzir ou até mesmo eliminar este problema seria a utilização de interconexões com estrutura diferente da colunar. Tomando este aspecto como motivação, desenvolveu-se, neste trabalho, um estudo detalhado de um filme de Al tipo mosaico formado por grãos nanoscópicos. Foram analisadas as interfaces e fronteiras de grãos, bem como o comportamento do filme quando submetido a diferentes tratamentos térmicos. Para isso foram crescidos filmes de Al com estrutura tipo colunar e tipo mosaico. Ambos foram depositados sobre óxido de Si utilizando a técnica de sputtering, porém o processo de deposição de cada um desses filmes se deu de maneira distinta. O tipo colunar foi crescido da maneira usual de deposição contínua de filmes finos. A formação da estrutura tipo mosaico é o resultado da deposição de uma camada seguida de um intervalo de tempo em que o substrato não ficou sob a ação do plasma. Após este tempo a deposição foi retomada. Este processo é repetido até obter-se o número desejado de camadas. As temperaturas de recozimento variaram de 300 a 500oC e o tempo foi fixado em uma hora. A técnica de Retroespalhamento Rutherford (RBS) foi utilizada para identificar os componentes das amostras estudadas, a espessura da camada de SiO2 e do filme de Al e as contaminações presentes. A técnica de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) permitiu caracterizar com riqueza de detalhes fronteiras de grãos, interfaces e superfície das amostras. Também foi possível medir a espessura do filme de Al e da camada de óxido, assim como medir o tamanho dos grãos presentes nas amostras estudadas. Os resultados obtidos com estas análises mostraram que os dois tipos de filmes respondem de maneira diferente aos tratamentos térmicos. O filme com estrutura de grãos colunares não apresentou alteração significativa na largura média de suas colunas, que permaneceram com valores da ordem de 80 nm, mesmo depois de recozido a 500oC por uma hora. No entanto, os grãos de Al presentes no filme tipo mosaico parecem obedecer a dois mecanismos distintos de crescimento. Para temperaturas de recozimento até 462oC, os grãos aumentaram tridimensionalmente de tamanho, sendo caracterizados por seus diâmetros efetivos que variaram de 27 a 54 nm. Esta etapa do crescimento foi analisada considerando-se a teoria clássica de crescimento de grãos descrita por uma lei temporal de natureza parabólica. Para temperaturas acima deste valor, observou-se um crescimento abrupto. A 462oC o filme perdeu a característica de mosaico e passou a apresentar grãos com estrutura tendendo a colunar, atingindo altura próxima à espessura do filme (200 nm). A 475oC os grãos cresceram lateralmente, aumentando de 60 nm para valores médios da ordem de 900 nm. Este tipo de crescimento anômalo de grãos também foi verificado para temperatura de recozimento de 500oC e discutido em termos da forma e da velocidade de movimento das fronteiras de grão. Uma contribuição importante desta dissertação foi caracterizar e entender o processo de se obter, a partir de grãos nanométricos, grãos grandes com comprimentos da ordem de micrômetros. Este estudo pode contribuir significativamente na busca de uma solução para o problema da eletromigração em interconectores de circuitos integrados bem como em outras áreas. Um exemplo seria a aplicação dos filmes tipo mosaico em revestimentos duros e superduros. / The disruption of metallic interconnects (Al, Cu and Al/Cu alloy films) in microelectronic devices via electromigration is a severe problem limiting the lifetime of chips. The standard procedure used in industry is to grow interconnects with a bamboo-like structure. In this work we investigate an alternative process to produce Al films, producing mosaic-like structure. The effects of temperature on both bamboo and mosaic films are presented and discussed. The bamboo-like films were obtained by the standard continuous deposition process. A step-wise deposition method was used to grow the mosaic-like films. Annealing temperatures were in the range of 300 to 500oC and the time was fixed in one hour. Rutherford Backscattering (RBS) technique was used to identify the composition, the thickness and the contaminations present in the Al/SiO2 films. The details of grain size and interfaces and also the thickness of the Al/SiO2 films were observed via Transmission Electron Microscopy (TEM). The results show that each kind of film react differently during the annealing. The bamboo-like films are composed by elongated grains extending from the Al/SiO2 interface to the film surface. The measured grain width of the columnar films is of ≈ 80 nm and does not change for annealing temperature up to 500oC. A different behavior as a function of annealing temperature is observed for the mosaic-like films. In a first stage up to 462oC the nanosized grains grow, in average, from ≈ 27 nm in the as-deposited film to ≈ 54 nm at 462oC. For annealing in the range of 462 to 500oC we observe a very abrupt growth stage with the grains reaching a size of ≈ 1000 nm. The first stage of grain growth is analyzed by using a classic theory described by a temporal parabolic law. The fast growing mechanism in the 462 and 500oC range is discussed in terms of theoretical approaches of abnormal growing from the literature. Our results show that a controlled annealing process of mosaic-like Al thin films can produce nanograins with size varying from 27 to 1000 nm. This technique can be important in the study of electromigration phenomena present in microelectronic devices as well as in the area of superhard nanocomposite coatings.
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Caracterização de Fe granular em matriz de Al/sub 2/O/sub 3/

Casarin, Fabricio de Oliveira January 2005 (has links)
Neste trabalho é apresentada a caracterização de amostras de filmes finos granulares de Fe- Al2O3, obtidas por evaporação em ultra alto vácuo. Duas amostras com composições diferentes foram obtidas. A espectroscopia de Espalhamento de Rutherford (Rutherford Backscattering Spectroscopy - RBS) foi utilizada para determinar a fração volumétrica de metal e a espessura das amostras, cujos valores obtidos foram 43% e 34% respectivamente. A morfologia das amostras foi investigada por difração de raios-x a qual mostrou a existência de grãos de ferro com 30Å de diâmetro e orientação cristalina preferencial (110) embebidos em uma matriz amorfa de Al2O3. As medidas de magnetização também mostraram que as duas amostras apresentavam uma distribuição de tamanhos de grão de ferro com valor médio de 24Å, estando de acordo com os resultados obtidos por difração de raios-x. A magneto-resistência observada em temperatura ambiente pode ser explicada pelo tunelamento dependente de spin dos elétrons de condução entre os grãos de ferro. Os resultados das medidas de RxT e IxV mostraram que o principal mecanismo de transporte foi o tunelamento termicamente ativado, o que está de acordo com a teoria apresentada por Abeles.

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