Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-22Bitstream added on 2014-06-13T19:37:10Z : No. of bitstreams: 1 silvaneto_hf_me_jabo.pdf: 3620885 bytes, checksum: 84e91fefdefb9746d97ad6bd396c68a5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Usina São Martinho / Para comparar as características agrotecnológicas dos cultivares de cana foram desenvolvidos estudos relacionados ao florescimento, isoporização, produção de bagaço e produtividade agroindustrial. Além disso, objetivou-se identificar o efeito de cada impureza vegetal na qualidade do caldo de cana. As coletas dos colmos ocorreram em área experimental da FCAV/UNESP ao longo da safra 2008/2009. As análises químicas e tecnológicas foram realizadas no Laboratório de Tecnologia do Açúcar e Etanol da mesma Universidade. Os cultivares RB855536 (precoce) e IAC94-2101 (tardio) não floresceram, e apresentaram baixa intensidade e volume de isoporização. Houve diminuição da pol em colmos em processo de indução floral e maior diâmetro isoporizado nos colmos florescidos. Os cultivares apresentaram os maiores valores de bagaço coincidindo com sua época indicada para o corte. Os cultivares precoces (CTC 16 e IACSP93-3046) e os tardios (RB867515, CTC 2 e CTC 8) se destacaram como exemplares de elevado potencial energético, devido à sua maior produtividade de bagaço, durante a maior parte da safra. Os cultivares precoces, obtiveram maior produção e produtividade de bagaço quando comparadas aos tardios. Os cultivares precoces (CTC 9 e CTC 7) e o tardio CTC 6 se destacaram pelo elevado potencial produtivo e maior contribuição financeira, sendo observado a superioridade dos tardios sobre os precoces. O ponteiro exerceu maior influência nas variáveis estudadas. Não houve influência negativa da bainha sobre a qualidade da matéria prima. A palha proporcionou incremento no teor de fibra e menores níveis de AR e acidez do caldo / To compare the agricultural and technological characteristics of sugarcane cultivars have been conducted studies related to flowering, pith (juice content reduction), bagasse production and stalks productivity. So, the objective was to identify the vegetable trash effects on the sugarcane juice quality. The stalks sampling were made in the experimental area (São Paulo State University – Unesp, Jaboticabal County, Brazil) over the 2008/2009 crop season. Chemical and technological analyses were performed in the Sugar and Ethanol Technology Laboratory, at the same university. The cultivars RB855536 (early) and IAC94-2101 (late) did not flower, and had low intensity and volume of pith. There was a decrease in the cane sucrose contents (Pol % cane), when stalks with floral induction process were analyzed and larger diameter of spongeous areas in flowering stalks. The studied cultivars showed the highest potential production bagasse coinciding with his the best cut moment. The precocious cultivars (16 and IACSP93 CTC-3046) and late cultivars (RB867515, CTC, and CTC 2 8) stood out as exemplars of high potential energy production due to its higher bagasse productivity, for most of the crop season. The early cultivars had higher production and productivity of sugarcane bagasse as compared to late cultivars. The early cultivars (CTC 9 and CEC 7) and late (CTC 6) stood out for the high yield potential and greater financial contribution, being observed the superiority of late over precocious sugarcane cultivars. The stalk tips had greater influence on the variables studied. There was no negative influence of the sheath on the quality of raw material. The straw provided an increase in cane fiber content and lower sugarcane juice contents of Reducing Sugars and acidity

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we study simultaneously the structural, electronic and thermoelectric properties of PbSe and PbTe nanowires, analyzing the quantum confinement effects, the dependence with the planar stoichiometry and the spin-orbit interactions. We also study these nanowires in the presence of intrinsic defects (vacancies and antisites) and doped with group III (Al, Ga, In, and Tl) impurity. We use first principles calculations within the formalism of the density functional theory (DFT). We observed that the nanowires are more stable in the rock salt structure and aligned along the (001) direction. The electronic properties of nanowires are in uenced by three effects: the quantum confinement, spinorbit interactions and the planar stoichiometry. The quantum confinement increases the thermoelectric efficiency of the PbSe and PbTe nanowires when compared to the system in the bulk phase, reaching an increase up to two orders in the magnitude, leading the PbSe and PbTe nanowires with great potential to be used in thermoelectric devices. We studied the in uence of intrinsic defects and group III impurity doping in the main properties of PbSe and PbTe, we show that these defects give rise to different electronic properties in the nanowires as compared to the bulk one. Intrinsic defects and group III impurities, which modify the electronic density of states (DOS) near to the top of the valence band or near to the bottom of the conduction band increase the thermoelectric efficiency of the PbSe and PbTe nanowires. However, defects that introduce electronic levels in energy band gap are shown to cause and degradation in the thermoelectric efficiency. The increase (decrease) in thermoelectric efficiency is associated with a lower (higher) value of electronic part of the thermal conductivity. In summary, we show that PbSe and PbTe nanowires are very promising materials to be used in thermoelectric, electronic and optical devices. / Neste trabalho estudamos simultaneamente as propriedades estruturais, eletrônicas e termoelétricas de nanofios de PbSe e PbTe, analisando os efeitos do confinamento quântico, a dependência com a estequiometria planar e a interação spin-órbita. Estudamos também estes nanofios na presença de defeitos intrínsecos (vacâncias e antissítios) e impurezas do grupo III (Al, Ga, In e Tl). Utilizamos cálculos de primeiros pincípios dentro do formalismo da teoria do funcional da densidade (DFT). Observamos que os nanofios são mais estáveis na estrutura rock salt, e alinhados ao longo da direção (001). As propriedades eletrônicas desse nanofios são influenciadas por três efeitos: o confinamento quântico, a interação spin-órbita, e a estequiometria planar. O confinamento quântico aumenta a eficiência termoelétrica do PbSe e PbTe em comparação ao observado para o bulk, chegando a um aumento de até duas ordens de grandeza, fazendo com que os nanofios de PbSe e PbTe tenham um grande potencial para serem utilizados em dispositivos termoelétricos. Estudamos a influência de defeitos intrínsecos e da dopagem de impurezas do grupo III nas principais propriedades do PbSe e PbTe, onde mostramos que essa influência é diferente no bulk e no nanofio. Defeitos intrínsecos e impurezas do grupo III que alteram a densidade de estados eletrônicos (DOS) nas proximidades do topo da banda de valência ou do fundo da banda de condução, observamos um aumento da ficiência termoelétrica dos nanofios de PbSe e PbTe. Porém aqueles que introduzem níveis no gap de energia fazem com que a eficiencia termoelétrica diminua. O aumento (diminuição) da eficiência termoelétrica está associado(a) ao menor (maior) valor da comdutividade térmica eletrônica. De maneira geral, mostramos que nanofios de PbSe e PbTe são materiais muito promissores para a aplicação em dispositivos termoelétricos, eletrônicos, óticos, etc.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2570.pdf: 2902537 bytes, checksum: 1256031839bb7982aebdbc96c5edf7bc (MD5) Previous issue date: 2009-06-29 / Today, Brazil is the major producer and exporter of sugar in the world. In the last harvest 2008/2009, 31.5 millions tons were produced, of which 60% were exported providing a 40% of international market share. However, sugar is a product that has commercial difficulties, due to the hard restrictions, such as rates, subsidizes and technical barriers like the use of sulfur (input) in laundering. Because of this, the development of a technology for the production of sugar with superior quality, less cost and without sulfur for the laundering would be of great interest for the productive sector. The present work aims to study the process of crystallization of sucrose from sugar solutions of syrup and sugar cane by controlled cooling. A laboratory plant with production capacity of 1 kg of sugar per batch, installed in the laboratory of industrial development of the Sugarcane Technology Center (CTC) in Piracicaba was used for the present work. The results regarding the reduction of impurities initially present in sugar crystals through crystallization by controlled cooling were: 95% in color, 85% in starch and 80% in dextran. For the syrup classified as VVHP, reductions obtained in crystals through crystallization by controlled cooling were: 96% of the final color of the sugar (from 10,100 IU to 361 IU), 98% in the amount of ash conductivity, 84% in the amount of starch and 52% in the amount of dextran. Obtained the results led to the construction of a pilot plant by scaling the process that will be implemented in an industrial unit. / O Brasil, hoje, é o principal produtor e exportador de açúcar do mundo. Foram produzidas na última safra 2008/2009, 31,5 milhões de toneladas de açúcar, das quais cerca de 60% foram exportadas, gerando ao país um domínio de 40% do mercado internacional. No entanto, o açúcar é um produto de relativa dificuldade para comercialização internacional, em razão de fortes restrições, como cotas, subsídios e barreiras técnicas, como a utilização do enxofre (insumo), para o branqueamento. Por isso, o desenvolvimento de uma tecnologia de produção de açúcar de melhor qualidade, com redução de custos e que não necessite de enxofre para o branqueamento seriam de grande interesse para o setor produtivo. O presente trabalho tem por objetivo o estudo do processo de cristalização de sacarose a partir de soluções provenientes de açúcar e xarope de cana-de-açúcar por resfriamento controlado, através de uma planta laboratorial, com capacidade de produção de 1 kg de açúcar por batelada, instalada no laboratório de desenvolvimento industrial do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) em Piracicaba. Os resultados quanto à redução de impurezas presentes inicialmente nos cristais de açúcar através da cristalização por resfriamento controlado foram: de 95% de cor; 85% de amido e 80% de dextrana. Para o xarope classificado como VVHP, as reduções obtidas nos cristais através da cristalização por resfriamento controlado foram: de 96% na cor do açúcar final (de 10.100 UI para 361 UI), de 98% na quantidade de cinzas condutimétricas, de 84% na quantidade de amido e de 52% na quantidade de dextrana. A partir dos resultados obtidos, motivou-se a construção de uma unidade piloto através do scale-up do processo laboratorial, a ser implantada em uma unidade industrial.

Propostas de construção de dispositivos que unem a eletrônica com a spintrônica utilizando compostos semicondutores magnéticos diluídos (DMS) tem se tornado cada mais frequentes junto à comunidade científica em geral. Em particular, por suas propriedades magnéticas e de transporte hoje conhecidas, camadas de GaAs/GaMnAs pertencem a um grupo de DMS com grandes possibilidades de utilização prática. Nesse sentido, entender suas propriedades de transporte é essencial para o desenvolvimento dessa nova área. Investigamos o transporte spin polarizado em nanocamadas de GaAs/GaMnAs que exibem uma fase ferromagnética abaixo de certa temperatura de transição de fase. Como procedimento de pesquisa, nosso cálculo da resistividade considerou a existência de uma banda de impureza que determina a natureza do estado no nível de Fermi e dos estados próximos a ele como estendidos (condução "metálica") ou localizados (condução por excitação térmica). A ordem magnética e a resistividade são interligados devido à influência da polarização de spin da banda de impurezas e um efeito tipo separação Zeeman sobre a mobility edge (1). Obtivemos para um dado intervalo de concentração de manganês e de portadores, um comportamento metálico em que o transporte por estados estendidos domina em baixas temperaturas e é dominado por um processo de excitação térmica dos estados localizados para temperaturas próximas e acima da temperatura de transição. O resultado dessa combinação de canais de condução foi o aparecimento de uma lombada na resistividade, a qual tem sido observada experimentalmente, e traz esclarecimentos sobre a relação entre as propriedades de transporte e magnéticas desse material. (1) Embora a expressão possa ter uma tradução, é comumente usada na área em inglês. / Construction proposals of the contrivances that put together electronic with spintronic using diluted magnetic semiconducting compounds (DMS) are more and more frequent to the scientific community in general. In particular, because of its magnetic and transporting rightnesses that has been known today, GaMnAs stratums belongs to a DMS group with great possibilities of the practical utilization. In this sense, to understand its transporting rightnesses is essential to the development in this new area. We investigate the polarized spin transport in GaMnAs nanolayers that display an ferromagnetic stage below of the specific phase transition temperature. As a procedure research, our resistivity estimate has consider the existence of an impurity band that determine the state nature in the Fermi level and the states near to it like extended (metallicconduction) or located (thermic excitation conduction). The magnetic order and resistivity are interconnected due to the influence of the spin polarization of the band of the impurities and another efect as a Zeeman separation over the moblility edge. We aquire, for a certain interval of bearings and manganese concentration, a metallic behavior in which the transport to the extended states rules in low temperatures and is ruled by an process of thermic excitation of the states located to near and over temperatures of the transition temperature. The result of this transport channels combination was the appearance of an acclivity in the resistivity that has been observed experimentally and brings elucidations about the relation between the magnetic and transporting rightnesses of this material.

É bem conhecido que técnicas experimentais que fazem uso de feixes iônicos induzem sobre a superfície dos alvos irradiados o depósito de diversos tipos de impurezas. Este depósito é causado pelas interações entre o feixe de íons, as moléculas de gás residual no interior das câmaras de irradiação e a superfície da amostra. Apesar do fato deste processo poder alterar significativamente os parâmetros de irradiações, bem como afetar a análise de materiais tratados, os parâmetros experimentais que influenciam na deposição das impurezas ainda não são bem conhecidos e nem o depósito se encontra suficientemente quantificado. No presente trabalho relatamos um estudo quantitativo da deposição de carbono sobre amostras de Si (100) irradiadas com feixes de He e H. A deposição de carbono foi determinada em função da fluência de irradiação, variando diversos parâmetros experimentais, tais como: pressão na câmara de irradiação, temperatura do alvo, densidade de corrente do feixe, energia do feixe e o estado da carga do íon. Em todos os casos a análise das amostras irradiadas foi feita pela técnica de Retroespalhamento de Rutherford em direção Canalizada (RBS/C) e através da reação nuclear ressonante 12C(a, a´)12C na energia de 4265 keV. Os resultados experimentais mostram que se consegue minimizar a deposição de C através: a) da redução do tempo de irradiação, b) da redução da pressão na câmara de irradiação, c) do aumento da temperatura do alvo durante a irradiação e d) minimização do poder de freamento do íon no alvo.

Com o aumento das exigências regulatórias e estabelecimento de limites mais restritos para impurezas elementares em fármacos e excipientes usados em formulações farmacêuticas, ocorreu uma busca por técnicas analíticas capazes de quantificar elementos em níveis traço e assegurar a qualidade e a segurança dos medicamentos. A espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS) é uma técnica multielementar, que apresenta alta sensibilidade e é empregada com eficiência na análise de elementos traço em diferentes matrizes. O ICP-MS, acoplado a um sistema separador como o cromatógrafo líquido de alta eficiência (HPLC), possibilita a especiação de elementos químicos, o que é importante, pois a toxicidade pode estar diretamente ligada à forma química do elemento, como ocorre para o Hg e As. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram desenvolver e validar um método de análise simples, rápido e com alta sensibilidade, para determinação de 15 impurezas elementares: As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Hg, Os e Mo, em diferentes fármacos e excipientes, em níveis que atendam aos novos critérios estabelecidos pelos órgãos regulatórios, avaliar a utilização da cela de reação dinâmica (DRC) para eliminação de interferências espectrais na determinação de As, Cr e V, realizar a especiação de As e Hg, e aplicar esta metodologia para análise de diversas amostras comprovando sua robustez, versatilidade e vantagens para utilização em rotina. Foram avaliadas cinco estratégias de preparo de amostra: digestão em micro-ondas sistema fechado e digestão em micro-ondas - sistema aberto, digestão em banho-maria, diluição direta em meio ácido e extração utilizando ponteira de ultrassom. Através de ensaios de recuperação e materiais de referência certificados, os melhores resultados (84 a 101%) foram obtidos com a digestão das amostras em sistema fechado de micro-ondas e extração por ponteira de ultrassom. Os limites de detecção variaram entre 0,001 ng g-1 (103Rh) e 0,083 ng g-1 (75As). Em seguida, a metodologia analítica foi empregada para determinação dos elementos em estudo em 74 amostras de fármacos e excipientes. O elemento mais frequentemente encontrado foi o Cu, seguido por Cr, Mo, Ni, Pd e V. Já os elementos químicos Ir, Pt, Os e Ru não foram detectados. Cabe destacar que as concentrações de Pd, Rh, As, Cd, Cr, Cu, Ni, V e Mo encontraram-se acima do limite preconizado pela farmacopeia americana em algumas amostras. A análise por especiação química de As mostrou que as amostras possuíam apenas as formas inorgânicas e mais tóxicas. Em relação ao Hg, apenas uma amostra apresentou níveis detectáveis deste elemento, mas a concentração estava abaixo do limite estabelecido pela farmacopeia americana. / Due to quality and safety reasons, regulatory requirements and establishment of more restricted limits for elemental impurities in drugs and excipients are increasing. These regulations promoted a search for simple and robust analytical techniques for quantification of trace elements. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) is an attractive technique for this purpose, presenting multielement and high sensitivity capabilities. ICP-MS can be hyphenated to separation techniques such as high-performance liquid chromatography (HPLC), enabling chemical speciation analysis. Speciation analysis may reveal the chemical form of the element that may be more directly related to the toxicity. In this sense, the objectives of this work were to develop and validate a simple, fast and highly sensitive method for the determination of 15 elemental impurities: As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Ir, Pd, Rh, Ru, Hg, Os and Mo, in different drugs and excipients, at levels that meet the new criteria established by the regulatory agencies. We also evaluated the use of the dynamic reaction cell (DRC) to eliminate spectral interferences for As, Cr And V. Finally, for As and Hg, speciation methods were applied. All analysis were performed focusing on robustness, versatility and sample high-throughput. We tested five sample preparation strategies: closed microwave system digestion, microwave digestion - open system, water bath digestion, direct acid dilution and ultrasound probe extraction. Recovery studies in ordinary samples and reference certified materials were observed with the closed microwave digestion system and ultrasound probe extraction (84 and 101%). Detection limits ranged from 0.001 ng g-1 for 103Rh to 0.083 ng g-1 for 75As. The analytical methodology was then applied for the determination of the elements in study in 74 samples of drugs and excipients. The most frequently found element was Cu, followed by Cr, Mo, Ni, Pd and V. The chemical elements Ir, Pt, Os and Ru were not detected. It should be mention that the concentrations of Pd, Rh, As, Cd, Cr, Cu, Ni, V and Mo were above the limit recommended by the American pharmacopeia in some samples. Only inorganic arsenic (most toxic forms) was found in samples by applying speciation analysis. Regarding Hg, only one sample had detectable levels of this element, but the concentration was below the limit established by the American pharmacopeia

O dioxido de estanho na estrutura rutila (SnO2) é um semicondutor de gap largo e faz parte da classe dos óxidos condutores transparentes (TCO). Possui gap direto de 3,6 eV e condutividade do tipo n, mesmo quando não dopado intencionalmente. Estudos teóricos e experimentais atribuem este comportamento à presença de defeitos intrínsecos. Por outro lado, impurezas de hidrogênio, em sítios intersticiais ou substituindo o átomo de oxigênio, poderiam ser responsáveis pelo caráter n do SnO2. Neste trabalho apresentamos nossos resultados de estrutura eletrônica, a partir de cálculos de primeiros princípios, para o dióxido de estanho puro, assim como levando em conta a presença de defeitos intrínsecos - VO, VSn, Sni, Oi, OSn, SnO, SnO+OSn, Sni+VO - e para vários centros de impureza de hidrogênio - Hi, HO, HBC, Hi-Hi, Hi-HO, Hi-HBC, HBC-HBC, onde V significa vacância e BC a impureza localizada em um sítio entre ligação. Os resultados para a impureza de hidrogênio são confrontados com os dos defeitos intrínsicos. Nossas análises mostram, tanto para o caso das impurezas de H isoladas quanto para os pares complexos H-H, que estes centros apresentam caráter doador. Em todas as configurações, as energias de formação são suficientemente baixas, comparadas com as dos defeitos intrínsecos, mostrando competitividade e sugerindo que a impureza de hidrogênio poderia ser responsável pela característica de condutividade n do cristal SnO2. Apresentamos também resultados de propriedades eletrônicas e magnéticas para impurezas de metal de transição MT (MT = V, Cr, Fe, Mn, Co e Ni) em SnO2 em uma configuração estrutural de baixa concentração. Estes sistemas são denominados semicondutores magnéticos diluídos (DMS - diluted magnetic semiconductor), isto é, ligas diluídas do tipo Sn1-xMTxO2 e Sn1-xMTxO2-y(VO)y. Consideramos neste estudo as concentrações x = 0,04 e y = 0,02, correspondendo a valores experimentalmente possíveis de se obter. Este estudo aponta para a existência de estados magnéticos metaestáveis para estes sistemas e mostra como a vacância de oxigênio afeta este comportamento. Para todos os casos, o estado eletrônico fundamental encontrado apresenta configuraçãoo de alto spin (HS - high-spin) e o fenômeno de spin-crossover para o estado de baixo spin (LS - low-spin) é possível de ocorrer. A metaestabilidade obtida para estes sistemas DMS é estudada em conecção com as relaxações estruturais em torno da impureza, na ausência e na presença da vacância de oxigênio. Por fim, alternando respectivamente camadas magnéticas e não magnéticas de r-CrO2 e r-SnO2, foram estudados sistemas em uma configuração de super-rede (SL - superlattice), do tipo (CrO2)n(SnO2)n, com n = 1; 2; ...; 10 sendo o número de monocamadas. Para todos os valores de n foi observado comportamento meio-metal (half-metal) para os sistemas. O estado fundamental é ferromagnético (FM), com momento mangético igual a 2 mu_B por cromo ndependentemente do número de monocamadas. E como o óxido r-CrO2 é instável na temperatura ambiente, porém pode ser estabilizado, quando crescido sobre o r-SnO2, sugerimos que as super-redes (CrO2)n(SnO2)n podem ser aplicadas na tecnologia de spintrônica provendo eficiente polarização de spin de seus portadores. Os cálculos de estutura eletrônica foram realizados levando em conta a polarização de spin, usando o método PAW (Projector-Augmented-Wave) implementado no pacote computacional VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package), dentro da teoria DFT (density functional theory) utilizando a aproximação local da densidade com correção GGA-PBE (generalized gradient corrections) e aproximação GGA-PBE+U, onde U é a correção on site de Hubbard. / Rutile tin dioxide (r-SnO2) is a wide-band-gap semiconductor and is part of a class of promising transparent conducting oxides (TCO). It has a direct band gap of 3.6 eV and shows n-type conductivity, even when not intentionally doped, which is usually attributed to intrinsic defects. On the other hand, it has been proposed theoretically that in spite of unintentionally doping, hydrogen impurities at interstitial or O substitutional sites could be responsible for the n-type conductivity in SnO2. In this work we report the results of ab initio electronic structure calculatations for pure tin dioxide as well as for some intrinsic defects VO, VSn, Sni, Oi, OSn, SnO, SnO+OSn and Sni+VO and for several H-related defect centers Hi, HO, HBC, Hi-Hi, Hi-HO, Hi-HBC, HBC-HBC, where V means vacancy and BC bond-centered sites. Our H-related results centers are confronted with those obtained for the intrinsic defects. Our findings show, for example, that hydrogen impurity has a donor character for all studied centers and that not only the isolated H, but also some of its complexes, show competitive low formation energies, suggesting that various H-related centers could be responsible for the n-type conductivity observed in the unintentionally doped SnO2. We discuss some results of the electronic and magnetic properties of TM-doped tin dioxide (TM = V, Cr, Fe, Mn, Co and Ni) in a diluted magnetic oxide configurations, i.e., Sn1-xTMxO2 and Sn1-xTMxO2-y(VO)y diluted alloys. As a prototype we will consider x = 0.04 and y = 0.02, which corresponds to a TM content just within the experimental window. Our aim is to analyze the presence of magnetic metastable states in these systems and how oxygen vacancies affect this metastability. For all cases, the ground state corresponds to the expected high spin (HS) configuration and a spin-crossover to the low-spin state is possible. The obtained magnetic metasbility in TM-doped SnO2 is discussed in connection with the structural relaxations around the impurity in absence and in presence of O vacancies. Finally, alternated magnetic and non-magnetic layers of rutile-CrO2 and rutile-SnO2 respectively, in a (CrO2)n(SnO2)n superlattice (SL) configuration, with n being the number of monolayers which are considered equal to 1, 2, ..., 10 are studied. A half-metallic behavior is observed for the (CrO2)n(SnO2)n SLs for all values of n. The ground state is found to be ferromagnetic (FM) with a magnetic moment of 2 µB per chromium atom, and this result does not depend on the number of monolayers n. As the FM rutile-CrO2 is unstable at ambient temperature, and known to be stabilized when on top of SnO2, we suggest that (CrO2)n(SnO2)n SLs may be applied to spintronic technologies since they provide efficient spin-polarized carriers. Spin-polarized electronic structure calculations were performed using the Projector-Augmented-Wave (PAW) method as implemented in the Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP), within the spin density functional theory in the local density approximation with generalized gradient corrections (GGA-PBE) and GGA- PBE+U, where U is the Hubbard correction.

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.

Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:34:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_HugoAnaniasInacio_D.pdf: 8008219 bytes, checksum: ac8d13454298a5718b0e0051a87eb944 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O fosfato tricálcico (TCP) é um dos fosfatos de cálcio mais importantes dentre os utilizados como biomateriais devido à sua biocompatibilidade, bioatividade, biorreabsorbilidade e osteocondutividade. A fase ? (?-TCP) se destaca, principalmente, devido à sua conversão em hidroxiapatita deficiente em cálcio após implantação. Entretanto, é difícil obter ?-TCP de elevada pureza, o que prejudica sua reatividade e seu desempenho in vivo. O objetivo principal deste trabalho é sintetizar ?-TCP de elevada pureza. Para isso, o pó de ?-TCP foi obtido via reação de estado sólido. Os reagentes precursores foram sintetizados em laboratório a fim de se diminuir o nível de impurezas, principalmente o magnésio. Após analisados e validados, os reagentes foram misturados nas devidas proporções e o pó de ?-TCP calcinado sob diversos protocolos: diferentes temperaturas sob mesmo tempo de patamar; mesma temperatura sob diferentes tempos de patamar; mesmo tempo e temperatura de patamar com condições de resfriamento distintas. Analisou-se a influência de cada variável na cinética da reação: tempo, temperatura, resfriamento. Foi obtido pó de ?-TCP (2g) com 100% de pureza sob temperaturas (1265ºC) e tempos (2h) menores que os registrados em literatura, sem a necessidade de choque térmico. O protocolo foi validado também para grandes quantidades de material (50g), em que o nível de pureza também foi de 100% / Abstract: Tricalcium phosphate (TCP) is one of the most important calcium phosphates used as biomaterials due to their biocompatibility, bioactivity, osteoconductivity and bioresorbability. Among them, ?-TCP goes beyond due to its conversion into calcium deficient hydroxyapatite after implantation. However, it is difficult to obtain high purity ?-TCP, which prejudices its reactivity and its performance in vivo. The main purpose of this work is to synthesize high purity ?-TCP. For this, ?-TCP powder was obtained by solid state reaction. The precursor reagents were synthesized in the laboratory in order to reduce the level of impurities, particularly magnesium. After analyzed and validated, reagents were mixed in the proper proportions and ?-TCP powder calcined under various protocols: variable temperature and constant time; constant temperature and variable time; constant time and temperature with different cooling conditions. The influence of each variable on the reaction kinetics was evaluated: time, temperature and cooling. ?-TCP powder (2g) was obtained with 100 % purity at temperatures (1265 °C) and times (2h) lower than those mentioned in the literature without thermal shock. The protocol was also validated for more material mass (50g), wherein the purity level was also 100% / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work a methodology for determination of inorganic impurities (Ag, As, Cr, Mn, Ni, Pb e Sb) by direct solid sampling with graphite furnace atomic absorption spectrometry (DSS-GF AAS) in iron glycinate chelate samples was developed. The thermal behavior of the analytes in solid samples and reference aqueous solutions was studied using pyrolysis and atomization curves. For Cr, Mn, Ni and Sb determination, 20 μL of water were added over the sample in the platform, and for Ag and Pb determination, 20 μL of a solution containing 4 μg of Pd as chemical modifier was used. The mass used in the Cr determination varied from 0,1 to 0,7 mg, for Ni masses among 0,1 and 0,9 mg were used, for As and Sb from 0,2 to 0,9 mg, for Ag masses among 0,1 and 1,9 mg were used, for Mn from 0,1 to 0,4 mg and for the quantification of Pb the used mass varied among 0,1 and 2,5 mg. The analytes characteristic mass average value in the solid sample was consistent with the value obtained in the aqueous reference solutions. Thus, aqueous reference solutions calibration was possible. The analytes investigated in this work, except for silver in samples FAQ1 and FAQ2, showed good homogeneity in the samples. The results obtained by the proposed method were compared with inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and neutron activation analysis (NAA). No statistical difference was observed in As, Cr, Mn, Ni, Pb and Sb concentrations determined by different techniques. For Ag, the comparative techniques showed a higher detection limit (LD) than the Ag concentration found in the sample by DSS-GF AAS. To address this, analyte addition through reference solutions in the samples before introduction in the atomizer was used. The recovery for silver using standard solutions was greater than 97%. The Ag, Cr, Mn, Ni, Pb and Sb LDs obtained by DSS-GF AAS were 0,002; 0,07; 0,03; 0,01; 0,002; 0,008 and 0,08 μg g-1, respectively. With exception of As and Sb, the other elements presented lower LDs than those obtained by ICP-MS, ICP OES and NAA techniques. / Neste trabalho foi otimizada uma metodologia para a determinação de impurezas inorgânicas (Ag, As, Cr, Mn, Ni, Pb e Sb) por espectrometria de absorção atômica com amostragem direta de sólidos (DSS-GF AAS) em amostras de ferro aminoácido quelato. Foi realizado um estudo do comportamento térmico dos analitos na amostra sólida e na solução de referência aquosa a partir de curvas de pirólise e atomização. Para a determinação de As, Cr, Mn, Ni e Sb foi adicionado 20 μL de água sobre a amostra na plataforma e para a determinação de Ag e Pb foi utilizado 20 μL de uma solução contendo 4 μg de paládio como modificador químico. A massa empregada na determinação de Cr variou de 0,1 a 0,7 mg, para Ni foram utilizadas massas entre 0,1 e 0,9 mg, para As e Sb esta foi de 0,2 a 0,9 mg, para Ag foram empregadas massas entre 0,1 e 1,9 mg, para Mn esta foi de 0,1 a 0,4 mg e para a quantificação de Pb a massa utilizada variou entre 0,1 e 2,5 mg. Os analitos investigados neste trabalho, com exceção da Ag nas amostras FAQ1 e FAQ 2 apresentaram uma boa homogeneidade. Os resultados obtidos pelo método proposto foram comparados com os obtidos por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES), espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e análise por ativação neutrônica (NAA). O teste estatístico ANOVA, considerando um intervalo de confiança de 95% (p < 0,05), não demonstrou diferença significativa entre os valores das concentrações de As, Cr, Mn, Ni, Pb e Sb obtidos pelas diferentes técnicas. Para Ag, as técnicas comparativas apresentaram limite de detecção (LD) maior que a concentração de Ag obtida na amostra por DSS-GF AAS. Devido a isto, foi feita a adição de analito por meio de soluções de referência nas amostras antes destas serem introduzidas no atomizador. A recuperação para a Ag empregando solução de referência foi maior que 97%. Os valores dos limites de detecção (LDs) dos elementos Ag, As, Cr, Mn, Ni, Pb e Sb obtidos por DSS-GF AAS foram 0,002; 0,07; 0,03; 0,01; 0,002; 0,008 e 0,08 μg g-1, respectivamente, sendo que, com exceção de As e Sb, os demais elementos apresentaram LDs menores que os obtidos pelas técnicas ICP-MS, ICP OES e NAA.