Neste trabalho utilizamos as técnicas de espectroscopia de alta resolução em sólidos por Ressonância Magnética Nuclear de 13C, Polarização Cruzada, Desacoplamento Heteronuclear e Rotação da Amostra em tomo do Angulo Mágico para o estudo de sementes e alimentos. Uma técnica de analise multivariada foi introduzida com o intuito de se desenvolver um método de calibração dos espectros a partir dos experimentos com amostras padrão, de maneira que esse método permita a determinação das concentrações dos componentes da amostra através de uma multiplicação matricial. Essa técnica consiste basicamente da Decomposição em Valores Singulares de uma matriz composta pelos espectros, seguida da regressão linear múltipla visando encontrar uma matriz de regressão entre a matriz de espectros e a matriz de concentrações das principais componentes das amostras. Essa matriz de regressão, multiplicada pelo espectro de uma nova amostra permite a previsão das concentrações dos componentes desta. As concentrações de proteína e amido foram avaliadas para cereais e alguns alimentos industrializados. / High Resolution Solid-State 13C-NMR Spectroscopy techniques Cross Polarization, Decoupling and Magic Angle Spinning, were employed in this work for the study of the chemical composition of seeds and food. A Multivariate Analysis procedure was also employed in the development of a calibration and prediction method for the determination of the components content based on a matrix multiplication. Singular Value Decomposition was carried on the 13C-NMRspectra matrix followed by Multiple Linear Regression on the components content matrix with the purpose of producing a model that relates the spectra to the sample components content determined by referee methods. When the resulting model is then applied to a new sample, assuming that the correlation found between the calibrations set matrices also exists in this sample, it gives the components content values. The protein and starch content were analyzed.

Esta tese descreve o desenvolvimento de aplicações de nanopartículas superparamagnéticas de magnetita, devidamente funcionalizadas, nas seguintes áreas: Sensoriamento - As nanopartículas superparamagnéticas foram utilizadas em conjunto com um pequeno sistema analítico especialmente desenvolvido para esse trabalho, na análise de diversos metais pesados de grande relevância ambiental. O ponto de destaque da metodologia é o grande incremento em intensidade do sinal analítico em função da pré-concentração que pode ser realizada mediante utilização das nanopartículas superparamagnéticas e aplicação de um campo magnético externo. Remediação ambiental - A grande afinidade das nanopartículas por diversos materiais foi aproveitada na obtenção de um sistema de remediação ambiental que combina as propriedades magnéticas das nanopartículas e as propriedades adsorventes de carvão ativado. Esse sistema foi testado em contaminantes orgânicos e inorgânicos e permite uma maneira eficiente e inovadora de remoção de contaminantes em meio aquoso. Nanohidrometalurgia magnética - Os efeitos de pré-concentração de nanopartículas superparamagnéticas modificadas foram utilizados para melhorar a eficiência dos processos hidrometalúrgicos atuais para produção de cobre metálico a partir de minérios com baixa concentração do metal, chegando - se ao estado da arte da técnica. / This thesis describes the development of applications of superparamagnetic magnetite nanoparticles, properly functionalized, in the following areas: Sensing - The superparamagnetic nanoparticles were used in conjunction with a small analytical system specially developed in this work for analysis of several heavy metals of great environmental significance. The important point of this methodology is the general increase in intensity of the analytical signal as a function of pre-concentration may be performed by use of superparamagnetic nanoparticles under the influence of an external magnetic field. Environmental Remediation - The high affinity of nanoparticles for various materials was used to obtain an environmental remediation system that combines the properties of magnetic nanoparticles and the properties of activated carbon adsorbents. This system was tested in organic and inorganic contaminants and provides a novel and efficient removal of contaminants in the aqueous medium. Magnetic Nanohydrometalurgy - The effects of pre-concentration fro the funcionalized superparamagnetic nanoparticles modified were used to improve the efficiency of the actual hydrometallurgical processes used for production of metallic copper from ores with low concentration of metal, showing good perspectives of improving the state of the art of this technique.

Na presente tese, são apresentados estudos de microscopia óptica e RMN em mesofases liotrópicas colestéricas, obtidas a partir da inclusão de novos indutores (L - SORBOSE, diacetona - L - sorbose, DAS, e diacetona - 2 - ceto - L - gulonato de potássio, DGK) em sistemas nemáticos do tipo II ou N-D , baseados em diversos anfifílicos. Utilizando técnicas de microscopia óptica sob luz polarizada, constatou-se a distorção do arranjo helicoidal devido à competição entre a orientação por parede e o poder de torção dos indutores. Para determinar o sentido de torção (helicidade) da mesofase foram adaptados métodos aplicados a termotrópicos. Verificou-se que a configuração absoluta do indutor deve ter um papel importante apenas quando este se aloja predominantemente na porção aquosa. Indutores hidrofóbicos apresentam sempre a mesma helicidade (sentido de torção) em diferentes sistemas, uma vez que o ambiente parafínico intra-micelar é essencialmente o mesmo. Por outro lado, indutores hidrofílicos ou hidrofóbicos capazes de fortes interações com a d.c.e. originam mesofases cuja helicidade pode ser alterada por mudanças na distribuição de cargas na superfície micelar. Através da inclusão de laurato de potássio e cloreto de decilamônio perdeuterados em suas respectivas mesofases, obteve-se, por meio da RMN de deutério a 15,3 MHz, os perfís de ordem para os sistemas colestéricos baseados nos tres indutores citados. Os resultados permitem apontar que a sorbose se aloja predominantemente na porção aquosa e o DGK na porção hidrocarbônica. O DAS se aloja dentro da micela em mesofases de laurato de potássio e fora em mesofases de cloreto de decilamônio. Ainda com o emprego da RMN, foi possível seguir o comportamento dos indutores DAS e DGK em diferentes mesofases através da substituição da acetona ligada às posições 4,6 por acetona perdeuterada. No caso do DGK, observaram-se dubletes distintos para os dois metilas em todas as mesofases. O DAS teve comportamento análogo, exceto em mesofases baseadas em decilsulfato de sódio, onde os metilas apresentaram equivalência. Neste caso, verificou-se a alteração da colestericidade do sistema quando o íon sódio é substituido por césio. O ordenamento desta espécie pôde ser acompanhado pelo desdobramento quadrupolar através da RMN de césio - 133 a 13,1 MHz. Analisando as relações entre os desdobramentos quadrupolares dos dois grupos metilas deuterados, no DAS e no DGK, pode-se constatar que o ancoramento destas espécies é diferente nos diversos sistemas investigados. Estas relações correspondem, também, a uma avaliação do poder de torção destes indutores. / In the present thesis, studies on optical microscopy and NMR in cholesteric lyotropic mesophases are reported. These phases were obtained through the addition of new cholesteric inducers (L - SORBOSE, diacetone - L - sorbose, DAS, and potassium diacetone - 2 - keto - L - gulonate, DGK) to nematic type II or N-D systems. By using polarizing microscopy it was observed a distortion of the helical array due to a competition involving orientational wall effects and the inducers twisting power. Methods used for thermotropic cholesteric twisting sense (helicity) determination were adapted for lyotropic systems. The inducer absolute configuration plays an important role only when it remains predominantly in the aqueous portion. Hydrophobic inducers added to different systems, lead to the same helicity, since the paraffinic intra-micellar environment is essentialy the same. By the other hand, hydrophylic or hydrophobic inducers subjected to strong interactions with the e.d.l., will originate cholesteric mesophases whose helicity can be rnodified by changes on the charge distribution of the micellar surface. By including perdeuterated potassium laurate and decylammoniurn chloride in their respective mesophases, it was posible to obtain, by deuterium NMR technics, at 15.3 MHz, order profiles of cholesteric systems including these new inducers. The results point out that SORBOSE remains predominantly at the aqueous portion and DGK on the hydrocarbonic cornpartment. The DAS molecule remains inside the micelle, in potassium laurate mesophases, and outside the micelle, in decylammonium chloride systems. Using deuterium NMR, it was possible to follow the behaviour of DAS and DGK inducers, by substitution of the acetone bonded to 4,6 position for perdeuterated acetone. In the case of DGK, distinct doublets were assigned for each methyl group in all mesophases. For DAS case, the same behaviour was observed, except for sodium decylsulphate mesophases, where both methyl groups were equivalent. For this inducer a change of cholesteric properties were observed when the sodium ion was exchanged for cesium ion. The order in these systems was additionally followed by 133-cesium NMR at 13.1 MHz. By analising the relationship between the quadrupolar splittings of the deuterated methyl groups, in DAS and DGK, it was verified that there are changes in the inducer anchoring for different mesophases. These relationships correspond, also, to an evaluation of the inducer twisting power.

O presente estudo fundamentou-se em identificar a relação entre o posicionamento dos discos articulares e as medidas das áreas da bandas superior e inferior do músculo pterigóideo lateral por meio de imagens em ressonância magnética em norma sagital verificadas num grupo de 74 pacientes sendo 51 mulheres e 23 homens com idades entre 19 e 78 anos, portadores de manifestações compatíveis à processos degeneração interna das articulações têmporomandibulares. As imagens foram adquiridas com a utilização de aparelho com potência de campo magnético de 1.5 Tesla e bobina de superfície dupla para captação de sinais, segundo protocolo indicado para aquisição multiplanar, com ênfase para as características na série definada como densidade de prótons (DP), que foram posteriormente manipuladas numa estação de imagem independente- workstation- de alta resolução utilizando-se ferramentas eletrônicas para traçados das respectivas áreas em 4 situações de amplitude de abertura bucal (repouso, 10mm; 20mm; 30mm) para ambos os lados. Estas mensurações foram realizadas por dois observadores em tempos distintos e posteriormente transferidas para tabelas de identificação para elaboração das análises estatísticas. Os dados obtidos foram dispostos em tabelas e gráficos os quais permitiram observar a importância deste método de imagem como base para o diagnóstico de distúrbios destas articulações pois em muitas situações as informações clínicas obtidas durante a anamnese não foram ao encontro dos dados imaginológicos. Os resultados permitiram verificar a alta incidência de distúrbios em mulheres de meia idade, bem como a mudança dos padrões de disposição das fibras do músculo pterigóideo lateral em especial em relação à banda superior dado ao relacionamento de inserção desta em relação ao disco articular em seus segmentos anteriores. Os resultados permitiram definir que as bandas do músculo pterigóideo lateral sofreram modificações em suas áreas durante a dinâmica mandibular com perda da área total em relação à inferior e de maneira mais heterogênea em relação à superior durante o processo de abertura bucal. / The present research intend to identify the relationship between articulate discs positions and the measuraments of areas obteined from superior and inferior bands of the lateral pterygoid muscle by images from magnetic ressonance in sagital plane verified in group of 74 patients with 51 woman and 23 man between 19 and 78 years old, with manifestations about internal degenereament of temporomandibular joints. The images were acquired with the use of ressonance magnetic machine and potencial magnetic field of 1.5 Tesla and dual coil of surface for capture sinals, according to protocol indicated for multiplanar acquisition, with focused for characteristic in serial like proton density (PD), that were later manipulated in the independent image station - workstation- of high resolution using tools for draws of four situations of bucal opening amplitude (repouse, 10mm; 20mm; 30mm) for both sides. Top of Form 1. These mensuraments had been carried through by two observers in distinct times and later transferred to tables for elaboration of the statistical analyses. The gotten data had been made in graphical tables which had allowed to observe the importance of this method of image as base for the diagnosis of disorders of these joints therefore, in many situations the gotten clinical informations during anamnese did not agree with imaging data. The results had allowed to verify the high incidence of disorders in women of half age as well as the change of the standards of disposal fibres of the lateral pterygoid muscle, mainly in relation to the superior band due to the relationship of insertion of this in relation with disc in its previous segments. The results had allowed infere that the bands of the lateral pterygoid muscle had suffered modifications in its areas during the mandibular dynamics with loss of the total area of the inferior edge in a heterogeneous way in relation to the superior during the process of buccal opening.

Foi realizada a comparação entre os achados de espectroscopia de prótons por ressonância magnética utilizando a sequência PRESS (point resolved spectroscopy), com TE curto (35ms) no cíngulo posterior e hipocampos de 29 pacientes com doença de Alzheimer (leve e moderada) e 15 controles. As relações de metabólitos com melhor sensibilidade e especificidade na diferenciação entre os grupos foram em ordem decrescente: Naa/Cr do cíngulo, mI/Naa do cíngulo, mI/Naa dos hipocampos e mI/Cr dos hipocampos. Não houve vantagens, nesta casuística, na realização da espectroscopia de prótons nos hipocampos, um local tecnicamente mais difícil e demorado em relação ao cíngulo posterior. Observou-se correlação positiva da relação Naa/Cr e negativa da relação mI/Naa do cíngulo posterior com o MMSE / The objective of this study is to compare the findings on Magnetic Resonance Spectroscopy using PRESS (point resolved spectroscopy) technique with short TE (35ms) in the posterior cingulate and hippocampi of 29 patients with Alzheimer's disease (mild and moderate) and 15 controls. The metabolic ratios with highest sensitivity and specificity were (in a decreasing order): posterior cingulate Naa/Cr, posterior cingulate mI/Naa, hippocampi mI/Naa and hippocampi mI/Cr. In the group analised it seems there is no advantage in performing MRS in the hippocampi instead of posterior cingulate, a technically challenging location, usually leading to a longer examination time. In the posterior cingulate we observed a positive correlation with Naa/Cr ratio and a negative correlation with mI/Naa ratio and the MMSE

INTRODUÇÃO: A ultrassonografia (US) e a ressonância magnética (RM) representam os principais métodos de diagnósticos por imagem na avaliação do mecanismo extensor do joelho. Há carência de trabalhos que avaliem por US e RM a presença de alterações no mecanismo extensor de jogadores de futebol assintomáticos. OBJETIVO: Avaliar, por meio de RM e US, o tendão quadríceps e o ligamento patelar de jogadores de futebol assintomáticos e dos participantes do grupo-controle. Identificar se há alterações de imagens ou lesões. Determinar se essas sofrem influências pelos seguintes critérios: canhoto ou destro, quanto à dominância ao chute, posição em campo, idade do atleta e tempo de prática esportiva. MÉTODO: Foram avaliados um total de 248 joelhos: 112 eram de 56 de jogadores de futebol assintomáticos e 136 eram do grupo-controle. O grupo composto por jogadores de futebol apresentava idades entre 14 e 34 anos. Já o grupo-controle era composto por indivíduos com idade também entre 14 e 34 anos, principalmente, universitários e funcionários do hospital, com gênero igual aos dos jogadores selecionados, mas sem atividades físicas de impacto, como vôlei, futebol e salto, por exemplo. RESULTADO: Constatou-se a presença de alterações de imagens ou de lesões em nove ligamentos patelares e apenas duas nos tendões quadríceps de jogadores de futebol assintomáticos, tanto pela US quanto pela RM, e nenhum caso alterado no grupo-controle. Houve concordância significativa entre RM e US quanto aos resultados obtidos. Além disso, os jogadores de futebol apresentaram anormalidades (alterações de imagens ou lesões) no tendão quadríceps ou no ligamento patelar significativamente (p<0,05) maior do que no grupo-controle; a idade média dos jogadores com alguma anormalidade é significativamente menor do que a dos jogadores sem lesão (p<0,003); o tempo médio de prática desportiva dos jogadores que apresentam anormalidade é menor do que o tempo médio dos jogadores que não têm anormalidade (p<0,001); os jogadores destros apresentaram anormalidades, enquanto que os jogadores canhotos não (p<0,05). Dentre os jogadores, há correlação entre mais alterações de imagem ou lesão de joelho e menor tempo como jogador e menor idade (R² de Nagelkerke = 0,700). Destros têm risco aumentado de ter anormalidade nas referidas estruturas (Razão de Chances = 15,204) quanto menor for o tempo como jogador de futebol. Os jogadores da defesa têm 4,76 vezes mais chance de desenvolver anormalidade do que atacantes e goleiros (p<0,04). CONCLUSÃO: Os jogadores de futebol assintomáticos apresentam anormalidades no tendão do quadríceps e ligamento patelar detectadas pela RM e US. As alterações estão relacionadas a menor idade, menor tempo de prática desportiva, ser destro e ser jogador de defesa / INTRODUCTION: Ultrasonography (US) and magnetic resonance imaging (MRI) are the main diagnostic imaging methods used in evaluation of the extensor mechanism of the knee. Theres a scarcity of works assessing alterations on the extensor mechanism of the knee of asymptomatic soccer players using US and MRI. OBJECTIVE: To assess, by means of MRI and US imaging, the quadriceps tendon and patellar ligament of asymptomatic soccer players and healthy control group; identify abnormal imaging findings or injuries; ascertain whether these are affected by leg dominance (left or right), field position, age, and time spent practicing the sport. METHOD: A total of 248 knees were evaluated: 112 of 56 asymptomatic soccer players and 136 of healthy controls. The players ages ranged from 14 to 34 years. The control group was composed mostly of college students and hospital staff members, also with ages between 14 and 34, matched for gender to the selected soccer players, and who did not engage in high-impact activities such as volleyball, soccer, or jumping. RESULTS: Abnormal imaging findings or injuries were detected, by US and MRI alike, in nine patellar ligaments and two quadriceps tendons of asymptomatic soccer players. No abnormal findings were detected in the control group. CONCLUSION: There was significant consistency between MRI and US findings. Soccer players were much more likely (p<0.05) to have abnormal imaging findings or injuries of the quadriceps tendon and patellar ligament as compared with the control group; the average age of players presenting some abnormality is significantly lower than of those without injuries (p<0.003); the average time spent practicing the sport for players presenting abnormalities is lower than those who dont present injuries (p<0.001); a correlation between the dominant leg and the affected knee was observed, with the players with a dominant right leg presenting injuries while the ones with a dominant left leg not showing abnormalities (p<0.05). Amongst the players there is a correlation between more abnormal imaging findings or injuries on the knee and less professional practicing time and age (Nagelkerke R² = 0.700).Players with a dominant right leg have an increased chance of presenting abnormalities on the quadriceps tendon and patellar ligament (Odds Ratio = 15.204) with a lower average time spent practicing the sport. Defense players have 4.76 times more chance to develop abnormalities than forward players and goalkeepers (p<0.04). CONCLUSION: The asymptomatic soccer players present abnormalities on the quadriceps tendon and patellar ligament identified using ultrasonography (US) and magnetic resonance imaging (MRI). The alterations are related with less age, less time of professional practice, right leg dominance and defense field position

La diabetes es un problema social cada vez más presente en nuestro país debido a los cambios en el estilo de vida de las personas. Este proyecto de fin de carrera busca apoyar a la prevención de la diabetes tipo 2 mostrando un algoritmo de segmentación automática de la planta de los pies que calcula la diferencia de temperatura entre ambos, a fin de que apoye al estudio que propone el poder prevenir la aparición de dicha enfermedad según el valor promedio de la diferencia de temperatura entre ambas plantas. Para dicho fin se realizara un programa en MatLab que implemente dicho algoritmo que procese imágenes termográficas en entornos ruidosos y que calcule la diferencia de temperaturas promedio entre ambas plantas del pie de la imagen en cuestión, mostrándolo adicionalmente de forma gráfica. / Tesis

Esta tese descreve o desenvolvimento de aplicações de nanopartículas superparamagnéticas de magnetita, devidamente funcionalizadas, nas seguintes áreas: Sensoriamento - As nanopartículas superparamagnéticas foram utilizadas em conjunto com um pequeno sistema analítico especialmente desenvolvido para esse trabalho, na análise de diversos metais pesados de grande relevância ambiental. O ponto de destaque da metodologia é o grande incremento em intensidade do sinal analítico em função da pré-concentração que pode ser realizada mediante utilização das nanopartículas superparamagnéticas e aplicação de um campo magnético externo. Remediação ambiental - A grande afinidade das nanopartículas por diversos materiais foi aproveitada na obtenção de um sistema de remediação ambiental que combina as propriedades magnéticas das nanopartículas e as propriedades adsorventes de carvão ativado. Esse sistema foi testado em contaminantes orgânicos e inorgânicos e permite uma maneira eficiente e inovadora de remoção de contaminantes em meio aquoso. Nanohidrometalurgia magnética - Os efeitos de pré-concentração de nanopartículas superparamagnéticas modificadas foram utilizados para melhorar a eficiência dos processos hidrometalúrgicos atuais para produção de cobre metálico a partir de minérios com baixa concentração do metal, chegando - se ao estado da arte da técnica. / This thesis describes the development of applications of superparamagnetic magnetite nanoparticles, properly functionalized, in the following areas: Sensing - The superparamagnetic nanoparticles were used in conjunction with a small analytical system specially developed in this work for analysis of several heavy metals of great environmental significance. The important point of this methodology is the general increase in intensity of the analytical signal as a function of pre-concentration may be performed by use of superparamagnetic nanoparticles under the influence of an external magnetic field. Environmental Remediation - The high affinity of nanoparticles for various materials was used to obtain an environmental remediation system that combines the properties of magnetic nanoparticles and the properties of activated carbon adsorbents. This system was tested in organic and inorganic contaminants and provides a novel and efficient removal of contaminants in the aqueous medium. Magnetic Nanohydrometalurgy - The effects of pre-concentration fro the funcionalized superparamagnetic nanoparticles modified were used to improve the efficiency of the actual hydrometallurgical processes used for production of metallic copper from ores with low concentration of metal, showing good perspectives of improving the state of the art of this technique.

This work presents macroscopic and microscopic experiments of the disordered hexagonal double perovskite BaTi1/2Mn1/2O3, in order to characterize its electronic, magnetic and structural properties to support the possibility that this system hosts a spin liquid phase. Such assumption is based on the absence of a transition to a magnetically ordered phase in the magnetic and thermodynamic measurements, which points to a strong magnetic frustration in this material. In addition, it is observed the formation of a correlated spin state. To characterize this correlation, we resorted to Muon Spin Resonance (µSR) experiments to measure the low temperature spin dynamics. The zero field µSR relaxation regime displays dynamic magnetism down to T = 0.019 K and longitudinal field experiments support as well that dynamic magnetism persists at low temperatures, a behavior expected for a spin liquid system. The magnetic behavior of BaTi1/2Mn1/2O3 consists in the high temperature physics being dominated by the presence of magnetic trimers, magnetic dimers, and orphan spins. At lower temperatures, the effective magnetic degrees of freedom, composed by orphan spins and magnetic trimers, are correlated but no phase transition is detected down to T = 0.1 K, despite the effective exchange couplings between magnetic trimers and orphan spins being -8.5 K, resulting in a magnetic frustration parameter of at least 85. The possibility that disorder is responsible for the spin liquid ground state is discussed, however, other scenarios are not totally discarded. For example, the possibility that the measured state is not the true ground state, which could lie at even lowers temperatures or the possible formation of a spin glass state. This work raises questions that are not easy to answer. Ultimately, the growth of a single crystal is necessary to continue the characterization of BaTi1/2Mn1/2O3. Besides, theoretical and experimental developments in this field of research are needed to find a more direct and conclusive way to characterize the magnetic phases in this complex material. / Neste trabalho apresento dados experimentais macroscópicos e microscópicos da peroviskita hexagonal dupla BaTi1/2Mn1/2O3, a fim de caracterizar sua estrutura eletrônica, magnética e cristalina para embasar a possibilidade deste sistema apresentar uma fase de líquido de spin. Esta hipótese está baseada na ausência de transição para uma fase magneticamente ordenada nas medidas magnéticas e termodinâmicas, que apontam para uma forte frustração magnética neste material. Além disso, é observada a formação de um estado de spins correlacionados. Para caracterizar esta correlação, recorremos para experimentos de ressonância de múons (µSR) para medir a dinâmica de spins em baixas temperaturas. Dados de µSR para campo magnético nulo mostram em seu regime de relaxamento um magnetismo dinâmico para temperaturas tão baixas quanto T = 0.019 K, adicionalmente, experimentos com campo magnético longitudinal aplicado apontam também que o magnetismo dinâmico persiste em baixas temperaturas, um comportamento esperado para um sistema de líquido de spin. O comportamento magnético do BaTi1/2Mn1/2O3 consiste na física de altas temperaturas sendo dominada pela presença de trimers magnéticos, dimers magnéticos e spins órfãos. Para temperaturas mais baixas, os graus de liberdade magnéticos são efetivamente compostos por spins órfãos e trimers magnéticos, que estão correlacionados mas nenhuma transição de fase é detectada para temperaturas tão baixas quanto T = 0.1 K, mesmo que a constante de interação efetiva entre os spins órfãos e os trimers magnéticos seja -8.5 K, resultando num fator de frustração magnética de ao menos 85. A possibilidade da desordem ser responsável pelo estado fundamental de líquido de spin é discutida, no entanto, outros cenários não estão totalmente descartados, por exemplo, a possibilidade de que o estado medido não seja o verdadeiro estado fundamental, e que este estaria em temperaturas ainda mais baixas ou a possível formação de um estado de vidro de spin. Este trabalho levanta questões que não são fáceis de responder. Por fim, o crescimento de uma amostra monocristalina é necessário para continuar a caracterização do BaTi1/2Mn1/2O3. Ademais, desenvolvimentos de cunho teórico e experimental neste campo de pesquisa são necessários para encontrar um método mais direto e conclusivo para caracterizar a fase magnética neste material complexo.

Orientadores: Ricardo Rodrigues Urbano, Carlos Rettori / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-02T02:37:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lesseux_GuilhermeGorgen_D.pdf: 15008598 bytes, checksum: bc12c78a89f519f63d096bf87e9bde84 (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: Este trabalho teve por objetivo a investigação de sistemas com elétrons fortemente correlacionados via ressonância magnética nuclear (NMR) e eletrônica (ESR). Os seguintes sistemas foram investigados: i) o isolante Kondo SmB6 dopado com impurezas de Er3+ (via ESR), ii) compostos supercondutores à base de FeAs, da família BaFe 2As2 (via NMR) e, iii) o composto férmion pesado CeRhIn5 (via NMR em altos campos magnéticos). O estudo no composto de SmB6 via ESR (9.5 GHz) dos íons de Er3+ revelou um conjunto de quatro transições em baixa temperatura com uma anisotropia que não corresponde à esperada para transições entre níveis de campo cristalino cúbico. Mostramos que o efeito Jahn-Teller (JT) dinâmico associado a vibrações anarmônicas dos íons de Er3+ nos interstícios dos octaedros de B na rede de SmB6 explica a anisotropia das transições finas em baixa temperatura e concorda com o comportamento térmico da intensidade destas linhas de ressonância. Como resultado deste trabalho, ficou então proposta uma nova interpretação dos resultados sob a luz de um efeito de rattling anarmônico dos íons de Er3+ na matriz. Nenhum efeito de isolante topológico tipo Kondo foi evidenciado nos experimentos de ESR. Para os compostos de BaFe2As2 puro e com pouca substituição química (~ 0.5%) de Mn, Co e Cu realizamos um estudo detalhado da evolução das transições de alta temperatura, estrutural e magnética, que ocorrem no diagrama de fase dessa família de supercondutores. Combinando experimentos de NMR para o 75As em altos campos magnéticos, difração de raios-X de alta resolução e calor especíco mostramos que a fase ortorrômbica é estabilizada por flutuações magnéticas via acoplamento magneto elástico e que o ajuste do ângulo entre as ligações de As-Fe-As é o parâmetro mais relevante para a supressão das temperaturas de transição estrutural e magnética. Logo, este ajuste estrutural leva a um rearranjo da ocupação dos orbitais 3d do Fe aumentando a ocupação nos orbitais planares (3dxy), condição fundamental para que a fase supercondutora se forme nestes materiais. Já para o composto de CeRhIn5 investigamos a transição quântica induzida por campo magnético que ocorre em torno de 30 T (~ 1 K) neste material via NMR do 115In em ultra altos campos magnéticos. Observamos uma alteração no knight-shift associado ao In(1), que ocupa os planos de CeIn3. Apesar de nenhum efeito evidente na forma de linha, há um knight-shift líquido de 2.3% através da transição em Bc ~ 30 T. Isto demonstra uma mudança efetiva na densidade de estados no nível de Fermi consistente com a reconstrução da superfície de Fermi em torno de 30 T previamente reportada por medidas de oscilações quânticas. O fato de não se observar alteração de forma de linha espectral em 30 T nos permitiu concluir que a estrutura magnética incomensurável do CeRhIn5 não é drasticamente alterada através da transição o que corrobora com o cenário de um ponto crítico itinerante em torno de 50 T para CeRhIn5. Esta tese demonstra a relevância da técnica de Ressonância Magnética (NMR e ESR) na investigação das propriedades físicas de sistemas com elétrons fortemente correlacionados / Abstract: The present work aimed the investigation of strongly correlated electron systems via nuclear (NMR) and electronic (ESR) magnetic resonance. The following systems were investigated: i) Er3+ doped SmB6 Kondo insulator (via ESR), ii) FeAs-based superconducting compounds, from the BaFe2As2 family (via NMR) and, iii) CeRhIn5 heavy fermion compound (via ultra-high magnetic field NMR). The study on the SmB6 via Er3+ ESR (9.5 GHz) revealed a set of four resonance transitions at low temperature which show an anisotropy that does not correspond to the expected for transitions of pure cubic crystal field levels. We have shown that the dynamic Jahn-Teller (JT) effect associated to anharmonic rattling vibrations of Er3+ ions at the interstitial of the B-octahedron in the SmB6 lattice explains the anisotropy of the narrow lines at low temperature and agrees with the thermal behavior of the intensity of these resonance lines. As a result of this work, we proposed a new interpretation of the results under the light of a anharmonic rattling of the Er3+ ions in the SmB6 lattice. No topological insulator effect was evidenced by our ESR experiments. For the BaFe2As2 undoped and slightly substituted (~ 0.5%) of Mn, Co and Cu compounds we have performed a detailed study of the evolution of the high temperature transitions, structural and magnetic, which occur in the phase diagram of this superconductor family. Combining 75As high field NMR, high resolution X-ray diffraction and specific heat experiments we have shown that the orthorhombic phase is stabilized by magnetic fluctuations via magneto-elastic coupling and that the tuning of the angle of the As-Fe-As bounds is the most relevant parameter to the suppression of the structural and magnetic transition temperatures. Thus, this structural tuning leads to a rearrangement of the occupancy of the Fe-3d orbitals increasing the occupancy of the planar orbital (3dxy), which is a fundamental condition to the formation of the superconducting phase in these materials. Finally, for the CeRhIn5 compound we have investigated the magnetic field-induced quantum transition which occurs around ~ 30 T (~ 1 K) in this material via 115In ultra-high magnetic field NMR. We observed a knight-shift alteration for the In(1), which is sited in the CeIn3 planes. There is a net knight-shift of 2.3% across the transition at Bc ~ 30 T. Although lineshape effects have not been detected, it demonstrates an effective change in the density of states at the Fermi level consistent with a Fermi surface reconstruction around 30 T previously reported by quantum oscillation measurements. We did not observe a change in the spectral lineshape across 30 T and it leads us to the conclusion that the CeRhIn5 incommensurate magnetic structure is not drastically altered across the transition which is consistent with the scenario of an itinerant quantum critical point at 50 T for CeRhIn5. This thesis demonstrates the relevance of the magnetic resonance (NMR and ESR) techniques in the investigation of physical properties of strongly correlated electron systems / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 140837/2013-2 / CNPQ