Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Orientador: Ramon Kaneno / Resumo: O câncer de próstata é um dos principais tipos de câncer em todo o mundo, sendo o que causa maior morbidade. Apesar da alta probabilidade de cura nos casos com diagnóstico precoce, essa neoplasia é responsável por mais de 80% dos casos de metástases ósseas e, uma vez detectada, a doença maligna é considerada incurável. Os íons de cálcio são fundamentais da maquinaria celular e sua concentração está intimamente ligada a processos vitais, entre eles a proliferação celular. Visto que as células tumorais são mais sensíveis e dependentes dos níveis de cálcio para manutenção da proliferação, apresentando maior avidez por esse elemento que as células normais, no presente estudo testamos a hipótese de que o revestimento, com cálcio (hidroxiapatita), de nanopartículas magnéticas de ferrita Mn-Zn polimerizadas com quitosana, poderia endereçar o fármaco paclitaxel às células de câncer prostático, levando-as à morte celular. Coerente com nossa hipótese inicial, nossos resultados para as nanopartículas mimetizadas com hidroxiapatita mostraram-se com grande potencial citotóxico para células de câncer de próstata LNCaP, sem, entretanto, afetar pró-osteoblastos murinos da linhagem MC3T3. As nanopartículas contendo apenas paclitaxel (bio-NCP-PTX) promoveram níveis de morte celular muito próximos aos observados com concentração similar de PTX puro, apresentando, portanto, resultado superior ao compósito revestido com Ca (bio-NCP-PTX-APA). Por fim, observamos que o núcleo magnético, a matriz po... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Prostate cancer figures among the most frequent types of cancer in the world, being the one with greatest morbidity. Despite the high probability of cure of early diagnosed cases, this neoplasm is responsible for more than 80% of cases of bone metastases and, once achieved the disease is considered incurable. Calcium ions are fundamental to the cell machinery and their concentration is closely linked to vital processes, among them cell proliferation. Since tumor cells are more sensitive and dependent on calcium levels to maintain proliferation, being more avid for this element than normal cells, in the present study we tested the hypothesis that mimicryof magnetic MN-Zn nanoparticles polymerized with chitosan, with calcium (hydroxyapatite), would be able to address paclitaxel to prostate cancer cells, leading to cell death. In agreement with our hypothesis, our results show that hydroxyapatite-mimicked nanoparticles have a high cytotoxic potential to LNCaP prostate cancer cells, with no toxicity to non malignant pro-osteoblast murine cell line. Nanoparticles containing only paclitaxel (bio-NCP-PTX) promoted cell death in a level close to that induced by similar concentration of pure paclitaxel. It indicates that this composite worked better than that covered by Ca (bio-NCP-PTX-APA). Finally, we observed that the magnetic core, with the polymer matrix of chitosan coated or not with hydroxyapatite, does not have toxic effects alone. Thus, these results indicate that these nanop... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

En esta memoria se describe el crecimiento, mediante pulverización catódica rf, de capas delgadas de NiFe2O4 y CoCr2O4 sobre distintos substratos y la subsiguiente caracterización magnética y eléctrica. El objetivo es integrar dichas capas en dispositivos magnetoelectrónicos tales como uniones túnel o filtros de spin.Hemos descubierto que el crecimiento epitaxial permite estabilizar fases nuevas del óxido NiFe2O4, fases que no existen en la forma másiva, y que tienen propiedades remarcablemente distintas. Como por ejemplo: un aumento dramático de la magnetización o la posibilidad de modificar drásticamente sus propiedades de transporte, pudiéndose obtener capas aislantes -como es en forma cerámica- o conductivas. Se ha realizado un estudio sistemático de los efectos del espesor de la capa y de las condiciones de crecimiento sobre las propiedades de magnetotransporte y los mecanismos de crecimiento.Argumentamos que el aumento de la magnetización es debido a la estabilización de una fase NiFe2O4 espinela que es parcialmente inversa, en la que los iones Ni2+ están distribuidos entre las dos posiciones disponibles (tetraédrica y octaédrica) de la estructura. En la forma masiva del material los iones Ni solo se encuentran en los sitios octaédricos. La introducción adicional de vacantes de oxígeno es probablemente la causa de la existencia de una configuración electrónica mixta Fe2+/3+ en la subred octaédrica y de la alta conductividad de las capas.Hemos aprovechado la capacidad de obtener epitaxias de NiFe2O4 ferrimagnéticas conductoras o aislantes para integrarlas en dos distintos dispositivos magnetoelectrónicos: una unión túnel magnética y un filtro de spin.Las capas conductoras de NiFe2O4 se han empleado como electrodos ferrimagnéticos-metálicos en uniones túnel. El otro electrodo magnético es (La,Sr)MnO3 y la barrera túnel SrTiO3. Se ha podido medir una magnetoresistencia túnel importante hasta temperaturas tan altas como 280K. Los valores de magnetoresistencia corresponden a una polarización de spin del NiFe2O4 de aproximadamente un 40%, que es prácticamente independiente de la temperatura. Estos resultados sugieren que la nueva fase conductora que hemos estabilizado es un candidato interesante como fuente de corriente polarizada en spin. Por otra parte, el NiFe2O4 aislante se ha implementado, por primera vez, como barrera túnel en una heteroestructura de filtro de spin. El electrodo magnético es (La,Sr)MnO3 y el electrodo no magnético Au. Hemos observado una magnetoresistencia túnel que alcanza valores de hasta un 50%. A partir de estas medidas, hemos deducido detalles relevantes de la estructura electrónica de la fase parcialmente inversa de NiFe2O4.Hemos crecido el óxido CoCr2O4 sobre distintos substratos, tales como MgO(001) y MgAl2O4(001). Hemos podido comprobar que este óxido presenta una pronunciada tendencia a un crecimiento 3D. Por esta razón, las superficies de la capa no son nunca suficientemente planas y no se pueden usar en heteroestructuras túnel. Sin embargo hemos aprovechado esta característica para controlar el crecimiento de estas estructuras 3D y hemos conseguido la formación de objetos submicrónicos, autoorganizados con formas piramidales muy bien definidas. El estudio detallado del efecto de los parámetros de crecimiento nos ha permitido por una parte, dilucidar cuales son los mecanismos que llevan a una autoorganización tan perfecta y por otra determinar que, en las condiciones adecuadas, se pueden obtener templates totalmente faceteados con múltiples posibilidades para futuras aplicaciones. / In this thesis the growth of thin films of NiFe2O4 and CoCr2O4 by RF sputtering on different oxide substrates and the characterization of their magnetic and electric properties is reported. The aim is to integrate the films into spintronic devices namely magnetic tunnel junctions and spin filter.It was found that the epitaxial growth of these films permits to stabilize new phases of NiFe2O4, which are not found for the bulk material and which show remarkably distinct properties. A strong enhancement of the saturation magnetization was found as well as the possibility to tune the electric behaviour of the films from insulating - like in bulk NiFe2O4 - to conducting. A systematic study of the influence of the film thickness and growth parameters on the properties of the films was carried out.The enhancement of the saturation magnetization can be explained by a partially inversed spinel structure, where the Ni2+ ions are distributed over both available sites (octahedral and tetrahedral) of the structure, whereas in bulk NiFe2O4 the Ni2+ ions are only located on the octahedral sites of the structure. An additional introduction of oxygen vacancies causes the formation of mixed valence Fe2+/3+ chains on the octahedral sites and thus a hopping conductivity.We have taken advantage of our ability to obtain epitaxial ferromagnetic NiFe2O4 films of insulating or conducting character to integrate them in two different spintronic devices: the magnetic tunnel junction and the spin filter.The conducting NiFe2O4 was integrated in a magnetic tunnel junction as a magnetic electrode, with a (La,Sr)MnO3 counterelectrode and a SrTiO3 barrier. A magnetoresistance was measured up to a temperature of 280K. The values of the magnetoresistance correspond to a spin-polarization of 40%, which is basically constant in temperature. This results show that the conductive phase of NiFe2O4 is an interesting candidate for the application as a source of highly spin-polarized current.On the other hand the insulating NiFe2O4 has been integrated into a spin filter as the magnetic barrier. The magnetic electrode was again (La,Sr)MnO3 and the counter electrode Au. A magnetoresistance up to 50% was observed. It was possible to deduce the band structure of NiFe2O4 from these measurements.Thin films of CoCr2O4 were grown on different substrates like MgO(001) or MgAl2O4(001). It was found that the material shows a pronounced tendency to grow in a three dimensional manner. Thus the surface of these films is not sufficiently smooth to integrate them into tunnel contacts.However, we were able to control the growth and morphology of the three dimensional structures leading to the formation of submicron self-organized pyramids with a square or elongated base. By a detailed study of the influence of the growth parameters it was possible to elucidate the underlying growth mechanisms and to obtain a fully faceted surface, which can be used in different applications.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T20:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260943.pdf: 3207372 bytes, checksum: d1fe6984348c781c76ca190b5b042044 (MD5) / A tese aborda o estudo analítico e experimental do comportamento e da evolução das perdas magnéticas, principalmente as perdas por histerese quando o núcleo de aços para fins elétricos é submetido a regimes de tensão sinusoidal e não-sinusoidal (tensões arbitrárias). Foi realizado um estudo e análise de erros no cálculo de perdas por histerese para forma de onda de indução não-sinusoidal quando as perdas são calculadas pelos modelos de Steinmetz clássico e pelo método por decomposição da indução magnética em séries de Fourier, sendo baseado no modelo de Steinmetz. Como as condições de excitação por conversores estáticos são diversificadas, nos motores e transformadores sob regime de tensão PWM (Pulse Width Modulation) o fluxo é distorcido e pode estar presente nível contínuo de indução no núcleo (DC), acarretando um aumento das perdas energéticas. As perdas energéticas dependem diretamente da taxa de variação da indução magnética dB(t)/dt. Observou-se nos resultados experimentais em baixa freqüência (1Hz) que laços de histerese principais podem ser obtidos com tensão arbitrária ou tensão puramente sinusoidal. Constatou-se que com o aumento do tamanho do grão, a forma de onda de indução influencia mais nas perdas magnéticas, principalmente para induções mais elevadas. A principal contribuição é a proposição de um novo modelo analítico, simples e de fácil utilização para avaliação das perdas no ferro quando este é submetido a regimes alternantes no tempo contendo uma componente de indução DC ou quando há formação de laços menores no interior do laço de histerese principal. Para o encontro dos parâmetros do novo modelo proposto, necessita-se apenas a realização do ensaio tradicional sob um regime puramente sinusoidal (a partir das perdas calculadas pelo modelo de Steinmetz clássico). Para a validação do novo modelo, foi necessário desenvolver uma metodologia experimental original para estudar e analisar o comportamento das perdas magnéticas produzidas pela componente contínua. Esta metodologia experimental foi implementada utilizando instrumentos virtuais em ambiente LabVIEW e validada para vários materiais para fins elétricos.

Submitted by Lucas Moreira Silva null (lucas_silvamg@hotmail.com) on 2018-09-11T11:36:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Mestrado LUCAS MOREIRA SILVA.pdf: 1668807 bytes, checksum: 0e91732240a421d8109ffd07d2bda313 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-09-13T13:49:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_lm_me_araiq_int.pdf: 1649414 bytes, checksum: ad9e66c28797edd0c19dcbe90b8e00a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-13T13:49:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_lm_me_araiq_int.pdf: 1649414 bytes, checksum: ad9e66c28797edd0c19dcbe90b8e00a3 (MD5) Previous issue date: 2018-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O desenvolvimento de métodos analíticos com maior seletividade e sensibilidade tem ampla importância para a determinação de diferentes compostos químicos. O emprego de polímeros molecularmente impressos, do inglês “Molecularly Imprinted Polymers” (MIP), que são obtidos por polimerização na presença de uma molécula molde (template) a ser impressa, de tal forma que um esqueleto polimérico é formado ao redor do. No caso deste trabalho, o template utilizado foi a ciprofloxacina, antibiótico amplamente empregado no tratamento de doenças de seres humanos e animais. Desta maneira foi realizado a síntese das nanopartículas magnéticas de óxido de ferro, pelo método de co-precipitação, estas foram recobertas com MIP em sua superfície, formando assim um material híbrido do tipo Core-Shell. Foram realizadas duas sínteses distintas, sendo um primeiro MIP utilizando apenas o ácido acrílico como monômero funcional (Mag-MIP1), e um segundo MIP tendo em sua estrutura o ácido acrílico e o 1-vinilimidazol como monômeros funcionais (Mag-MIP2). Os materiais foram caracterizados fisicamente por diferentes técnicas. Foram realizados experimentos de otimização do Mag-MIP1 e Mag-MIP2, foi observado que o Mag-MIP1 exibiu um tempo ótimo de interação de 120 min em meio aquoso, enquanto que o Mag-MIP2 apresentou um tempo ótimo de interação de 30 min em meio de água/metanol (70:30) v/v. No que se refere ao parâmetro de seletividade, o Mag-MIP2 exibiu um valor de seletividade (S) ≥ 2, enquanto que o Mag-MIP1 apresentou valores de S ≥ 1. Os materiais desenvolvidos foram aplicados como fase dispersiva extratora em amostras de leite bovino do tipo integral e do tipo desnatado. Sob as mesmas condições experimentais, foi avaliada a capacidade de extração da ciprofloxacina adsorvida nos materiais sintetizados. O Mag-MIP1 apresentou um percentual de recuperação médio de 85% para amostras de leite bovino do tipo integral e 90% para amostras de leite bovino do tipo desnatado. O Mag-MIP2 exibiu o valor de 80% para amostras de leite bovino do tipo integral e 55% para amostras de leite bovino do tipo desnatado, sugerindo que neste caso precisa-se ainda otimizar a dessorção do analito para obtenção de resultados satisfatórios para o Mag-MIP2. Contudo, os Mag-MIP desenvolvidos mostraram-se promissores para serem utilizados como fase adsorvente em sistemas de extração em fase sólida e, evidencia que o uso de dois monômeros funcionais poderá melhorar a eficiência dos polímeros molecularmente impressos, uma vez que mostrou maior seletividade e menor tempo de interação para a adsorção de ciprofloxacina, contribuindo para o avanço no grupo e na área de pesquisa. / The development of analytical methods with greater selectivity and sensitivity is of great importance for the determination of different chemical compounds. The use of molecularly imprinted polymers (Molecularly Imprinted Polymers) (MIP), which are obtained by polymerization in the presence of a template molecule to be printed, such that a polymeric backbone is formed around the polymer. In the case of this w ork, the template used was ciprofloxacin, an antibiotic widely used in the treatment of diseases of humans and animals. In this way the synthesis of iron oxide magnetic nanoparticles was performed by the co - precipitation method, these were covered with MIP on their surface, forming a hybrid material of the Core - Shell type. Two distinct syntheses were performed, a first MIP using only acrylic acid as a functional monomer (Mag - MIP1), and a second MIP having acrylic acid and 1 - vinylimidazole as functional mono mers (Mag - MIP2). The materials were physically characterized by different techniques. Mag - MIP1 and Mag - MIP2 optimization experiments were performed, Mag - MIP1 showed an optimal interaction time of 120 min in aqueous medium, while Mag - MIP2 showed an optimal interaction time of 30 min in water / methanol (70:30) v / v medium. As for the selectivity parameter, the Mag - MIP2 exhibited a selectivity value (S) ≥ 2, while the Mag - MIP1 presented values of S ≥ 1 . The materials developed were applied as extractive phase dispersion in samples of bovine milk of the whole type and skimmed - mi lk type. Under the same experimental conditions, the extraction capacity of ciprofloxacin adsorbed on the synthesized materials was evaluated. Mag - MIP1 presented an average recovery percentage of 85% for bovine whole milk samples and 90% for skim milk type samples. Mag - MIP2 showed the value of 80% for bovine milk samples of the integral type and 55% for samples of bovine milk of the skimmed type, suggesting that in this case it is still necessary to optimize the desorption of the analyte to obtain satisfact ory results for the Mag - MIP2. However, the developed Mag - MIPs have shown to be promising to be used as an adsorbent phase in solid phase extraction systems, and it shows that the use of two functional monomers may improve the efficiency of the molecularly printed polymers since it showed greater selectivity and lower interaction time for adsorption of ciprofloxacin, contributing to the advancement in the group and in the research area.

Este trabalho constitui-se na investigação experimental do campo magnético hiperfino do Mo95 em Fe, como função da temperatura, pelo método da correlação angular perturbada gama-gama. O equipamento usado consiste basicamente de um sistema de coincidências que inclui um analisador multicanal e um par de detetores. Totalmente transistorizado, o sistema teve automaticamente seu funcionamento. Verifica-se que a curva do campo magnético hiperfino em função da temperatura não segue o andamento da curva de magnetização espontânea do ferro. É feita a interpretação do resultado obtido em termos de modelo de Campo Molecular, modelo de Campo Molecular com colaboração dos elètros de condução e modelo de transição. / This Work consists in the experimental investigation of the hyperfine magnetic field on Mo95 in Fe, as a function of temperature, by gamma-gamma perturbed angular correlation method. The equipament used basically consists in a coincidence system which includes a multichannel analyzer and two detectors, with data collection and magnetic field inversion automatically performed. One verifies that the hyperfine magnetic field curve as a function of temperature does not follow the spontaneous magnetization curve of iron. The interpretation of the experimental results is performed in terms of the molecular field model, molecular field model with conduction electron polarization, and transition model.

Os compostos RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212), (Ln = Sm, Eu e Gd), denominados rutenocupratos, são caracterizados pela coexistência entre supercondutividade e magnetismo em escala microscópica. Nesse sistema anisotrópico, planos atômicos de Ru-O2 são responsáveis pelas propriedades magnéticas, enquanto que as camadas de Cu-O2 governam as propriedades supercondutoras. Este trabalho consiste de um estudo experimental de propriedades magnéticas e de magnetotransporte de uma amostra policristalina do rutenocuprato Ru(Gd)-1212. A partir de medidas de magnetização em função da temperatura, realizadas segundo os procedimentos ZFC-FC, e de experimentos de histerese magnética, mostra-se que um estado magneticamente ordenado é estabilizado em TN ~ 133 K. No regime de baixos campos magnéticos, fortes irreversibilidades ZFC-FC indicam a ocorrência de “canting”. Além disso, um sinal diamagnético, indicativo do estado supercondutor, é observado em temperaturas inferiores a 30 K nas medidas ZFC de baixo campo. Os compostos RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212), (Ln = Sm, Eu e Gd), denominados rutenocupratos, são caracterizados pela coexistência entre supercondutividade e magnetismo em escala microscópica. Nesse sistema anisotrópico, planos atômicos de Ru-O2 são responsáveis pelas propriedades magnéticas, enquanto que as camadas de Cu-O2 governam as propriedades supercondutoras. Este trabalho consiste de um estudo experimental de propriedades magnéticas e de magnetotransporte de uma amostra policristalina do rutenocuprato Ru(Gd)-1212. A partir de medidas de magnetização em função da temperatura, realizadas segundo os procedimentos ZFC-FC, e de experimentos de histerese magnética, mostra-se que um estado magneticamente ordenado é estabilizado em TN ~ 133 K. No regime de baixos campos magnéticos, fortes irreversibilidades ZFC-FC indicam a ocorrência de “canting”. Além disso, um sinal diamagnético, indicativo do estado supercondutor, é observado em temperaturas inferiores a 30 K nas medidas ZFC de baixo campo. / The ruthenocuprates RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212) (Ln = Sm, Eu and Gd), are characterized by the coexistence between superconductivity and magnetism at microscopic scale. In this anisotropic system, the Ru-O2 atomic planes are responsible by the magnetic properties, while the Cu-O2 layer govern the superconducting behavior. This work consist of an experimental study of magnetic and magnetotransport properties of a polycrystalline sample of ruthenocuprate Ru(Gd)-1212. Magnetization measurements, performed according to ZFC-FC procedures, and hysteresis experiments show that a magnetically ordered state is stabilized bellow TN ~133 K. In the low magnetic field regime, strong ZFC-FC irreversibilities indicate the occurrence of canting. Moreover, a diamagnetic contribution, related to the superconductor state, is observed in temperatures below 30 K in the ZFC measurements at low fields. The electric resistivity experiments show that the superconducting transition in Tc ≅ 40 K consists of two stage process, characteristics of a granular system. Magnetoresistance measurements are performed in the normal state and in the temperature interval corresponding to the superconductor transition. A positive contribution to the magnetoresistance is observed. Hall effect experiments are made in the normal and superconductor phases. In the normal phase, the Hall coefficient shows a weak peak related to magnetic transition in TN ~133 K. Below this temperature, it is possible to single out the anomalous contribution to the Hall effect. The application of Karpus-Luttinger theory for describing these results reveals that an additional contribution must be considereted in order to obtain a complete description of the anomalous Hall effect in Ru(Gd)-1212. We suggest that this term is related to the chirality of the Ru spins. The chirality is a fundamental property of any disordered system, since it is related to the real space Berry phase of electrons propagating in a magnetically textured medium.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-13T18:11:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1271606 bytes, checksum: d9387e9cd77b93acd0ec52d4844319fd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T18:11:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1271606 bytes, checksum: d9387e9cd77b93acd0ec52d4844319fd (MD5) Previous issue date: 2016-07-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação nós investigamos uma nova classe de materiais, recentemente de- scoberta, que possui propriedades intrigantes com perspectivas substanciais de apli- cações tecnológicas. Esses são os chamados isolantes topológicos (IT’s), uma vez que são isolantes no “bulk” mas com funções de onda associadas carregando topologia não- trivial, o que proporciona estados de condução nas bordas protegidos por simetria de reversão temporal (SRT). Esses estados se propagam em sentidos opostos de acordo com seu spin, o que abre uma janela interessante para aplicações tecnológicas, tais como computação quântica e “spintrônica”. Ao revestir a superfície de um IT 3-D com um filme ferromagnético, quebra-se a SRT e é criado um gap nos estados de borda. Esse gap dá origem a uma condutividade Hall quantizada em valores semi-inteiros, levando ao efeito magneto-elétrico topológico (EMET), que consiste de uma resposta tanto elétrica quanto magnética do material devido a um campo externo, seja ele elétrico ou magnético. Sabe-se que uma carga elétrica perto da superfície de um isolante topológico induz um monopolo magnético imagem em seu interior (“bulk”), devido ao EMET. Calculamos o campo magnético resultante de uma configuração específica, quando a superfície topológica tem uma curvatura negativa, particularmente no caso de uma concavidade semi-esférica. Analisando o campo magnético, mostramos que o monopolo magnético imagem inverte seu sinal quando a carga elétrica atravessa o foco da semi-esfera. Além disso, existe uma linha de densidade de carga magnética na configuração de cargas imagem, que também inverte seu sinal. Essas reversões são características de superfícies com curvatura negativa, e não acontecem em IT’s perfeitamente esféricos ou planos. Quando a carga elétrica é trazida para perto da superfície, o campo magnético local se comporta como o de um monopolo magnético sozinho, como esperado, uma vez que localmente temos uma superfície plana. / In this dissertation we have investigated a new class of materials, recently discovered, that has intriguing properties with substantial prospects of technological applications. These are the so-called topological insulators (TI’s), once their bulks are insulating but with associated wavefunctions carrying non-trivial topology, what provides con- ducting states at their edges protected by time reversal symmetry (TRS). These states are counter propagating relative to their spin, which opens an interesting window for technological applications, such as quantum computation and “spintronics”. By coating the surface of a 3-D TI with a ferromagnetic film, one breaks the TR symmetry and creates a gap in the edge states. This gap gives rise to a half-integer quantized Hall conductivity, leading to the topological magneto-electric effect (TMEE), which consists of both an electric and magnetic response of the material due to an external field, whether electric or magnetic. It is known that an electric charge near the surface of a topological insulator induces an image magnetic monopole inside its bulk, due to the TMEE. We have calculated the magnetic field resulting from a specific configuration, when the topological surface has a negative curvature, particularly in the case of a semi-spherical concavity. Analysing the magnetic field, we show that the image magnetic monopole reverses its sign when the electric charge crosses the focus of the semi-sphere. In addition, there is a line of magnetic charge density in the image charge configuration, which also reverses its sign. These reversions are characteristic features of negative curved surfaces, and cannot happen in perfectly spherical or plane TI’s. When the electric charge is brought near the surface, the local magnetic field then recovers that due to a magnetic monopole alone, as expected, since locally we have a plane surface.

SOUZA, J. A. Avaliação da fragilização a 400 e 475°c do aço inoxidável Ferrítico AISI 444 utilizado em torres de destilação de Petróleo. 2004. 83 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2004. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-04-25T17:31:40Z No. of bitstreams: 1 2004_dis_jasouza.pdf: 1320212 bytes, checksum: 65845c415ee352264af72c6473c99467 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-04-25T17:32:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_dis_jasouza.pdf: 1320212 bytes, checksum: 65845c415ee352264af72c6473c99467 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-25T17:32:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_dis_jasouza.pdf: 1320212 bytes, checksum: 65845c415ee352264af72c6473c99467 (MD5) Previous issue date: 2004-07 / The effects of aging at 400oC and 475oC on the corrosion resistance and magnetic properties of the ferritic stainless steel AISI 444 were investigated. Age hardening was measured in both temperatures and is found to be more intense at 475oC. The localized corrosion susceptibility increased with aging time and was also more important at 475oC than 400°C. A dissolution treatment at 570°C and 675°C were employed to recorver hardness values and corrosion resistence of the steel. Unlike the duplex stainless steels, the AISI 444 did not present any variation of coercive force or Curie temperature with the aging time. The effects on the Mössbauer spectra were analysed. / Os efeitos do envelhecimento a 400oC e 475oC na resistência a corrosão, nas propriedades mecânica e magnética do aço inoxidável ferrítico AISI 444 foram investigados. O endurecimento causado pelo envelhecimento em ambas temperaturas foi medido, tendo sido observado que é mais intenso a 475°C. A susceptibilidade de corrosão localizada aumentou com o tempo de envelhecimento nas duas temperaturas, sendo também mais significativa a 475°C do que a 400°C. Com o tratamento de dissolução a 570°C e 675°C ocorre a recuperação dos valores de dureza e da resistência à corrosão do aço. Diferente do aço inoxidável duplex, o aço AISI 444 não apresentou variação na força coercitiva e na temperatura de Curie com o aumento do tempo de envelhecimento. Os efeitos nos espectros de Mössbauer também foram analisados.

Este trabalho apresenta uma investigação experimental sobre as propriedades magnéticas e de magneto-transporte de sistemas caracterizados por correlações entre supercondutividade e magnetismo. Tais sistemas são amostras policristalinas do rutenocuprato RuSr2GdCu2O8, amostras texturizadas do ferro-calcogeneto FeSe0.5Te0.5 e um monocristal do sistema Ba0.84K0.16Fe2As2. No caso do sistema FeSe0.5Te0.5 medidas de transporte térmico foram também realizadas. Três amostras de RuSr2GdCu2O8, distintas quando ao tratamento térmico utilizado na sua preparação, foram estudadas. Foi possível isolar a contribuição da sub-rede de rutênio à magnetização, possibilitando uma estimativa para o momento magnético efetivo para este subsistema no regime paramagnético. Estuda-se as propriedades de magneto-transporte, através de experiências de magnetorresistência e efeito Hall, nas fases normal e supercondutora. Observa-se que a condução na fase normal tem uma forte contribuição dos planos de atômicos de Ru-O, e é consideravelmente afetada pelo magnetismo destas camadas. Efeitos de supressão de desordem de spin são observados. Discute-se também o processo de condução por duas correntes e a possível estabilização de polarons ferromagnéticos originados pela flutuação de valência do Ru. Um estudo de magneto-transporte e magnetização foi realizado nas amostras dos supercondutores FeSe0.5Te0.5 e Ba1-xKxFe2As2. Os resultados de magneto-transporte do sistema FeSe0.5Te0.5 mostram que o comportamento geral da resistividade se assemelha à fenomenologia do tipo rede de Kondo. Em altas temperaturas o transporte neste sistema é incoerente e feito dominantemente pelo mecanismo de saltos (hopping). Propomos que ressonâncias eletrônicas ocorram nos sítios do Fe por efeito de hibridização entre as bandas de elétrons e de lacunas. Tais ressonâncias correspondem a fortes variações na densidade eletrônica em torno dos sítios do Fe, favorecendo a formação progressiva, com a diminuição da temperatura, de momentos magnéticos locais. Resultados de efeito Seebeck nesta amostra reforçam esta interpretação. A amostra estudada do sistema Ba1-xKxFe2As2, mesmo sendo um monocristal, apresenta efeitos de desordem associados à presença de junções fracas que são observáveis nas propriedades de magneto-transporte. Também neste sistema, a dependência em temperatura do coeficiente Hall na fase normal revela a ocorrência de flutuações de spin associadas à formação de ressonância eletrônica nos sítios de Fe. / This work presents an experimental study of magnetic and magneto-transport properties of systems characterized by correlations between superconductivity and magnetism. Such systems are polycrystalline samples of rutenocuprate RuSr2GdCu2O8, textured samples of ironchalcogenide FeSe0.5Te0.5 and a single crystal of iron-pnictide Ba0.84K0.16Fe2As2. In the sample of system FeSe0.5Te0.5 thermal transport measurements were performed. Three distinct heat treatment were used in the preparation of RuSr2GdCu2O8 studied samples. In this system, was possible to isolate the contribution to the magnetization due to ruthenium subnet. It’s allowed the estimative for the effective magnetic moment for this subsystem in the paramagnetic regime of the studied samples. Magneto-transport properties was studied through magnetoresistance and Hall Effect experiments in superconducting and normal phases. The electrical transport in the normal phase has a strong contribution from Ru-O atomic plans, which are considerably affected by the magnetism that stabilizes there. Effects of spin disorder suppression are observed. We also discuss the process of conduction by two bands model and the possible stabilization of ferromagnetic polarons generated by valence fluctuating of Ru.A study of magneto-transport and magnetization was also performed in FeSe0.5Te0.5 and Ba0.84K0.16Fe2As2 superconducting samples. The FeSe0.5Te0.5 system shows a resistivity behavior that resembles the phenomenology of the Kondo type network. At high temperatures the transport is incoherent and predominantly done by hopping. We propose that electronic resonances occur at sites of Fe by the hybridization effect between electron and hole bands. This corresponds to strong variations in the electron density around the Fe sites, that promotes with decrease of the temperature a progressive formation of the local magnetic moments. Seebeck Effect results in this sample reinforce this interpretation. The Ba0.84K0.16Fe2As2 studied, even as a single crystal, shows effects of disorder associated with the presence of weak junctions, observable in the magneto-transport properties. In this system, the temperature dependence of Hall coefficient in the normal phase reveals the occurrence of fluctuations related to the spin electronic resonance formation at the site of Fe.