Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-17T19:47:57Z No. of bitstreams: 2 Tese - Marcos Antonio de Sousa - 2013.pdf: 3239702 bytes, checksum: ac8fe1a06dac049cc609054fe4412a9d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-17T19:48:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Marcos Antonio de Sousa - 2013.pdf: 3239702 bytes, checksum: ac8fe1a06dac049cc609054fe4412a9d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-17T19:48:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Marcos Antonio de Sousa - 2013.pdf: 3239702 bytes, checksum: ac8fe1a06dac049cc609054fe4412a9d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-06-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This work reports the study of the phenomenon of exchange bias in NiFe/IrMn bilayers and NiFe/IrMn/Co trilayers. In the NiFe/IrMn bilayers, ferromagnetic resonance experiments at X and Q bands microwave frequencies reveal that spin wave and NiFe resonance modes are excited by the oscillating microwave field. Angular variations of the absorption fields in the plane of the films for both resonance modes shows the effect of the unidirectional anisotropy field, whose intensity is twice larger for the spin wave mode, due to an additional contribution of an unidirectional surface anisotropy. The experiments also indicate the presence of a uniaxial anisotropy of the NiFe layer, apparently dependent on the applied magnetic field. The magnetic parameters of both resonance modes were deduced considering a generalized phenomenological model which also includes the contribution of a rotatable anisotropy. In the NiFe/IrMn/Co trilayers, the angular variations of the resonance field in the plane of the films reveal the effect of the unidirectional anisotropy field for both independent resonance modes of NiFe and Co layers. The ferromagnetic resonance results combined with magnetometry data show that the exchange bias phenomenon at the NiFe/IrMn interface influences the same phenomenon at the IrMn/Co interface, and that this effect must be mediated by a spiral structure of spins across the IrMn antiferromagnetic layer. For both systems studied, the values of the exchange bias field deduced from the ferromagnetic resonance experiments are consistent with the values given by magnetization measurements. / Este trabalho relata o estudo do fenômeno de exchange bias em bicamadas NiFe/IrMn e tricamadas NiFe/IrMn/Co. Nas bicamadas NiFe/IrMn, experimentos de ressonância ferromagnética, em Bandas X e Q de frequência de micro-ondas, revelam que um modo de ressonância de ondas de spin e o modo de ressonância da camada de NiFe são excitados pelo campo oscilante de micro-ondas. Variações angulares dos campos de absorção no plano dos filmes mostram para os dois modos de ressonância o efeito do campo de anisotropia unidirecional, cuja intensidade é duas vezes maior para o modo de onda de spin, devido a uma contribuição adicional de uma anisotropia de superfície unidirecional. Os experimentos indicam também a presença de uma anisotropia uniaxial da camada de NiFe, aparentemente dependente do campo magnético aplicado. Os parâmetros magnéticos dos dois modos de ressonância foram deduzidos considerando um modelo fenomenológico generalizado que inclui também a contribuição de uma anisotropia rodável. Nas tricamadas NiFe/IrMn/Co, as variações angulares de campo de ressonância no plano dos filmes revelam o efeito do campo de anisotropia unidirecional sobre os modos de ressonância independentes das camadas de NiFe e Co. Os resultados de ressonância ferromagnética combinados com os dados de magnetometria, mostram que o fenômeno de exhange bias na interface NiFe/IrMn influencia o mesmo fenômeno na interface IrMn/Co, e que esta influência deve ser mediada por uma estrutura espiral de spins através da camada antiferromagnética de IrMn. Para os dois sistemas estudados, os valores do campo de exchange bias dados pelos experimentos de ressonância ferromagnética estão de acordo com os valores fornecidos por medidas de magnetização.

Atualmente, o desenvolvimento de nanopartículas (NPs) magnéticas vem recebendo muito interesse da comunidade científica, devido à versatilidade de aplicações, principalmente em biomedicina como diagnóstico e terapia. Para tais aplicações e desejável que as NPs apresentem comportamento superparamagnético e alta magnetização de saturação (Ms). Neste contexto, existe preferência pela utilização de NPs de óxidos de ferro (maghemita e magnetita), devido à baixa toxicidade destes, quando comparadas com as NPs metálicas. No entanto, esses materiais apresentam baixo valor de Ms, o que pelo menos limita suas aplicações. Assim, no presente trabalho foi estudados diversos métodos de obtenção de NPs magnéticas com alto valores de Ms. Desta forma, neste trabalho foram obtidas nanopartículas de carbeto de ferro com alta magnetização de saturação (Ms ≈ 121 emu g-1) via processo de decomposição térmica e com tamanho em torno de 9 nm. Ainda, na tentativa de se obter NPs de ferro metálico, foram modificados diferentes parâmetros de síntese (temperatura de reação, tempo de reação, surfactantes), ocorrendo na formação de NPs de óxido de ferro na fase magnetita com tamanho em torno de 7,5 nm e comportamento magnético das nanopartículas próximo ao superparamagnético com Ms ≈ 40 emu g-1. Apesar de não ter sido possível verificar a formação de ferro metálico, os materiais obtidos, principalmente o carbeto de ferro, se mostraram promissores para a aplicação em biomedicina. / Magnetic nanoparticles have received great attention, due to their several applications possibilities such as diagnostic and therapy in biomedicine. For these applications are required nanoparticles with superparamagnetic behavior and high saturation magnetization (Ms). In this context, iron oxides (magnetite and maghemite) have been used because of lower toxicity than metallic nanoparticles. However, these materials show lower Ms than metallic magnetic nanoparticles that affect these applications. In this way, we studied several synthetic routes in order to high Ms values. Thereby, we obtained iron carbide nanoparticles with high magnetization (Ms = 121 emu.g-1) and controlled size (around 9 nm) using thermal decomposition process. Furthermore, in order to obtain metallic iron nanoparticles, magnetite nanoparticles were obtained with controlled size around 7,5 nm and superparamagnetic behavior with Ms = 40 emu.g-1. Besides metallic iron nanoparticles have not been obtained, iron carbide nanoparticles showed high magnetization and show promising for biomedical applications.

Os aços ferrítico-martensíticos de atividade radioativa reduzida (RAFM, do inglês \"Reduced Activation Ferritic Martensitic\"), são um dos principais candidatos a materiais estruturais para os futuros reatores de fusão nuclear ITER (acrônimo de \"International Thermonuclear Experimental Reactor\") e DEMO (futuro reator de fusão nuclear de demonstração nas quais os materiais utilizados para sua construção dependem dos resultados obtidos no reator experimental ITER, cujo início das operações é previsto para 2020). A designação Eurofer-97 corresponde a um aço RAFM desenvolvido pela União Européia com composição nominal 9Cr -1,1W - 0,125Ta - 0,25V - 0,105C - 0,6Mn - 0,036 N (% em peso) visando aplicações no reator ITER. O material para esse estudo foi cedido pelo KIT (Karlsruhe Institut für Technologie - Alemanha), após laminação a quente e revenimento em 760ºC. Em seguida, o material foi laminado a frio (redução de 80%) e tratado em duas diferentes temperaturas no campo austenítico (1050º e 1150ºC) por 30 min, seguido de resfriamento ao ar. Após o tratamento térmico de têmpera, o material foi submetido a diversos revenimentos por 2 h cada em diversas temperaturas até 800ºC. As amostras obtidas foram caracterizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura, medidas de microdureza, magnetização e resistividade elétrica. Simulações termodinâmicas foram também realizadas para a previsão das fases presentes no material em função da temperatura. Para revenimentos em ? 500oC ocorreu um ligeiro aumento na microdureza do aço Eurofer-97, seguido por um amolecimento significativo do material para revenimentos realizados em mais altas temperaturas. A mesma tendência foi observada para a resistividade elétrica. O campo coercivo também apresentou uma forte queda para revenimentos realizados em temperaturas maiores que ?550oC. Esses resultados indicaram que o início da precipitação de nitretos e carbonetos no aço Eurofer-97 ocorre por volta de 500oC. Para revenimentos em temperaturas mais amenas o campo coercivo e a resistividade elétrica se mostraram mais sensíveis às mudanças microestruturais do material do que as medidas de microdureza. / Reduced-activation ferritic-martensitic (RAFM) steels are promising candidates as structural materials in future fusion power plants as ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) and DEMO (nuclear fusion power plant that is intended to build upon the expected success of the ITER, which is expected becomes operational in 2020). The Eurofer-97 is a RAFM steel developed by the European Union with nominal composition 9Cr -1,1W - 0,125Ta - 0,25V - 0,105C - 0,6Mn - 0,036 N (wt.%). The material for this study was supplied by KIT (Karlsruhe Institut für Technologie - Germany), after hot rolling followed by tempering at 760oC. Next the Eurofer-97 steel was cold rolled (80% reduction) and treated in two different temperatures in the austenitic field (1050º and 1150ºC) by 30 min, followed by air cooling. After quenching the material was tempered for 2 h at several temperatures up to 800ºC. The samples were characterized using scanning electron microscopy, microhardness tests, magnetization and electrical resistivity measurements. Thermodynamical simulations were also performed in order to predict the temperature dependence of the equilibrium phases in the material. For tempering at ?500oC it was observed a slightly increase in the microhardness of the Eurofer-97 steel, followed by pronounced softening for tempering performed at higher temperatures. The same trend was observed for the electrical resistivity. The coercive field also shown a strong decrease for tempering performed at higher temperatures than ?550oC. These results suggested that the beginning of nitrates and carbonates precipitation occurs around 500oC. For tempering performed in mild temperatures the coercive field and electrical resistivity are more sensitive than microhardness measurements to detect the microstructural changes in the investigated material.

Orientador: Célia Marina de Alvarenga Freire / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:43:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_GiselleBarata_D.pdf: 6195639 bytes, checksum: 7b424607db5a3372771d157f6bac717c (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O hidrogênio é reconhecido como sendo um elemento residual sempre prejudicial ao aço. Proveniente de reações químicas e eletroquímicas, tais como, corrosão, proteção catódica e reações de processo, é absorvido pelo aço e retido nos defeitos da rede cristalina podendo causar a fragilização do aço e a propagação de trincas e fraturas. O presente trabalho visa analisar a influência do hidrogênio na estrutura cristalina e no comportamento magnético do aço AISI 4340 obtido pelas normas AMS 6414K e 6415S, nas condições como recebido, temperado e revenido. Para tanto corpos-de-prova foram retirados da posição transversal dos lingotes, temperados a 845°C e revenidos a três diferentes temperaturas (350°C, 400°C e 500°C). Para a caracterização do material foram feitas micrografias, ensaios de dureza, difração de raios-X, voltametria cíclica e análise de difusão. As propriedades magnéticas foram obtidas utilizando-se um magnetômetro de amostra vibrante (VSM) onde a magnetização de saturação foi obtida e foram analisadas amostras antes da hidrogenação e após hidrogenação. O carregamento de hidrogênio foi feito em solução de H2SO4 a 0,05 M em temperatura ambiente. Os resultados obtidos nos ensaios de voltametria cíclica e difusão foram correlacionados às difrações de raios-x e magnetização de saturação em função da contaminação por hidrogênio e as diferentes condições de tratamento térmico. A comparação das curvas antes e após hidrogenação para as difrações de raios-X mostraram que a hidrogenação provoca uma diminuição das curvas em todas as condições de tratamento térmico para os dois tipos de aço. As curvas de difusão mostraram que os coeficientes de difusão da amostra como recebida é menor que as tratadas com revenimento para o aço AISI 4340 AMS 6415S e maior para o aço AISI6414K. A magnetização de saturação mostrou que os aços AISI 6414K e 6415S antes da hidrogenação apresentaram magnetização de saturação maior que após hidrogenação / Abstract: Hydrogen is recognized as a residual element always harmful to steel. From chemical and electrochemical reactions, such as corrosion, cathodic protection and reaction process, the steel is absorbed and retained in the crystal lattice defects may cause embrittlement of steel and propagation of cracks and fractures. This study aims to analyze the influence of hydrogen in the crystal structure and magnetic behavior of AISI 4340 obtained by the rules AMS 6414K 6415S and the conditions as received, quenched and tempered. For this purpose the test piece bodies were removed from the transverse position of the ingots, quenched to 845 ° C and tempered at three different temperatures (350 ° C, 400 ° C and 500 ° C). For the characterization of the micrographs were taken, hardness tests, X-ray diffraction, cyclic voltammetry analysis and dissemination. The magnetic properties were obtained using a vibrating sample magnetometer (VSM), where the saturation magnetization was obtained and analyzed samples before hydrogenation and after hydrogenation. The hydrogen loading was done in a solution of 0.05M H2SO4 at room temperature. The results obtained in the test and cyclic voltammetry were correlated to diffusion x-ray diffraction and saturation magnetization due to hydrogen contamination and different heat treatment conditions. A comparison of the curves before and after hydrogenation for X-ray diffraction showed that the hydrogenation causes a decrease of the curves in all heat treatment conditions for both types of steel. The curves show that the diffusion coefficient of diffusion of the sample as received is lower than those treated with tempering for the steel AISI 6415S AMS 4340 steel and higher for AISI6414K. The saturation magnetization showed that AISI 6415S 6414K and exhibited before the hydrogenation higher than saturation magnetization after hydrogenation / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:00:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2348_1.pdf: 7539865 bytes, checksum: 1b54123a279172217fa5e04c621a724d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Nesta tese foram desenvolvidas duas técnicas de litografia do tipo bottom-up usando o Microscópio de Força Atômica (MFA). Foram fabricadas estruturas magnéticas mesoscópicas com várias geometrias. As estruturas básicas foram nanofios metálicos magnéticos com espessuras a partir de 3.5 nm, larguras a partir de 300 nm e comprimentos a partir de 10 μm. Foram detalhadamente desenvolvidas duas técnicas de nanofabricação: nanofabricação mecânica e nanofabricação por oxidação anódica local. Foram estudados processos de reversão da magnetização em geometrias confinadas utilizando técnicas de transporte elétrico. Foram desenvolvidos modelos analíticos que interpretam satisfatoriamente os processos de magnetização nas estruturas fabricadas. Na primeira técnica de fabricação o padrão de interesse é transferido mecanicamente utilizando a sonda de MFA para remover o polímero polimetil metacrilato (PMMA) apenas na região desejada, até expor o substrato de Si(001). Em seguida o material de interesse é depositado pela técnica de sputtering sobre toda a superfície da amostra cobrindo tanto o PMMA restante como o padrão desenhado, deixando o material depositado na área litografada em contacto com o substrato. Na segunda técnica desenvolvida fabrica-se uma máscara de óxido de germânio (GeO2) sobre a superfície de PMMA. O padrão de GeO2 é fabricado pela técnica de Oxidação Anódica Local onde a sonda de MFA é usada como eletrodo para realizar a oxidação numa atmosfera com humidade controlada. O processo é composto das seguintes etapas: (i) deposição da camada de PMMA de 90 nm de espessura por spin coating sobre o substrato de Si (001), onde foi previamente depositada uma camada de SiO2; (ii) tratamento térmico do filme de polímero para evaporação dos solventes; (iii) deposição por sputtering do filme de Ge de espessura de 7 nm sobre a superfície de PMMA; (iv) processo de oxidação por anodização local da superfície de Ge utilizando a sonda de MFA (nesta etapa é fabricado o padrão desejado de GeO2); (v) remoção do GeO2 utilizando simplesmente água, deixando a superfície de PMMA exposta apenas na região litografada; (vi) remoção do PMMA apenas na região litografada utilizando-se ataque por plasma de O2 (dry etching); (vii) deposição por sputtering do material de interesse (metal magnético) sobre a máscara; (viii) remoção do material indesejado através de banho de acetona finalmente deixando a nanoestrutura desejada sobre o substrato. Um estudo detalhado de todo o processo mostrou a importância do controle completo de todos os parâmetros ii envolvidos para garantir a reprodutibilidade das estruturas fabricadas. Investigamos o processo de Oxidação Anódica Local do filme de Ge em função do tipo da tensão aplicada (dc ou pulsada) e verificamos que o processo de crescimento do óxido passa por dois regimes: crescimento vertical e crescimento lateral. A dependência da dimensão do óxido de Ge com a forma de onda e com o valor da tensão aplicada foi interpretado com base em um modelo desenvolvido por Cabrera-Mott. Tendo dominado todo o processo de nanofabricação descrito acima foi possível fabricar estruturas planares metálicas magnéticas. Foram fabricados nanofios de diferentes geometrias e diferentes metais magnéticos. Utilizamos técnicas de transporte elétrico dc para investigar os processos de reversão da magnetização em nanofios com seção transversal retangular, que neste caso possuem uma forte anisotropia uniaxial originada pelo confinamento. A técnica de magnetoresistência se mostrou muito sensível para identificar claramente o campo magnético de reversão da magnetização em função do campo aplicado e do ângulo entre o campo e o eixo do fio. Foi mostrada que a dependência angular do campo de reversão da magnetização nestas estruturas confinadas é uma assinatura do modo de instabilidade da magnetização que ocorre imediatamente antes da reversão. Mostramos que a reversão da magnetização nos nanofios de Permalloy (Ni81Fe19) de seção retangular ocorre pelo processo de Buckling. Usamos um modelo analítico baseado na teoria do princípio variacional, proposta por Brown, que calcula o campo de nucleação e que interpreta de forma correta a dependência angular do campo de reversão da magnetização. Também foram investigadas propriedades de fios mesoscópicos depositados sobre substratos mais exóticos como granadas monocristalinas de ítrio e ferro dopadas com bismuto

Válvulas de Spin têm sido utilizadas na fabricação de sensores magnéticos e memórias de acesso randômico, sendo muito importantes do ponto de vista tecnológico. Neste trabalho, foram exploradas as análises das curvas de reversão de primeira ordem da magnetorresistência (MR-FORC), bem como ajustes das curvas de histereses da magnetização e magnetorresistência, para estudar o fenômeno de exchange-bias, anisotropia magnética e propriedades magnetorresistivas. As válvulas de spin estudadas foram do tipo NiFe/Cu/NiFe/IrMn, tendo camadas semente e de cobertura de Ta, preparadas por sputtering. Um modelo fenomenológico de parede de domínios no material antiferromagnético (AFM) foi utilizado, levando em conta as anisotropias magnéticas e interações entre as camadas. Também foram consideradas certas dispersões da anisotropia dos grãos ferromagnéticos (FM) e antiferromagnéticos (com distribuições Gaussianas) em torno dos respectivos eixos de anisotropia uniaxiais. Para o ajuste da magnetização para algumas amostras, foi necessário utilizar uma rotação no plano de um ângulo nos eixos de anisotropia uniaxiais do FM e AFM, em relação à direção do campo magnético aplicado durante a deposição dos filmes. Bons ajustes das curvas de histereses das magnetizações foram obtidos nas direções medidas do campo magnético aplicado. Um método baseado em medidas de variações angulares da magnetorresistência em campos constantes foi proposto para extrair este ângulo para cada amostra. Foram obtidas razoáveis concordâncias entre estes ângulos e os correspondentes extraídos dos ajustes das curvas de magnetização. Através da análise dos diagramas da MR-FORC e de simulações indicados dos resultados dos ajustes das histereses da magnetização, foi encontrada uma relação direta entre os campos de interação (e suas incertezas) com os campos de exchange-bias (HEB) dos grãos da distribuição (extraídos das simulações, usando a largura da distribuição obtida do ajuste). Resumindo, esta análise mostrou que esta técnica permite extrair informações comparativas sobre a dispersão dos eixos de anisotropia dos grãos FM e AFM em torno do eixo de anisotropia uniaxial, o que pode ser importante na caracterização dos sensores magnetorresistivos. Além disso, análise dos diagramas MR-FORC indicaram início da presença de descontinuidade na camada de NiFe presa em 27, com um aumento acentuado (acima do previsto) para a amostra com 25. Este aumento acima do previsto corrobora com nossa hipótese. As simulações das curvas de histerese da magnetorresistência não foram muito bons, indicando que melhorias devem ser introduzidas no modelo utilizado para a simulação da histerese da magnetorresistência, obtidos a partir dos ângulos das camadas ferromagnéticas livre e presa. A questão referente a presença em algumas das amostras de um desalinhamento entre os eixos fácéis do FM e do AFM ainda é uma questão em aberta, mas neste trabalho foi encontrado que este ângulo é igual a 2. / Spin Valves have been employed as magnetic sensors and used in random access memories, showing they are very important in terms of technological point of view. In this work, analyses of the magnetoresistance first order reversal curves (MR-FORC) have been used, as well as fittings of the magnetization and magnetoresistance hysteresis, to study the exchange-bias phenomena, magnetic anisotropies and magnetoresistance in spin valves. Sputtering has been used to the deposition of NiFe/Cu/NiFe/IrMn, and Ta has been deposited as seed and buffer layers. A domain wall model (in the antiferromagnetic layer) taking into account the magnetic anisotropies and the interactions between the layers has been employed to fit the magnetization hysteresis. Some textures have been also introduced to take into account the ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AFM) grains dispersion (with Gaussian distributions) centered around the respective uniaxial anisotropy axes. However, to obtain good fits for some samples, it has been necessary to include an in-plane rotation of an angle of the both FM and AFM easy axes in relation to the field direction applied during the growing of the films. Good fits of the magnetization hysteresis have been obtained for all measured directions of the applied field. A new method based on the angular variation of the magnetoresistance to constant fields has been proposed to extract directly these angles. Reasonable agreements have been obtained between these angles and the corresponding ones extracted from the fits of the magnetization loops. Through the analyses of the MR-FORC and from the simulations indicated by the parameters (obtained from the fittings of magnetization loops), a direct relation between the interaction fields (and its uncertainties) and the exchange-bias fields of the grains of the distribution (extracted from the simulations, using the width of the distribution obtained from the magnetization fittings) has been identified. In summary, this analysis has showed that this technique allows to extract comparative information about the dispersion of the anisotropy axes of the FM and AFM grains around the uniaxial axis, which can be very import to the characterization of spin-valve based sensors. Besides, MR-FORC analyses have also indicated the presence of a threshold of discontinuity of the pinned NiFe layer at 27, showing a huge increase (above of the expected) to the sample at 25, and this unexpected increasing has corroborated with our hypothese. Simulations of the magnetoresistance loops have not been good, indicating that improvements should be included in the model employed to simulate these curves, obtained from the pinned and free angles of the NiFe layers. Concerning the case of the presence of misalignments of FM and AFM for some samples, it is still an open question, but in this work, we have found that this angle () is equal to 2.

Neste trabalho, calculam-se o calor específico e a entropia do Modelo de Anderson simétrico de uma impureza usando o Grupo de Renormalização Numérico (GRN). O método é baseado na discretização logarítmica da banda de condução do metal hospedeiro a qual a impureza está acoplada. Porém, esta discretização introduz oscilações nas propriedades termodinâmicas. Esta inconveniência, inerente ao método, é contornável para a suscetibilidade magnética, mas é crítica para o calor específico, restringindo o alcance do GRN. Para sobrepor essa dificuldade, é usado o novo procedimento denominado intercalado que foi desenvolvido para o cálculo da suscetibilidade magnética de modelos de duas impurezas. Para reduzir as matrizes e o tempo computacional, é usado, também, o operador carga axial, recentemente definido no contexto do Modelo de Kondo de duas impurezas, e que é conservado pelo Hamiltoniano de Anderson simétrico. As curvas obtidas são comparadas com resultados exatos obtidos por ansatz de Bethe e pelo Modelo de Nível Ressonante. / The specific heat and the entropy of the one-impurity symmetric Anderson Model are calculated using the Numerical Renormalization Group (NRG). The heart of the method is the logarithmic discretization of the metal conduction band where the impurity is coupled. However, this discretization, inherent in the method, introduces oscillations in the thermodynamical properties. For the susceptibility it is not so critical but for the specific heat the usual calculation is prohibitive. To overcome this difficulty, we use the new procedure called interleaved that was developed to calculate the susceptibility of two-impurity models. In order to reduce the matrices and computation time, use is made of the axial charge operator recently defined in the two-impurity Kondo Model context and that is conserved by the symmetric Anderson Hamiltonian. The curves obtained are compared with exacts results of Bethe ansatz and Resonant Level Model.

As diversas aplicações tecnológicas de nanopartículas magnéticas (NPM) vêm intensificando o interesse por materiais com propriedades magnéticas diferenciadas, como magnetização de saturação (MS) intensificada e comportamento superparamagnético. Embora MNP metálicas de Fe, Co e bimetálicas de FeCo e FePt possuam altos valores de MS, sua baixa estabilidade química dificulta aplicações em escala nanométrica. Neste trabalho foram sintetizadas NPM de Fe, Co, FeCo e FePt com alta estabilidade química e rigoroso controle morfológico. NPM de óxido metálicos (Fe e Co) também foram obtidas. Dois métodos de síntese foram empregados. Usando método baseado em sistemas nanoheterogêneos (sistemas micelares ou de microemulsão inversa), foram sintetizadas NPM de Fe3O4 e Co metálico. Foram empregados surfactantes cátion-substituídos: dodecil sulfato de ferro(III) (FeDS) e dodecil sulfato de cobalto(II) (CoDS). Para a síntese das NPM, foram estudados e determinados a concentração micelar crítica do FeDS em 1-octanol (cmc = 0,90 mmol L-1) e o diagrama de fases pseudoternário para o sistema n-heptano/CoDS/n-butanol/H2O. NPM esferoidais de magnetita com3,4 nm de diâmetro e comportamento quase-paramagnético foram obtidas usando sistemas micelares de FeDS em 1-octanol. Já as NPM de Co obtidas via microemulsão inversa, apesar da larga distribuição de tamanho e baixa MS, são quimicamente estáveis e superparamagnéticas. O segundo método é baseado na decomposição térmica de complexos metálicos, pelo qual foram preparadas NPM esféricas de FePt e de óxidos metálicos (Fe3O4, FeXO1-X, (Co,Fe)XO1-X e CoFe2O4) com morfologia controlada e estabilidade química. O método não mostrou a mesma efetividade na síntese de NPM de FeAg e FeCo: a liga FeAg não foi obtida enquanto que NPM de FeCo com estabilidade química foram obtidas sem controle morfológico. NPM de Fe e FeCo foram preparadas a partir da redução térmica de NPM de Fe3O4 e CoFe2O4, as quais foram previamente recobertas com sílica. A sílica previne a sinterização inter-partículas, além de proporcionar caráter hidrofílico e biocompatibilidade ao material. As amostras reduzidas apresentaram aumento dos valores de MS (entre 21,3 e 163,9%), o qual é diretamente proporcional às dimensões das NPM. O recobrimento com sílica foi realizado via hidrólise de tetraetilortosilicato (TEOS) em sistema de microemulsão inversa. A espessura da camada de sílica foi controlada variando-se o tempo de reação e as concentrações de TEOS e de NPM, sendo então proposto um mecanismo do processo de recobrimento. Algumas amostras receberam um recobrimento adicional de TiO2 na fase anatase, para o qual foi empregado etilenoglicol como solvente e ligante para formação de glicolato de Ti como precursor. A espessura da camada de TiO2 (2-12 nm) é controlada variando as quantidades relativas entre NPM e o precursor de Ti. Ensaios de hipertermia magnética foram realizados para as amostras recobertas com sílica. Ensaios de hipertermia magnéticas mostram grande aumento da taxa de aquecimento das amostras após a redução térmica, mesmo para dispersões diluídas de NPM (0,6 a 4,5 mg mL-1). Taxas de aquecimento entre 0,3 e 3,0oC min-1 e SAR entre 37,2 e 96,3 W g-1. foram obtidos. A atividade fotocatalítica das amostras recobertas foram próximas à da fase anatase pura, com a vantagem de possuir um núcleo magnético que permite a recuperação do catalisador pela simples aplicação de campos magnéticos externos. Os resultados preliminares dos ensaios de hipertermia magnética e fotocatálise indicam um forte potencial dos materiais aqui relatados para aplicações em biomedicina e em fotocatálise. / The most diverse technological applications of magnetic nanoparticles (MNP) have intensifiedthe interest for materials with different magnetic properties such as enhanced saturationmagnetization (MS) and superparamagnetic behavior. Despite the high MS values of metalparticles of Fe, Co, FeCo and FePt, their low chemical stability hinders most applications at thenanoscale. This thesis reports the synthesis of metallic Fe and Co and bimetallic FeCo and FePtMNP with high chemical stability and strict morphological control. MNP of iron oxide and mixediron-cobalt oxide were also synthesized. Two methods were employed. The first method, basedon nanoheterogeneous systems (micellar or reverse microemulsion systems), was used toprepare magnetite and metallic Co NPM. The method applies cation-substituted surfactants:iron(III) dodecyl sulfate iron (FeDS) and cobalt(II) dodecyl sulfate (CoDS). Before the MNPsyntheses, it were studied e determined the critical micelle concentration of FeDS in 1-octanol(cmc = 0.90 mmol L-1) and the pseudo-ternary phase diagram of n-heptane/CoDS/nbutanol/H2O. Spheroidal MNP of magnetite with 3.4 nm in diameter and quasi-paramagneticbehavior were prepared in octanolic FeDS micellar systems. Despite their broad sizedistribution and low MS, metallic Co MNP were produced in reverse microemulsions withchemical stability and superparamagnetic behavior. The second synthesis method, based onthermal decomposition of metal complexes, was employed to prepare spherical FePt and metaloxides (Fe3O4, FeXO1-X, (Co, Fe)XO1-X and CoFe2O4) MNP. Strict morphological control and highchemical stability were reached. Such method does not show the same effectiveness tosynthesize FeAg and FeCo MNP: the FeAg bimetallic alloy was not obtained while FeCo MNPwith chemical stability and compositional control were prepared with no morphological control.Fe and FeCo MNP were produced by thermal reduction of silica-coated Fe3O4 and CoFe2O4 MPN. The coating, beyond to prevent inter-particle sintering, provides biocompatibility andhydrophilic character. The reduced samples showed a significant increase in MS values(between 21.3 and 163.9%), which is directly proportional to MNP size. The silica coating wasaccomplished by tetraethylorthosilicate (TEOS) hydrolysis in reverse microemulsions. Thethickness of the silica layer is controlled by varying the reaction time and concentration of TEOSand NPM. The observations during coating process allowed to propose its probable mechanism.An additional coating of TiO2 (anatase phase) was performed onto silica layer for somesamples. Anatase coating was achieved by using ethylene glycol as both solvent and ligand toproduce an intermediate complex Ti precursor. The variation of the relative amounts of NPMand the Ti precursor allows to control the thickness of the anatase layer between 2 and 12 nm. Assays of magnetic hyperthermia were performed for silica-coated samples. The heating rate of the reduced samples increases after thermal reduction, even for dilute MNP dispersions (0.6 to4.5 mg mL-1). Heating rates between 0.3 and 3.0o C min-1 and SAR in the range of 37.2 96.3 Wg-1 were obtained. The photocatalytic activities of pure anatase particles and TiO2 -coated MNPwere close, but the magnetic samples has the advantage of being recovered from reactionmedia by applying the external magnetic fields. The preliminary results of magnetichyperthermia and photocatalysis assays indicate such materials have strong potential forapplications in biomedicine and photocatalysis.

São apresentados resultados obtidos a partir de difração de raios-X (DRX), difração de nêutrons (DN), susceptibilidade magnética (X(T)), magnetização (M(H)), espectroscopia Mõssbauer (EM) e calor específico (Cp) de amostras do sistema FexCo1-x Ta206. Difratogramas de DRX e de DN e as curvas M(H) indicam que as amostras estão bem cristalizadas e homogêneas, e que o sistema é uma solução sólida para toda faixa de substituição Fe -> Co. Os ajustes de DN revelam fases magnéticas com dois vetores de propagação (::I::~~ ~) para o CoTa206 e (~ O ~) e (O ~ ~) para o FeTa206' A segunda configuração permanece a mesma para as amostras ricas em Fe (0,46 :S x < 1,00), enquanto que as amostras ricas em Co (0,09 :S x < 0,46) apresentam configuração magnética indexada pelos vetores de propagação (::I::~~ O). O diagrama de fase temperatura vs. x exibe um ponto bicrítico em torno de T = 4,9 K e x = 0,46. A temperatura de Néel máxima das região rica em Fe é 9,5 K, e 7,1 K para a região rica em Co. No ponto bicrítico, o sistema mostra coexistência de ambas estruturas magnéticas. Esse comportamento bicrítico é interpretado como sendo induzido pelas competições entre as diferentes fases magnéticas e pela variação das propriedades cristalográficas.

O crescimento de lmes nos ferromagnéticos sobre uma superfícies vicinal induz uma anisotropia uniaxial que atua juntamente com a anisotropia magnetocrislanina. Neste estudo, lmes nos de Co foram depositados sobre Si(111) para investigar o papel dessa anisotropia nas propriedades magnéticas do lme. Os substratos foram preparados quimicamente via uma solução de NH4F e caracterizados via microscopia de força atômica. Os lmes, depositados via desbaste iônico, foram caracterizados estruturalmente via difratometria de raio-x e microscopia de tunelamento. As propriedades magnéticas foram determinadas via magnetometria a efeito Kerr magnetoóptico, onde observou-se a presen ça de uma anisotropia uniaxial dominante. Um modelo fenomelógico de reversão da magnetização via rotação coerente foi aplicado para ajustar as curvas de histerese, e as constantes de anisotropia uniaxial para cada espessura foram determinadas.