A busca por dispositivos que possuam uma estrutura micrométrica ou nanomé- trica, tem sido um tópico relevante de pesquisa, pois esse tipo de estrutura permite o estudo de efeitos ainda em análise e com várias questões em aberto, como por exemplo, efeito magnetoelétrico, o qual pode estar atrelado à um efeito de superfície. Estes tipos de efeitos podem surgir em dispositivos elétricos de modo a alterarem suas proprieda- des. Neste trabalho, desenvolveu-se uma heteroestrutura capacitiva composta por dois ele- trodos metálicos (Al na base e Ag no topo) com Al2O3 nanoporoso como separador dielétrico. O NAM foi obtido a partir de uma folha de Al de alta pureza por meio do processo de anodização em duas etapas. Esta técnica permite que, naturalmente, um dos planos da folha original permaneça inalterado, preservando uma fina camada de Al. Antes de revestir o plano oposto com Ag (via pulverização catódica), os na- nofios (Nanofios(Nf)) foram eletrodepositados no arranjo poroso hexagonal (poros de aproximadamente 50nm de diâmetro e 3m de comprimento). A heteroestrutura foi caracterizada por difração de raios X e por Microscopia Eletrônica de Varredura. As medições de capacitância versus tensão para frequências entre 1KHz e 5MHz foram realizadas utilizando uma estação de sonda Cascade Microtech controlada por um ana- lisador B1500A e foram obtidas capacitâncias por unidade de área planar de cerca de 50 nF para esta nanoestrutura. A presença de Nf no capacitor permite estudar o com- portamento da capacitância em função da magnetização deles. Os testes de capacitân- cia foram realizados deixando os Nf em estados magnéticos bem definidos. Primeiro, mediu-se a capacitância com os fios no estado desmagnetizado e, em seguida, com eles em estado remanescente após a saturação magnética no plano. Por fim, mediu-se a capacitância com os fios no estado remanescente após a saturação magnética ao longo do eixo do Nf. Após essas medidas, constatou-se o aumento na capacitância quando a magnetização do Nf aumenta. Este efeito magnetoelétrico é uma evidência experimen- tal do acoplamento de interface entre um dielétrico e um metal polarizado por spin. / The search for devices that have a micrometric or nanometric structure, has been a relevant research topic, since this type of structure allows the study of effects still under analysis and with several open questions, such as, for example, magnetoelectric effect, which can be tied to a surface effect. These types of effects can arise in electrical devices in order to change their properties. In this work, we have developed a capacitive heterostructure consisting of two metal electrodes (Al at the base and Ag at the top) with nanoporous Al2O3 as the dielec- tric separator. The NAM was obtained starting from a high-purity Al sheet, using the two-step anodization process. This technique allows one of the planes of the origi- nal sheet to remain unaltered naturally, preserving a thin layer of Al. Before coating the opposite plane with Ag (via sputtering), nano-wires (NW) were electrodeposited in the hexagonal pore array (pores of approximately 60nm of diameter and 10m of length). The heterostructure was characterized by X-ray diffraction. Measurements of capacitance versus voltage for frequencies between 1KHz e 5MHz were performed using a Cascade Microtech probe station controlled by a B1500A Analyzer and there were obtained capacitances per unit of planar area of around 50 nF for this nanos- tructure. The presence of NW in the capacitor allows the study of the behavior of the capacitance as a function of the magnetization of the NW. The capacitance tests were performed by leaving the NW in well-defined magnetic states. First, the wires were measured in the demagnetized state, than with them in a remanent state after the in-plane magnetic saturation. Finally, measures of capacitance were taken when the wires were in the remanent state after the magnetic saturation along the axis of the NW. There was seen the increase in capacitance when the magnetization of the NW increases. This magnetoelectric effect is an experimental evidence of the interface cou- pling between a dielectric and a spin-polarized metal.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-09-13T13:17:31Z No. of bitstreams: 1 Ingrid Suely Melo de Lima.pdf: 7279285 bytes, checksum: 0e0578e7a9c0a67530d3c0069095b38b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-13T13:17:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ingrid Suely Melo de Lima.pdf: 7279285 bytes, checksum: 0e0578e7a9c0a67530d3c0069095b38b (MD5) Previous issue date: 2017-02-10 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Nanodispositives, objects developed at nanometer scale, are manufactured by presenting physicochemical properties more efficient than materials in macro scale, having good influence in health area. The nanosystems loaded with bioactive substances surpass the lipid barriers, act with precision in the place of action and promote increase in bioavailability of the drug, by stabilizing for a longer time the maximum plasma concentration and this allows to decrease the dose And how many times it is administered. In addition, they avoid adverse and toxic effects. Therefore, the research objective was to develop nanodevices, polymeric micelles and fibrils made by the electrospinning technique, for a controlled drug release. They were manufactured by methods simple, easy to handle, large scale production and with little or no excipients, which differs from conventional forms of drugs releasing. The materials used to compose devices were the hydrophobic polymers (PCL and P (3-HB), the hydrophilic polymer (PEG or PEO) and the sugar alcohol, sorbitol. These materials were selected for conditioning the biodegradable and biocompatible characteristics of nanosystems, which is necessary for application in biological systems. The copolymers synthesized to make the micelles were produced in triblock and star format, with efficiency above 50% and without reagents. The micelles had sizes below 1000 nm, ideal for use in parenteral administration and the stability was better for micelles formed by star copolymers. The fibrillary mats presented more than 95% efficiency in the encapsulation of bioactive loads. Finally, both devices were radio sterilized by gamma radiation, dose 25 kGy and from the eleven bioactive substances used, Only two demonstrated undesirable radiolytic products, which made the process effective. Nanoproducts have future prospects and a wide use with various drugs, in vivo study, dual encapsulation of bioactive substances and fabrication of double layer fibrils. / Os nanodispositivos, objetos desenvolvidos em escala nanométrica, são fabricados por apresentarem propriedades físico-químicas mais eficientes que os materiais em escala macro. Tendo influência direita na área da saúde, pois os nanossistemas carregados com substâncias bioativas ultrapassam as barreiras lipídicas, agem com precisão no local de ação, promovem aumento na biodisponibilidade da droga ao estabilizar por mais tempo a concentração plasmática máxima, e isso possibilita diminuir a dose aplicada e quantidade de vezes em que é administrada. Além disso, evitam efeitos adversos e tóxicos. Portanto, a pesquisa teve por objetivo o desenvolvimento de nanodispositivos, micelas poliméricas e tapetes fibrilares confeccionados pela técnica de electrospinning (eletrofiação), para liberação controlada de drogas. Foram fabricados por métodos simples, de fácil manipulação, produção em larga escala e com menor ou nenhuma quantidade de excipientes, o que diferencia das formas convencionais de liberação de fármacos. Os materiais utilizados para compor os dispositivos foram os polímeros hidrofóbicos (PCL e (±)-P(3-HB)), o polímero hidrofílico (PEG ou PEO) e o açúcar álcool, sorbitol. Esses materiais foram selecionados por condicionar as características de biodegradáveis e biocompatíveis dos nanossistemas, o que se faz necessário para aplicação em meio biológico. Os copolímeros sintetizados para confecção das micelas foram produzidos em tribloco e em formato estrela, com rendimentos acima de 50% e sem presença de reagentes. As micelas apresentaram tamanhos inferiores a 1000 nm, ideal para uso em administração parenteral, e a estabilidade foi melhor para as micelas formadas por copolímeros estrela. Os tapetes fibrilares apresentaram mais de 95% de eficiência no encapsulamento das cargas bioativas. Finalmente, ambos dispositivos foram radioesterilizados por radiação gama, dose 25 kGy, e, das onzes substâncias bioativas utilizadas, apenas duas demonstraram produtos indesejáveis radiolíticos, o que torna o processo efetivo. Os nanoprodutos têm como perspectivas futuras amplo uso com diversas drogas, estudo in vivo, encapsulamento dual de substâncias bioativas e confecção de tapetes fibrilares com dupla camada.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-22T17:03:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InvestigacaoTransicaoIsolante.pdf: 1507266 bytes, checksum: a7658fb68a7537b9da5c535cf5297e02 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2014-06-17T13:19:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InvestigacaoTransicaoIsolante.pdf: 1507266 bytes, checksum: a7658fb68a7537b9da5c535cf5297e02 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T13:19:08Z (GMT). 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Dessa forma no primeiro capítulo faremos uma breve introdução sobre polímeros orgânicos conjugados mostrando alguns resultados experimentais obtidos para o polímero 4-dicianometileno-4,4-ciclopenta [2,1-b: 3,4b’] ditiofeno – CDM, que é o objeto central de estudo desta dissertação. O capítulo 2 trata dos métodos quânticos utilizados. Citaremos a Teoria de Hartre-Fock (HF) e suas derivações semi-empíricas. A técnica de Interação de configuração (CI) e a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) também serão tratadas neste capítulo. O capítulo 3 é dedicado a descrever as características de alguns dispositivos usuais como diodos e transistores. Aqui o fundamental é entender a composição, o funcionamento e principalmente, como se comportam suas curvas características corrente versus voltagem (IxV). Citaremos ainda alguns dispositivos eletrônicos extremamente pequenos. No capítulo 4 começa nossos resultados e discussões referentes a análise da transição isolante-metal em CDM sob ação de dopagem. Primeiramente a nível semiempírico, obtivemos a caracterização ótica de oligômeros de CDM neutro e na presença de defeitos conformacionais do tipo bipólarons negativo e positivo. Partindo de geometrias otimizadas via métodos AM1 e PM3 obtivemos o espectro de absorção para sistemas com e sem carga. A nível Hartree-Fock calculamos a Estrutura de Bandas e a Densidade de Estados (DOS) para o PCDM no estado neutro e dopado. O cálculo da DOS e da Dispersão foram realizados através de programas computacionais desenvolvidos aqui no Grupo de Física de Materiais da Amazônia (GFMA). Apresentamos ainda neste capítulo o espectro de absorção teórico para oligômeros de CDM com diversas configurações com geometrias totalmente otimizadas pelo DFT. No capítulo 5 temos os resultados relativos à análise de nanodispositivos baseados em tetrâmeros de CDM com e sem carga. As curvas do deslocamento de carga versus voltagem apresentam características de curvas de dispositivos usuais. Analisamos também o espectro de absorção teórico dos nanodispositivos para valores de tensão nula e em pontos de saturação de corrente nas regiões direta e reversa. / We present in this work a theoretical study on conjugated organic polymers. These systems, in general semiconductors or insulators, when doped, show an increase in electrical conductivity. Under action of electric field, small oligomers can present a similar behavior to of usual devices, but with innumerable advantages as, for example, size extremely reduced (some nanometers). In the first chapter we will make a brief introduction on organic polymers conjugated showing some experimental results for 4-dicianometileno-4,4-ciclopenta polymer [2,1-b: 3,4b'] ditiofeno - CDM, that is the central object of study. Chapter 2 deals with the used quantum methods. We will cite the Hartre-Fock (HF) approximation and its semiempirical derivations. The Configuration Interaction (CI) method and the Density Functional Theory (DFT) also will be treated in this chapter. Chapter 3 is dedicated to describe the characteristics of some usual devices as diodes and transistors. We will still cite some extremely small electronic devices. Chapter 4 describes our results and quarrels about the possibility the of the transistion insulator-metal in CDM when doped. We got the characterization optics of oligomers of CDM with null charge and in the presence of defects of the type bipolaron. From the Hartree-Fock level we calculate the Structure of Bands and the Density of States (DOS) for the PCDM in the neutral and doped state. The calculation of the DOS and the Dispersion had been carried through computational programs developed here in the Group GFMA. We still present in this chapter the theoretical absorption spectra for oligomers of CDM with geometry fully optimized by DFT. In chapter 5 we have the relative results to the analysis of nanodevice based on tetramers of CDM with and without charge. The curves of the charge displacement versus voltage present characteristics of curves of usual devices. We also analyze the theoretical absorption spectra of the nanodevice for values of null tension and in points of current saturation.

Uma das metas para a expansão do conhecimento em eletrônica molecular pode ser encontrada no projeto relacionado com a criação de circuitos em nanoescala com base em características de corrente-tensão não lineares, composto por moléculas ligadas a eletrodos metálicos sob a ação de um campo elétrico externo. O desenvolvimento de dispositivos eletrônicos moleculares que utilizam sistemas exibindo recursos semelhantes como materiais semicondutores intrínsecos é uma das metas a serem atingidas por uma extensa pesquisa em nanotecnologia. Assim, este trabalho tem como objetivo a expansão do conhecimento não só do transporte eletrônico, mas também as características físicas que justificam o regime de ressonância para o transporte eletrônico, como a condutância e Espectroscopia de Voltagem de Transição. Foi investigado teoricamente o transporte de carga eletrônica em um sistema molecular composto por estruturas de carbyne levando em conta as variações nos tipos de ligações −≡− (ligações simples e triplas para cada carbono). Os cálculos e aproximações ab initio são realizados para investigar a distribuição de estados de elétrons através da molécula na presença de um campo elétrico externo. Este novo dispositivo nanoeletrônico suscitará vantagem para o projeto de grandes circuitos orgânicos/metálicos híbridos 1D com um aumento do fluxo eletrônico que é importante para as necessidades da nanotecnologia. / One of the goals for the expansion of knowledge in molecular electronics may be found in the Project related to the creation of nanoscale circuits based on nonlinear current–voltage characteristics composed by molecules connected to metallic electrodes under the action of an external electric field. The development of molecular electronic devices using systems exhibiting similar feature as intrinsic semiconductor materials is one of the goals to be achieved by an extensive research in nanotechnology. Thus, this work aims at expanding of knowledge not only of the electronic transport, but also the physical features that justify the resonant regime for electronic transport, such as conductance and Transition Voltage Spectroscopy. We theoretically investigate the electronic charge transport in a molecular system composed by carbyne structures taking into account the variations in the bonds −≡− type (simple and triple bonds for each carbon). Ab initio calculations approximations are performed to investigate the distribution of electron states over the molecule in the presence of an external electric field. This new nanoelectronic device raise up advantage for the design of large 1D hybrid organic/metallic circuits with an increased electronic flow that is importante for the needs of nanotechnology.