Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-04-22T17:47:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Griselda Paola Fuentes Morales.pdf: 6398822 bytes, checksum: abe5113b3b1d3adb1d70f2fa2cc69623 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T17:47:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Griselda Paola Fuentes Morales.pdf: 6398822 bytes, checksum: abe5113b3b1d3adb1d70f2fa2cc69623 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / CAPES / Neste trabalho utilizamos a simulação micromagnética para o estudo dos efeitos de interações dipolares em arranjos de nanofios de níquel. Especificamente, utilizamos o Nmag como ferramenta de cálculo, que é baseado no método dos elementos finitos para resolver as equações micromagnéticas. Para o estudo, arranjos hexagonais de fios policristalinos foram construídos à base de cadeias de elipsoides. As dimensões de cada elipsoide foram fixadas em 30 nm de semieixo transversal à cadeia e 60 nm ao longo do eixo da cadeia. Cada amostra está formada por um total de 10 10 cadeias de estes elipsoides e formam uma matriz com ordenamento hexagonal. O tamanho da matriz foi otimizado ao tempo de cálculo. Num primeiro estudo analisamos os efeitos do comprimento dos fios (cadeias de elipsoides). Para definir o tamanho dos fios tomamos cadeias compostos por 1 até 4 elipsoides para um comprimento máximo de 240 nm. Um outro estudo compreende os efeitos da distância entre os fios. Para isso estudamos arranjos cuja distância de eixo a eixo da cadeia adota valores de 70 nm, 65 nm, 60 nm, 55 nm, 50 nm, 45 nm, 40 nm e 35 nm. Todo o estudo foi feito sobre a base do comportamento da curva de histerese em função do ângulo do campo aplicado. Depois de calculadas as curvas foram extraídos os valores do campo coercitivo e a remanência, com a finalidade de verificar a sua dependência angular. Entre os resultados mais significativos, temos a variação acentuada da derivado das curvas estudadas. O motivo principal é o aumento da energia dipolar à medida que número de elipsoides aumenta na cadeia. A remanência também apresenta mudanças drásticas que explicam o porque das tantas divergências reportadas na literatura, para fios que supostamente são longos. No estudo, nos preocupamos inicialmente na escolha do método de cálculo e também trabalhamos na otimização do tamanho de célula na discretização dos fios. Para isso analisamos os cálculos utilizando o OOMMF (método de diferenças finitas) que permitem o cálculo para células de 4 nm e 2 nm. O cálculo com 2 nm resultou ser bem demorado, motivo pelo qual escolhemos a de 4 nm. Logo depois, para comparar com o método de elementos finitos, utilizamos Nmag. Com este simulador fizemos os cálculos para tamanho de célula diferentes a fim de otimizar o tempo. Os resultados com OOMMF e Nmag foram comparados e depois de algumas analises observamos que Nmag seria a melhor escolha. Sendo assim a maior parte dos resultados apresentados aqui são obtidos por elementos finitos. / In this work we used the micromagnetic simulation to study the effects of dipolar interactions in nickel nanowires arrays. Specifically, we use the Nmag as calculation tool, which is based on the finite element method to solve the micromagnetics equations. For this study, hexagonal arrays of polycrystalline wires were constructed by ellipsoids chains. The dimensions of each ellipsoid was fixed with transversal minor axis of 30 nm and major axis along the chain of 60 nm. Each sample is formed by a total of 10 10 chains of these ellipsoids and form a hexagonal array. The array size is optimized to the calculations time. We change wire lengths and study their effects (ellipsoids chains). To set the size of the wire, chains formed by 1 to 4 ellipsoids were used to a maximum length of 240 nm. We analized the effects of distance between wires. For this, we make arrangements that change the axis to axis distance of the chain takings values of 70 nm, 65 nm, 60 nm, 55 nm, 50 nm, 45 nm, 40 nm and 35 nm. The results were analyzed compared with the hysteresis curve behavior as a function of the applied field angle. Then we used this curves to obtain the coercive field and remanence, in order to verify their angular dependence. Among the most significant results, we have the sharp variation of the derivative of the studied curves. The main reason is the increase of the dipolar energy as minimal ellipsoid increases in the chain. The remanence also features dramatic changes that explain why so many of the discrepancies reported in the literature for wires that are supposed to be long. We carefully choose the method of calculation and work on optimizing the size of discretization of the cell. For this we analysed the calculations using the OOMMF (finite difference method) that allow the calculation for cells of 2 and 4 nm. The calculation with 2 nm is time consuming, that is why we chose to use 4 nm cell. Then, to compare with finite elements method, we use Nmag. With this simulation we made the calculations for different cell sizes in order to optimize the time. The results with OOMMF and Nmag were compared and after some analysis we observe that Nmag would be the best choice. Thus the major part of the results presented are obtained by finite elements.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-28T21:18:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Claudio Abreu de França.pdf: 3659561 bytes, checksum: 7ad470806ffa587a44b3ecdb113d9273 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-20T20:41:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Claudio Abreu de França.pdf: 3659561 bytes, checksum: 7ad470806ffa587a44b3ecdb113d9273 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-20T20:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Claudio Abreu de França.pdf: 3659561 bytes, checksum: 7ad470806ffa587a44b3ecdb113d9273 (MD5) Previous issue date: 2017-07-25 / FACEPE / O comportamento magnético de arranjos extensos de nanofios ferromagnéticos, fabricados a partir de um processo de eletrodeposição em membranas de alumina porosa, tem sido, de forma crescente, o objeto de estudo de diversos grupos de pesquisa devido ao seu elevado potencial de uso em aplicações tecnológicas. Neste trabalho de doutorado, o objetivo principal foi contribuir no aperfeiçoamento dos modelos que visam explicar o comportamento magnético em arranjos deste tipo. A utilização do microscópio eletrônico de transmissão (TEM) como a principal ferramenta para esta finalidade, surge como o elemento inovador deste trabalho. Diferentes modos de operação do equipamento foram utilizados (HRTEM, weak beam, Dark Field) e as informações extraídas da análise de suas imagens serviram de base para a formulação do modelo de estrutura dos nanofios, individualmente. Nesta proposta, os nanofios de níquel são compostos por uma cadeia não uniaxial de grãos cujos formatos são cuboctaedros. A maneira como os átomos, e consequentemente os dipolos magnéticos, estão dispostos nas regiões de fronteira desses nanofios (superfície, contornos de grão, etc.) também é objeto de estudo, na medida em que esta disposição atômica acaba por influenciar na composição do Campo Efetivo total do sistema, determinando o seu comportamento magnético global. Para analisar e quantificar desordem atômica na rede cristalina dos nanofios de níquel, foram realizadas medidas de campos de tensão e de deslocamento atômico por meio de imagens HRTEM, utilizando os métodos de GPA (Geometric Phase Analysis) e PPA (Peak Pairs Analysis). A presença de zonas de tensão na nanoestrutura dos fios contribui para o aparecimento de defeitos do tipo lineares (discordâncias) e superficiais (contornos de grãos, stacking faults, twins), os quais foram observados a partir de imagens HRTEM e relacionados ao processo de crescimento e preenchimento dos fios no interior dos poros da membrana de alumina. Das medidas de deslocamento atômico e de distâncias interplanares, foram obtidos deslocamentos de ±1,5% a ±3%, em média, para as famílias (111) e (200) para o eixo de zona [011]. Medidas de DRX foram utilizadas, principalmente, para a obtenção da direção de crescimento preferencial dos nanofios. Através de simulações computacionais, foram obtidas curvas de histerese, em diferentes ângulos, a partir das quais foram descritos o comportamento da coercividade e da remanência para o modelo proposto e, em seguida, estas foram comparadas com os resultados experimentais. Os resultados alcançados apresentaram um grau de concordância bastante satisfatório, indicando o modelo proposto como uma boa alternativa a ser adotada em trabalhos futuros. Um estudo do comportamento magnético das amostras após um tratamento térmico à 400 K foi realizado a fim de relacioná-lo à uma possível mudança na estrutura dos nanofios decorrentes desse tratamento. Imagens simuladas de HRTEM, da superfície dos grãos que compõem o modelo do nanofio proposto, foram obtidas a fim de compará-las com as imagens experimentais e, com isso, fomentar a validação do modelo. Os tipos de interações magnéticas que predominam dentro do arranjo também foram alvo de investigação a partir de medidas magnéticas por plots de Henkel e curvas dm X H. / The magnetic behavior of extensive arrangements of ferromagnetic nanowires, made from an electrodeposition process in porous alumina membranes, has increasingly been the object of study of several research groups due to their high potential of use in technological applications . In this doctoral work, the main objective was to contribute in the improvement of the models that aim to explain the magnetic behavior in arrangements of this type. The use of the transmission electron microscope (TEM) as the main tool for this purpose appears as the innovative element of this work. Different modes of operation of the equipment were used (HRTEM, weak beam, Dark Field) and the information extracted from the analysis of its images served as a basis for the formulation of the structure model of the nanowires, individually. In this proposal, nickel nanowires are composed of a non-uniaxial chain of grains whose shapes are cuboctahedra.The way the atoms, and consequently the magnetic dipoles, are arranged in the border regions of these nanowires (surface, grain contours, etc.) is also object of study, since this atomic disposition influences in the composition of the Field Total effective system, determining its overall magnetic behavior. To analyze and quantify atomic disorder in the crystalline network of nickel nanowires, voltage field and atomic displacement measurements were performed using HRTEM images using GPA (Geometric Phase Analysis) and PPA (Peak Pairs Analysis) methods. The presence of stress zones in the nanostructure of the wires contributes to the appearance of defects of the linear type (dislocations) and surface (grain contours, stacking faults, twins), which were observed from HRTEM images and related to the growth process and filling the wires within the pores of the alumina membrane. From the measurements of atomic displacement and interplanar distances, displacements from ± 1.5% to ± 3% on average were obtained for families (111) and (200) for the zone axis [011]. XRD measurements were used, mainly, to obtain the direction of preferential growth of nanowires. Through computational simulations, hysteresis curves were obtained, at different angles, from which the behavior of coercivity and remanence for the proposed model were described, and then these were compared with the experimental results. The results obtained showed a satisfactory degree of agreement, indicating the proposed model as a good alternative to be adopted in future works. A study of the magnetic behavior of the samples after a thermal treatment at 400 K was carried out in order to relate it to a possible change in the structure of nanowires resulting from this treatment. Simulated HRTEM images of the surface of the grains that make up the proposed model of the nanowire were obtained in order to compare them with the experimental images and, with this, to promote the validation of the model. The types of magnetic interactions that predominate within the array were also investigated from magnetic measurements by plots of Henkel and curves dm X H.

Orientador: Rafael Zadorosny / Resumo: As propriedades diferenciadas de materiais nanoestruturados, provenientes do efeito de escala, tem chamado muita atenção nos últimos anos. Tais características, fazem desses materiais propícios para o emprego em nanoeletrônica, nanofiltração, engenharia tecidual e outros. Isso, aliado a miniaturização dos dispositivos, tem gerado uma grande demanda por materiais com características aprimoradas, desenvolvimento de novas técnicas de produção e aprimoramento das já existentes, tudo isso associado a um menor custo de produção e uma maior produtividade. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o emprego da técnica de “Solution Blow-spinning” (SBS) na produção de nano e microfios supercondutores dos sistemas cerâmicos (TR)BCO e BSCCO. Esta recente técnica tem se destacado por apresentar maior taxa de produção, baixo custo e fácil implementação quando comparado com técnicas já consolidadas. Primeiramente foram produzidas fibras de PVP puro onde foi possível extrair informações referentes às variáveis de produção tais como: taxa de injeção, pressão do ar, distância de trabalho e escolha do diâmetro da agulha interna. Em seguida, a produção dos nano/microfios de YBa2Cu3O7- δ (YBCO) obtidos por SBS revelaram detalhes referente à produtividade, reprodutibilidade e das características morfológicas dos fios cerâmicos obtidos com o emprego da referida técnica. Posteriormente, as melhores condições de síntese observadas na produção do YBCO foram utilizadas na obtenção dos nano/microfios... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The single properties presented by nanostructured materials is due to a scale effect and have been attracted much attention in recent years. Such characteristics make these materials suitable for applications in nanoelectronics, nanofiltration, tissue engineering and so on. These issues coupled with the miniaturization of the devices, have generated a great demand for materials with improved characteristics, development of new production techniques and improvement of the existing ones. All such things are associated with lower production costs and higher productivity. In this work is presented a study focused on the use of the "Solution Blow-spinning" technique (SBS) in the production of superconducting nano and microwires of the ceramic systems (TR)BCO and BSCCO. This new technique has payed attention due to its higher production rate, low cost and easy implementation when compared to other consolidated techniques. First, pure PVP fibers were produced to obtain information related to the production variables such as: injection rate, air pressure, working distance and choice of the internal needle diameter. Then, the production of nano/microwires of YBa2Cu3O7- δ (YBCO), obtained by SBS, revealed details regarding the productivity, reproducibility and morphological characteristics of the ceramic wires. Consequently, the best synthesis conditions were used to obtain the GdBa2Cu3O7- δ (GdBCO) and Bi2Sr2CaCu2O8+x (BSCCO) superconducting nanowires. Finally, SEM analysis confirmed ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:03:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316552.pdf: 3503731 bytes, checksum: 9806a322eb4d9a406e3f9131f1c64196 (MD5) / Este trabalho descreve a metodologia desenvolvida para produção e caracterização elétrica e magnética de nanoestruturas magnéticas, com o objetivo de avaliar a possibilidade de usá-los para o estudo de fenômenos de corrente polarizada em spin. Estas nanoestruturas são nanofios produzidos por eletrodeposição em matrizes nanoporosas de alumina, obtidas a partir do processo de anodização de placas e filmes finos de alumínio. Nanofios de cobalto e estruturas de multicamadas do tipo válvula de spin Cu/Co/Cu/Co/Cu e FeNi/Cu/FeNi/Cu foram produzidos por eletrodeposição no interior do poros. A caracterização elétrica foi realizada a partir de curvas de corrente vs. tensão. O contato com a amostra foi feito com uma ponta de PtIr com diâmetro de contato de 2 m para reproduzir as condições de medida necessárias para o estudo de injeção de corrente polarizada em spin com alta densidade de corrente, necessário para o estudo dos efeitos de transferência de torque. Observou-se efeitos de tunelamento, esperado devido a presença da barreira isolante no fundo dos poros. Observou-se ainda um fenômeno de retificação de corrente atribuída a presença de duas barreiras isolantes assimétricas, histereses e transições bruscas de resistência associadas a mecanismos de degradação e chaveamento de resistência [32]. A caracterização magnética foi feita a partir de medidas de magnetização e magnetoresistência. A caracterização estrutural foi realizada com microscópio eletrônico de varredura MEV e transmissão (TEM).<br> / Abstract : This work describes the methodology developed for the production of magnetic nanostructures for the study of phenomena in spin polarized current. These nanostructures are produced by electrodeposition on nanoporous alumina matrix obtained by the process of anodization of sheets or thin films of aluminum. Multilayer structures of Cu/Co/Cu/Co/Cu and FeNi/Cu/FeNi/Cu were produced for this study. The magnetic nanostructures were obtained by electrodeposition inside the pores by controlling the potential applied to the sample into a solution of cobalt (Co) and copper (Cu) or Iron-Nickel and Cu. The electrical characterization was carried out from current vs. potential curves. The contact with the sample was made with a tip diameter PtIr contact 2 um. It was observed tunneling effect, due to the presence of the expected insulating barrier at the bottom of the pores. We also observed a phenomenon rectifying current attributed to the presence of two tunnel barriers, the oxide at the bottom of the pores and a surface layer of air between the tip and the nanowires. The magnetic characterization was obtained by using a vibrating sample magnetometer, indicating the presence of magnetic material inside the pores. The structural characterization was performed using scanning electron microscopy SEM and transmission (TEM), showing samples with pores well distributed and regular.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-13Bitstream added on 2014-06-13T19:02:31Z : No. of bitstreams: 1 tararam_r_dr_araiq.pdf: 2927006 bytes, checksum: 6411c923e4edf6de7ef7f1b04b6cb6ed (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A descoberta da alta constante dielétrica () no CaCu3Ti4O12 (CCTO) despertou grande interesse nesse material com estrutura tipo perovskita, principalmente por não apresentar uma transição de fase ferroelétrica ou comportamento relaxor comparado aos demais titanatos. O CCTO, sem adição de dopantes, apresenta também forte característica não-linear de corrente-tensão com possibilidade de aplicações em varistores. O comportamento elétrico do CCTO tem sido intensivamente discutido na literatura e tem sido atribuído a defeitos intrínsicos ou extrínsicos. Entretanto, não existe concordância na literatura em relação aos mecanismos que permitem explicar a origem dessas propriedades. O objetivo principal deste trabalho foi sinterizar cerâmicas de CCTO a 1100 ºC por tempo variável e avaliar por Espectroscopia Fotoelétrica de Raios X (XPS), Difração de Raios X (XRD), Análise Termogravimétrica (TGA), Microscopia de Força Elétrica (EFM), e Microscopia de Varredura por Potencial de Superfície (SSPM) os defeitos cristalinos de grão e contorno de grão. Mecanismos de defeitos puntiformes do tipo substitucional e defeitos planares com falhas de empilhamento (stacking faults) foram discutidos para concordar com os resultados experimentais. Foi introduzindo o conceito de polarons na construção de um modelo para explicar a alta constante dielétrica do CCTO. Medidas elétricas em campo alternado, utilizando espectroscopia de impedância, enfatizaram os mecanismos de relaxação dos polarons no modelo proposto. No estudo de fenômenos de transporte em campo elétrico contínuo, para avaliar o comportamento não-ôhmico do CCTO, foram realizadas medidas da densidade de corrente (J) em função do campo elétrico aplicado (E). Essas medidas macroscópicas relacionam-se com medidas elétricas locais usando técnicas de EFM e SSPM. Com os resultados dessas técnicas, utilizadas... / The discovery of high dielectric constant () in the CaCu3Ti4O12 (CCTO) generates a great scientific interest in this perovskite type of material mainly because it does not show ferroelectric phase transition or relaxor behavior compared with other titanates. The CCTO, with no dopants, displays also strong current-tension nonlinear behavior with possibility to be used as varistor. The CCTO electrical behavior has been intensively discussed in the literature and has been attributed to intrinsic and extrinsic defects. However, there is no agreement in the literature about the mechanisms which allow explaining the origin of these properties. The main objective of this work was sintering CCTO ceramics at 1100 ºC for different times and to evaluate by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), X-ray Diffraction (XRD), Thermal Gravimetric Analysis (TGA), Electrostatic Force Microscopy (EFM), and Scanning Surface Potential Microscopy (SSPM) the grain and grain boundary crystalline defects. Substitution point defects and planar stacking faults defects were discussed to agree with experimental results. The polaron concept was introduced in building a physical model to explain the high dielectric constant of CCTO. AC electrical measurements using impedance spectroscopy reinforced the polaron relaxation mechanisms of the proposed model. In the transport phenomena study in continuous electric field, to evaluate the CCTO non-ohmic behavior, measurements of current density (J) as function of electric field were carried out. These macroscopic measurements are related to the electric local measurements using EFM and SSPM. The obtained results based on these techniques, for mapping space charges and local surface potential, allowed to propose a model for potential barrier in the CCTO grain boundaries due to the presence of crystalline defects and polarons. Other objective of this work... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by MAYCON ROTTA null (maycon.rotta@ifms.edu.br) on 2018-03-02T00:23:16Z No. of bitstreams: 1 Maycon rotta_Tese.pdf: 4933056 bytes, checksum: 41743cf4709dbf478bee8fb5876fed76 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-03-02T13:47:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rotta_m_dr_ilha.pdf: 4933056 bytes, checksum: 41743cf4709dbf478bee8fb5876fed76 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-02T13:47:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rotta_m_dr_ilha.pdf: 4933056 bytes, checksum: 41743cf4709dbf478bee8fb5876fed76 (MD5) Previous issue date: 2018-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As propriedades diferenciadas de materiais nanoestruturados, provenientes do efeito de escala, tem chamado muita atenção nos últimos anos. Tais características, fazem desses materiais propícios para o emprego em nanoeletrônica, nanofiltração, engenharia tecidual e outros. Isso, aliado a miniaturização dos dispositivos, tem gerado uma grande demanda por materiais com características aprimoradas, desenvolvimento de novas técnicas de produção e aprimoramento das já existentes, tudo isso associado a um menor custo de produção e uma maior produtividade. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o emprego da técnica de “Solution Blow-spinning” (SBS) na produção de nano e microfios supercondutores dos sistemas cerâmicos (TR)BCO e BSCCO. Esta recente técnica tem se destacado por apresentar maior taxa de produção, baixo custo e fácil implementação quando comparado com técnicas já consolidadas. Primeiramente foram produzidas fibras de PVP puro onde foi possível extrair informações referentes às variáveis de produção tais como: taxa de injeção, pressão do ar, distância de trabalho e escolha do diâmetro da agulha interna. Em seguida, a produção dos nano/microfios de YBa2Cu3O7- δ (YBCO) obtidos por SBS revelaram detalhes referente à produtividade, reprodutibilidade e das características morfológicas dos fios cerâmicos obtidos com o emprego da referida técnica. Posteriormente, as melhores condições de síntese observadas na produção do YBCO foram utilizadas na obtenção dos nano/microfios supercondutores de GdBa2Cu3O7- δ (GdBCO)e Bi2Sr2CaCu2O8+x (BSCCO). Por fim, as análises de MEV confirmaram a obtenção de nano/microfios de YBCO com diâmetro médio de 359 nm e, para GdBCO e BSCCO, de 531 nm e 635 nm respectivamente. A obtenção das fases cerâmicas supercondutoras é mostrada nas análises de DRX. Medidas magnéticas AC e DC mostraram a transição de fase normal/supercondutora com Tc ~ 92 K para o YBCO, Tc ~ 93 K para o GdBCO e de Tc ~ 80 K para o BSCCO. / The single properties presented by nanostructured materials is due to a scale effect and have been attracted much attention in recent years. Such characteristics make these materials suitable for applications in nanoelectronics, nanofiltration, tissue engineering and so on. These issues coupled with the miniaturization of the devices, have generated a great demand for materials with improved characteristics, development of new production techniques and improvement of the existing ones. All such things are associated with lower production costs and higher productivity. In this work is presented a study focused on the use of the "Solution Blow-spinning" technique (SBS) in the production of superconducting nano and microwires of the ceramic systems (TR)BCO and BSCCO. This new technique has payed attention due to its higher production rate, low cost and easy implementation when compared to other consolidated techniques. First, pure PVP fibers were produced to obtain information related to the production variables such as: injection rate, air pressure, working distance and choice of the internal needle diameter. Then, the production of nano/microwires of YBa2Cu3O7- δ (YBCO), obtained by SBS, revealed details regarding the productivity, reproducibility and morphological characteristics of the ceramic wires. Consequently, the best synthesis conditions were used to obtain the GdBa2Cu3O7- δ (GdBCO) and Bi2Sr2CaCu2O8+x (BSCCO) superconducting nanowires. Finally, SEM analysis confirmed the production of nanoscale YBCO with average diameter of 359 nm and, for GdBCO and BSCCO, of 531 nm and 635 nm, respectively. The formation of the desired phases of the superconducting ceramic was confirmed by XRD analyzes. AC and DC magnetic measurements showed the normal/superconducting phase transition with Tc ~ 92 K for YBCO, Tc ~ 93 K for GdBCO and Tc ~ 80 K for BSCCO. / 1459610

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Using the formalism of Density Functional Theory with spin polarization and the Generalized Gradient Approximation for exchange and correlation term, we studied the stability and electronic properties of substitutional impurities of C, Si and Ge in GaN, AlN and InN nanowires and the variation of the band offset with the diameter variation in AlN/GaN nanowires heterojunctions. For the study of substitutional impurities we use AlN, GaN and InN nanowires in the wurtzite phase with diameter of 14.47 Å, 14.7 Å and 16.5 Å, respectively. For the study of variation of the band offset with the diameter of the nanostructure, we use nanowires in the wurtzite phase with a mean diameter ranging from 0.99 nm to 2.7 nm and the zinc blende phase with an average diameter ranging from 0.75 nm to 2.1 nm. The electronic structure calculations show that of GaN, AlN and InN nanowires are semiconductors with direct band gap at point Γ. To study the substitutional impurities, we consider that the impurity can occupy the cation or anion sites in non-equivalent positions that are distributed from the center to the surface of the nanowire. For the C impurities, in GaN nanowires, we find that when the C atom is substituted in the N site, it will be uniformly distributed along the diameter of the nanowire. When substituted at the Ga site, it will be preferably find on the surface of the nanowire. In this case, the formation energy of CGa is almost identical to the CN, thus can occur formation of the auto-compensed CN-CGa pair. In AlN nanowires, when the C atom occupying the N site, it is also observed an almost uniform distribution along the diameter of the nanowire with a small preference (less energy formation) to the surface sites. Since the formation energy of the CN is lower than CAl in all regions of the nanowires, taking thus more likely to form CN. For InN nanowires, in the center sites, the formation energy of the CN and CIn is very similar, and the CN will have a uniform distribution along the diameter, but on the surface of the CIn is more stable and band structure show that this configuration has shallow donor levels. For Ge substitutional impurities in GaN nanowires, we observed that the center of the nanowire, the Ge atom is more likely to be found located in the Ga site, but in surface to find the most likely of N site, this being the most stable configuration. For AlN nanowires, the center of nanowire is possible to find the Ge atom at the N or Al sites, as the formation energy is practically the same. On the surface the more likely it is to find the Ge atom of the N site, which also is the most stable configuration. As for InN nanowires, the Ge atom will be found preferably at the In site with uniform distribution along the diameter of the nanowire. Analyzing the band structure of GeIn observed shallow donor levels. For the Si substitutional impurities, we obtain that in GaN and InN nanowires of the most stable configuration, the Si atom is to be found at the cation (Ga and In) sites in the central sites of the nanowire and analyzing the band structure of SiGa and SiIn, we also observed shalow donor levels. However, for AlN nanowires in the centerof the nanowire is greater the probability of finding the Si atom at the Al site, but the surface is greater the probability of finding the Si atom at the N site which is the most stable configuration. Finally, we analyze the variation of the band offset to the change in diameter of the nanowires forming the heterostructure. We consider heterostructure on yhe wurtzite and zinc blende phases, therefore during the synthesis the two phases are obtained. We found that the result is similar for the two phases and the extent that the diameter increases the value of the band offset also increases, tending to the value obtained for the bulk. / Usando o formalismo da Teoria do Funcional da Densidade com polarização de spin e a aproximação do gradiente generalizado para o termo de troca e correlação, estudamos a estabilidade e as propriedades eletrônicas de impurezas substitucionais de C, Si e Ge em nanofios de GaN, AlN e InN e a variação do band offset com o diâmetro em heteroestruturas da nanofios AlN/GaN. Para o estudo de impurezas substitucionais utilizamos nanofios de AlN, GaN e InN na fase da wurtzita e com diâmetros de 14,47 Å, 14,7 Å e 16,5 Å, respectivamente. Já para o estudo da variação do band offset com o diâmetro da nanoestrutura, utilizamos nanofios que formam a heteroestrutura na fase wurtzita com diâmetro médio variando 0,99 nm até 2,7 nm e na fase blenda de zinco com diâmetro médio variando de 0,75 nm até 2,1 nm. Os cálculos de estrutura eletrônica apresentam que os nanofios de AlN, GaN e InN são semicondutores com gap direto no ponto Γ. Para o estudo das impurezas substitucionais, consideramos que a impureza pode ocupar o sítio do cátion ou do aniôn, em posições não equivalentes que estão distribuídas do centro até a superfície do nanofio. Para a impureza de C, em nanofios de GaN, obtemos que, quando o átomo de C for substituído no sítio do N, o mesmo vai estar distribuído uniformemente ao longo do diâmetro do nanofio. Já quando substituído no sítio do gálio, o mesmo vai ser encontrado preferencialmente na superfície do nanofio, sendo que, na superfície do nanofio a energia do formação do CGa é praticamente a mesma do CN, assim pode ocorre a formação de pares autocompensados CN-CGa. Em nanofios de AlN, quando o átomo de C ocupar o sítio do N, também vai ter uma distribuição quase uniforme ao longo do diâmetro do nanofio com uma pequena preferência (menor energia de formação) para os sítios da superfície. Sendo que a energia de formação do CN é menor que do CAl em todas as regiões do nanofios, tendo assim, probabilidade maior de formar CN. Para nanofios de InN, nos sítios do centro, a energia de formação do CN e CIn é muito próxima, sendo que o CN vai ter distribuição uniforme ao longo do diâmetro, mas na superfície o CIn ser torna mais estável e a estrutura de bandas mostra que esta configuração apresenta níveis doadores rasos. Para impurezas substitucionais de Ge, em nanofios de GaN, observamos que no centro do nanofio, o átomo de Ge tem uma probabilidade maior de ser encontrado no síto do Ga, mas nos sítios da superfície a probabilidade é maior de encontrar no sítio do N, sendo essa a configuração mais estável. Para nanofios de AlN, no centro do nanofio, é possível encontrar o átomo de Ge no sítio do N ou Al, já que a energia de formação é práticamente a mesma. Na superfície a probabilidade maior é de encontrar o átomo de Ge no sítio do N, sendo, também, esta a configuração mais estável. Já para nanofios de InN, o átomo de Ge vai ser encontrado preferencialmente no sítio do In com distribuição uniforme ao longo do diâmetro do nanofio. Analisando a estrutura de bandas do GeIn observamos níveis doadores rasos. Para a impureza substitucional de Si, obtemos que em nanofios de GaN e InN a configuração mais estável, é o Si ser encontrado no sítio do cátion (Ga ou In) nos sítios centrais do nanofio e analizando a estrutura de bandas do SiGa e do SiIn, também observamos níveis doadores rasos. Entratanto, para nanofios de AlN, no centro do nanofio a probabilidade é maior de encontrar o átomo de Si no sítio do Al, mas na superfície a probabilidade é maior de encontrar o átomo de Si no sítio do N, sendo esta a configuração mais estável. Por fim, analisamos a variação do band offset com a variação do diâmetro do nanofios que forma a heteroestrutura. Consideramos heteroestruturas na fase wurtzita e blenda de zinco, pois nos processos de síntese as duas fases são obtidas. Observamos que o resultado é similar para as dias fases e, a medida, que o diâmetro aumenta o valor do band offset também aumenta, tendendo para o valor obtido para o cristal.

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Orientador: Mônica Alonso Cotta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-02T10:59:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nica_MarianaZavarize_M.pdf: 75724631 bytes, checksum: 1480ea9eb35b1740d4b908e32d13c9c4 (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: Neste trabalho, estudamos o crescimento de nanofios planares de InP pelo mecanismo Vapor-Líquido-Sólido (VLS), com o objetivo de entender a dinâmica da nanopartícula metálica catalisadora durante o processo. Para isso utilizamos substratos de GaAs (111)A e o sistema de Epitaxia de Feixe Químico (CBE). O óxido nativo não foi totalmente removido termicamente antes do crescimento, com o objetivo de manter o nanofio isolado eletricamente do substrato. Como um dos objetivos do trabalho, estudamos a possibilidade de controle da direção de crescimento do nanofio planar através de diferentes tratamentos de superfície, e de modo independente da cristalografia do substrato utilizado. As amostras processadas e/ou crescidas foram caracterizadas por técnicas de microscopia eletrônica (varredura e transmissão) e microscopia de força atômica. Investigamos inicialmente como a camada de óxido influencia as direções de crescimento dos nanofios planares no substrato não tratado. Posteriormente, processamos padrões de linhas com rugosidade ligeiramente diferente da mostrada pelo substrato, utilizando técnicas como Litografia por Feixe de Elétrons (EBL), Corrosão por Feixe de Íons Focalizados (FIB) e Ataque por Íons Reativos (RIE). Os padrões gravados eram compostos por linhas perpendiculares com várias micra de comprimento e larguras de dezenas de nm. Observamos que existe uma relação direta do diâmetro do nanofio com a orientação que este assume ao chegar à região onde se encontra a linha (se segue alinhado à linha ou se a ignora; ou se muda sua orientação). Nossos resultados podem ser explicados pelas diferentes energias de superfície presentes no problema, que afetam a dinâmica da nanopartícula catalisadora. Nosso trabalho também mostra que é possível obter maior controle da orientação espacial do nanofio planar crescido, controlando o processamento da superfície e o diâmetro da nanopartícula / Abstract: In this work, we studied the growth of InP planar nanowires by the vapor-liquid-solid (VLS) mechanism, in order to understand the metallic catalyst nanoparticle dynamics during this process. In our studies, we used GaAs (111)A substrates and the Chemical Beam Epitaxy (CBE) system. The native oxide layer was not completely thermally desorbed, in order to keep the nanowire electrically isolated from the substrate. As one of the goals of this work, we study the possibility to control nanowire growth direction via different surface treatments, independently of the substrate crystallography. Our processed and/or grown samples were characterized by electron (scanning and transmission) and atomic force microscopy. We first investigated how the oxide layer influences the growth directions of planar nanowires on unprocessed substrates. Subsequently, patterns of lines with roughness slightly different from those shown by the substrate were patterned using techniques such as Electron-beam Lithography (EBL), Focused Ion-beam Corrosion (FIB) and Reactive Ion Etching (RIE). These patterns were composed of perpendicular lines with several micra in length and tens of nanometers wide. We observed that there is a direct relation between the nanowire diameter and the orientation that the nanowire assumes when it reaches the region where the line is located (if the nanowire aligns with the line or ignores it, or if its orientation changes). Our results can be explained by the different surface energies present in the problem, which affect the dynamics of the catalytic nanoparticle. Our work also shows that it is possible to obtain better control of the spatial orientation of the grown planar nanowire, by controlling the surface processing and the nanoparticle diameter / Mestrado / Física / Mestra em Física / 132655/2015-2 / CNPQ

Orientador: Gustavo Martini Dalpian / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2013.