Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015. / O presente trabalho foi motivado pelo sucesso de pesquisas atuais relacionadas à adição de corantes orgânicos nanocristalinos como sensibilizadores em células fotovoltaicas. Sabe-se que o β-caroteno é um corante orgânico natural que, ao absorver luz, exibe o fenômeno da fotoluminescência. Sendo assim, é de interesse investigar se tal molécula funciona como um bom sensor para indicar funcionalização química de nanotubos, em geral. Seguindo essa tendência, esse trabalho aplica Modelagem Molecular e apresenta simulações de dinâmica molecular e resultados baseados no funcional densidade Tight-Binding para descrever o encapsulamento do β-caroteno em nanotubos de nitreto de boro de camada única (SWBNNT). Os resultados dessas dinâmicas mostram que as moléculas de β-caroteno sofrem deformações geométricas quando encapsuladas, com mudanças significativas em sua estrutura eletrônica. Num segundo momento, investigam-se possíveis mudanças ocorridas na densidade de estados (DOS) após o processo de encapsulamento. Finalmente, comparam-se os resultados obtidos a partir das técnicas aqui empregadas com os resultados de investigações anteriores para nanotubos de carbono. / This work was motivated by the sucesso f current research related to the addition of organic dyes as sensitizers in nanocrystalline photovoltaic cells. It is known that β-carotene is a natural organic dye, the light absorbing displays the photoluminescence phenomenon. It is therefore of interest to investigate whether this molecule function as an optical sensor to indicate chemical functionalization of nanotubes in general. Following this trend, this work applies. Molecular Modeling and presents molecular dynamics simulations and results based on functional Tight-Bindind density to describe the encapsulation of β-carotene in single-layer boron nitride nanotubes (SWBNNT). The results of these dynamics show that the molecules of β-carotene suffer geometric deformations when encapsulated, with significant changes in its electronic structure. Secondly, we investigate possible changes in the density of states (DOS) after the encapsulation process. Finally, if we compare the results obtained from the techniques. Employed here in with the results of previous investigations to carbon nanotubes.

Orientador: Fernando Alvarez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T13:58:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tessler_LeandroRussovski_M.pdf: 1114387 bytes, checksum: 8fa6976f4319e97723312a6763d64cab (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: O nitreto de silício amorfo hidrogenado não estequiométrico (a-SiNx:H) tem sido estudado nos últimos anos, tendo em vista suas possíveis aplicações em dispositivos fotovoltáicos, em diversos laboratórios em todo o mundo. No presente trabalho apresentamos os resultados de medidas da fotocondutividade em função da temperatura e da intensidade luminosa em material preparado por descarga luminescente (glow discharge) a partir de uma mistura de nitrogênio e silano. As medidas foram feitas com excitação monocromática de um laser de He:Ne com hn = 1.96eV utilizando-se o método de detecção em fase. Temperaturas entre 120 e 340K e fluxos de fótons entre 6x1011 e 6x1013 cm-2 s-1 foram usados. Estudamos também amostras dopadas com boro e com fósforo. Os resultados experimentais nos permitiram identificar um pico na densidade de estados no gap entre o nível de Fermi e a banda de condução ligado ã presença de nitrogênio na rede, com seção de captura para elétrons menor do que a dos estados no gap em material não nitrogenado. Também constatamos a presença de armadilhas profundas para lacunas entre o nível de Fermi e a banda de valência / Abstract: The off-stoichiometric amorphous hydrogenated silicon nitride (a-SiNx:H) has been studied in the last few years due to its possible applications in photovoltaic devices in many laboratories in the world. In the present work we present the results of measurements of photoconductivity versus temperature and light intensity in material prepared by glow discharge from a mixture of N2 and SiH4. The measurements were done with monochromatic excitation from a He:Ne laser with hn = 1.96eV using the detection in phase method. Temperatures between 120 and 340K and photon fluxes between 6x1011 and 6x1013 cm-2 s-1 were used. We also studied boron doped and phosphorus doped samples. The experimental results allowed us to identify a peak in the density of states in the gap between the Fermi-level and the conduction band due to the presence of nitrogen in the network with a capture cross section for electrons smaller than the one of the state in the gap in non-nitrogenated material. We also detected the presence of deep hole traps between the Fermi-level and the valence band / Mestrado / Física / Mestre em Física

Cerâmicas porosas à base de nitreto de silício vêm sendo amplamente estudadas por possibilitarem a obtenção de corpos que aliam porosidade e resistência mecânica. Isto se deve, principalmente ao característico mecanismo de reforço in-situ que o material apresenta, obtido com o crescimento anisotrópico de grãos de Si3N4. Neste estudo foram obtidos corpos de Si3N4 com diferentes porosidades (percentual, distribuição de tamanhos, etc.), por três técnicas diferentes: gel-casting de espumas com diferentes gelificantes (albumina, ágar e gelatina), gel-casting com amido e fase sacrificial com amido. As técnicas de obtenção de cerâmicas porosas por gel-casting de espuma, utilizando ágar, gelatina ou albumina como agentes gelificantes gerou muitos resultados, produzindo alterações em termos de estrutura de poros desenvolvida (ampla faixa de porosidade e de tamanho de poros), mas devido às dificuldades encontradas para um rígido controle do processamento (estabilização e reprodutibilidade da estrutura de bolhas) e consequentemente dos corpos obtidos, o tema foi desenvolvido apenas parcialmente. Com a utilização da técnica gel-casting com amido, as amostras produzidas apresentaram maior reprodutibilidade, sendo que a porosidade obtida variou de acordo com o amido empregado: com a utilização do amido de arroz obteve-se a menor porosidade (entre 17,4% e 20,8%), enquanto com o amido de batata atingiu-se a maior porosidade (entre 23% e 36%) e com o amido de milho, chegou-se a valores intermediários de porosidade (entre 18,9% e 28,1%). As amostras obtidas foram sinterizadas a 1800 °C e caracterizadas quanto à porosidade aparente, microestrutura e resistência mecânica por ensaio de compressão, podendo-se relacionar a porosidade e o tipo iv de amido adicionado com a resistência mecânica. Utilizando-se a técnica da fase sacrificial, adicionou-se à matriz de nitreto de silício diferentes tipos de amido (de arroz, de milho ou de batata), em diferentes percentuais (20, 30 e 40 % em volume), sendo as amostras obtidas sinterizadas sob diferentes temperaturas e tempos. Estas amostras foram caracterizadas de modo semelhante às descritas anteriormente, podendo-se relacionar a porosidade e tratamento térmico com a resistência mecânica. Os resultados obtidos com as amostras com o amido usando as duas técnicas foram comparados, permitindo-se concluir que as amostras obtidas por gel-casting apresentam maior resistência mecânica quando comparadas a amostras com porosidade semelhante, produzidas por fase sacrificial. / Porous silicon nitride based-ceramics have been widely studied by the combination of mechanical strength and porosity. This is due mainly by the characteristic mechanism of in-situ reinforcement obtained with the anisotropic grain growth of Si3N4. In this study were obtained bodies of Si3N4 with different porosities (amount, pore size distribution, etc.) using three different techniques: gel-casting foams with different gelling agents (albumin, gelatin and agar), gelcasting with starch as gelling agent, and sacrificial phase with starch as fugitive additive. The techniques of obtaining porous ceramics by gel-casting foams, using agar, gelatin or albumin as gelling agent had interesting results and is versatile in terms of the structure of pore developed (broad range of porosity and pore size), but due to difficulties in the processing control (stabilization and reproducibility of the bubbles structure) and thus in the characteristics of the obtained bodies, the issue was only partially developed. With the use of gel-casting technique with starch, the samples produced showed higher reproducibility, and the porosity obtained varied with the starch employed: with the use of rice starch was obtained the lowest porosity (between 17.4% and 20.8%), while with potato starch was reached higher porosity (between 23% and 36%) and with corn starch reached to intermediate values of porosity (between 18.9% and 28.1%). The samples were sintered at 1800 ° C and characterized by apparent porosity measurement, microstructure and mechanical strength by compression test, relating the porosity and type of starch with mechanical strength. Another method used to produce porous silicon nitride was the technique of sacrificial phase with different types of starch (rice, maize or potato) added to the matrix of silicon nitride in different amounts (20, 30 and 40% in volume). The samples obtained were sintered under different temperatures and times, and the obtained samples were characterized in a similar manner to those described above. It was possible to relate to porosity vi and heat treatment with mechanical strength. The results obtained with the samples produced with the starch using the two techniques were compared allowing concluding that the samples obtained by gel-casting have greater strength when compared to samples with similar porosity produced by sacrificial phase.

Cerâmicas porosas à base de nitreto de silício vêm sendo amplamente estudadas por possibilitarem a obtenção de corpos que aliam porosidade e resistência mecânica. Isto se deve, principalmente ao característico mecanismo de reforço in-situ que o material apresenta, obtido com o crescimento anisotrópico de grãos de Si3N4. Neste estudo foram obtidos corpos de Si3N4 com diferentes porosidades (percentual, distribuição de tamanhos, etc.), por três técnicas diferentes: gel-casting de espumas com diferentes gelificantes (albumina, ágar e gelatina), gel-casting com amido e fase sacrificial com amido. As técnicas de obtenção de cerâmicas porosas por gel-casting de espuma, utilizando ágar, gelatina ou albumina como agentes gelificantes gerou muitos resultados, produzindo alterações em termos de estrutura de poros desenvolvida (ampla faixa de porosidade e de tamanho de poros), mas devido às dificuldades encontradas para um rígido controle do processamento (estabilização e reprodutibilidade da estrutura de bolhas) e consequentemente dos corpos obtidos, o tema foi desenvolvido apenas parcialmente. Com a utilização da técnica gel-casting com amido, as amostras produzidas apresentaram maior reprodutibilidade, sendo que a porosidade obtida variou de acordo com o amido empregado: com a utilização do amido de arroz obteve-se a menor porosidade (entre 17,4% e 20,8%), enquanto com o amido de batata atingiu-se a maior porosidade (entre 23% e 36%) e com o amido de milho, chegou-se a valores intermediários de porosidade (entre 18,9% e 28,1%). As amostras obtidas foram sinterizadas a 1800 °C e caracterizadas quanto à porosidade aparente, microestrutura e resistência mecânica por ensaio de compressão, podendo-se relacionar a porosidade e o tipo iv de amido adicionado com a resistência mecânica. Utilizando-se a técnica da fase sacrificial, adicionou-se à matriz de nitreto de silício diferentes tipos de amido (de arroz, de milho ou de batata), em diferentes percentuais (20, 30 e 40 % em volume), sendo as amostras obtidas sinterizadas sob diferentes temperaturas e tempos. Estas amostras foram caracterizadas de modo semelhante às descritas anteriormente, podendo-se relacionar a porosidade e tratamento térmico com a resistência mecânica. Os resultados obtidos com as amostras com o amido usando as duas técnicas foram comparados, permitindo-se concluir que as amostras obtidas por gel-casting apresentam maior resistência mecânica quando comparadas a amostras com porosidade semelhante, produzidas por fase sacrificial. / Porous silicon nitride based-ceramics have been widely studied by the combination of mechanical strength and porosity. This is due mainly by the characteristic mechanism of in-situ reinforcement obtained with the anisotropic grain growth of Si3N4. In this study were obtained bodies of Si3N4 with different porosities (amount, pore size distribution, etc.) using three different techniques: gel-casting foams with different gelling agents (albumin, gelatin and agar), gelcasting with starch as gelling agent, and sacrificial phase with starch as fugitive additive. The techniques of obtaining porous ceramics by gel-casting foams, using agar, gelatin or albumin as gelling agent had interesting results and is versatile in terms of the structure of pore developed (broad range of porosity and pore size), but due to difficulties in the processing control (stabilization and reproducibility of the bubbles structure) and thus in the characteristics of the obtained bodies, the issue was only partially developed. With the use of gel-casting technique with starch, the samples produced showed higher reproducibility, and the porosity obtained varied with the starch employed: with the use of rice starch was obtained the lowest porosity (between 17.4% and 20.8%), while with potato starch was reached higher porosity (between 23% and 36%) and with corn starch reached to intermediate values of porosity (between 18.9% and 28.1%). The samples were sintered at 1800 ° C and characterized by apparent porosity measurement, microstructure and mechanical strength by compression test, relating the porosity and type of starch with mechanical strength. Another method used to produce porous silicon nitride was the technique of sacrificial phase with different types of starch (rice, maize or potato) added to the matrix of silicon nitride in different amounts (20, 30 and 40% in volume). The samples obtained were sintered under different temperatures and times, and the obtained samples were characterized in a similar manner to those described above. It was possible to relate to porosity vi and heat treatment with mechanical strength. The results obtained with the samples produced with the starch using the two techniques were compared allowing concluding that the samples obtained by gel-casting have greater strength when compared to samples with similar porosity produced by sacrificial phase.

Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-07-02T15:34:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_PropriedadesEstruturaisEletrônicas.pdf: 907678 bytes, checksum: 496415e6cb78f4f64b35664e736dbfce (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-07-17T18:35:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_PropriedadesEstruturaisEletrônicas.pdf: 907678 bytes, checksum: 496415e6cb78f4f64b35664e736dbfce (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-17T18:35:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_PropriedadesEstruturaisEletrônicas.pdf: 907678 bytes, checksum: 496415e6cb78f4f64b35664e736dbfce (MD5) Previous issue date: 2014 / Nesta tese, utilizando métodos baseados na teoria funcional da densidade, investigamos as propriedades estruturais e eletrônicas do nitreto de boro hexagonal depositado sobre nitreto de boro cúbico hidrogenado. Além disso, aplicamos pressão uniaxial sobre estes materiais e verificamos como propriedades estruturais e eletrônicas seriam afetadas. Vimos que a simples deposição não afeta sua estrutura eletrônica e, assim, o nitreto de boro hexagonal pode até servir como uma camada protetora em situações em que a interação com espécies químicas do ambiente possa afetar as propriedades de transporte das superfícies. Mas, com a aplicação de uma pressão uniaxial na interface de nitreto de boro cúbico com o nitreto de boro hexagonal, sua estrutura eletrônica pode ser afetada, alterando suas propriedades de transporte, podendo, inclusive, tornar a interface semicondutora. Vimos, também, que a morfologia da superfície de nitreto boro cúbico hidrogenada (que pode ser terminada em B-H ou N-H) tem um forte efeito de propriedades eletrônicas da superfície de nitreto de boro cúbico, o que, por sua vez, afeta as propriedades eletrônicas e estruturais da interface nitreto de boro cúbico/nitreto de boro hexagonal. _________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this thesis, using methods based on density functional theory, we investigate the structural and electronic properties of hexagonal boron nitride deposited on hydrogenated cubic boron nitride. In addition, uniaxial pressure applied on these materials and we note how structural and electronic properties would be affected. We have seen that the simple deposition does not affect its electronic structure and thus the hexagonal boron nitride can even serve as a protective layer in situations where interaction with chemical species of the environment may affect the transport properties of surfaces. But, by applying a uniaxial pressure in cubic boron nitride interface with the hexagonal boron nitride, their electronic structure can be affected by changing its transport properties and can even make semiconductor interface. We have seen, too, that the surface morphology of cubic boron nitride hydrogenated (which can be completed in B-H or N-H) has a strong effect of surface electronic properties of cubic Boron Nitride, which in turn affects the electronic and structural properties of Boron Nitride interface of hexagonal boron cubic-nitride.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-03T16:59:39Z No. of bitstreams: 1 2014_EdsonNunesCostaPaura.pdf: 6999924 bytes, checksum: 196047ad7fd62f7282bc64737f335139 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-11-03T17:21:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_EdsonNunesCostaPaura.pdf: 6999924 bytes, checksum: 196047ad7fd62f7282bc64737f335139 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-03T17:21:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_EdsonNunesCostaPaura.pdf: 6999924 bytes, checksum: 196047ad7fd62f7282bc64737f335139 (MD5) / Utilizando a teoria do funcional da densidade e o método de representação da variável discreta, estudamos a interação de uma molécula de dióxido de carbono (CO2)com nanotubos de carbono e nanotubos de nitreto de boro puros e funcionalizados. O processo de funcionalização considerado neste trabalho ocorreu através da técnica de dopagem substitucional que, para este caso em particular, consistiu em substituir um átomo na parede dos nanotubos por um átomo de cobalto. A análise dos resultados revela modificações nas características geométricas e propriedades eletrônicas dos nanotubos após o processo de funcionalização, com os fatores diâmetro e quiralidade desempenhando papel importante sobre as mudanças consideradas. Com relação _a capacidade de adsorção da molécula de dióxido de carbono, foi encontrada que os nanotubos de nitreto de boro apresentam melhor desempenho do que os nanotubos de carbono para esta tarefa, tendo em vista que os primeiros desenvolvem maior interação química com a molécula, traduzida através dos valores para a energia de adsorção obtidos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In the scope of the density functional theory and the discrete variable representationmethod, we studied the interaction of a carbon dioxide (CO2) molecule with pureand functionalized carbon and boron nitride nanotubes. The considered functionalizationprocess occurred through the substitutional technique where an atom on the nanotubeswalls was replaced by a cobalt atom. The analysis of these results reveals changes ingeometrical features and electronic properties of the nanotubes after the functionalizationprocess, with the diameter and chirality factors playing an important role over theobtained changes. Regarding the adsorption capacity of the carbon dioxide molecule, itwas found that the boron nitride nanotubes has a better performance than the carbonnanotubes. This feature happens due to the fact the boron nitride nanotubes have ahigher chemical interaction with the CO2 molecule.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11440_Tese final Fabio Arthur Leão de Souza - PPGFis20171017-84206.pdf: 19577094 bytes, checksum: 19896b90307cd3ad26ce1de673d660c1 (MD5) Previous issue date: 2017-09-15 / Nesta tese, uma nova arquitetura de nanoporo num material híbrido bidimensional (2D) para detecção e identificação de biomoléculas é proposta. O sistema é composto por uma nanofaixa zigue-zague de grafeno embebida em nitreto do boro hexagonal (h-BN).Umestudo teórico baseado em cálculos ab-initio foi realizado para avaliar sua estabilidade energética, propriedades estruturais, eletrônicas e de transporte. Nossos resultados indicam que é possível controlar, via voltagem de porta, o caminho da corrente elétrica através da faixa condutora de grafeno. Motivados pela recém desenvolvida técnica de reação eletroquímica para fabricação controlada de nanoporos em materiais 2D, e no intuito de verificar a viabilidade de construção desses no sistema híbrido, investigou-se a energética da formação de defeitos tipo vacância de carbono, boro e nitrogênio em diferentes regiões do sistema. Como resultado, mostrou-se que seria possível formar um nanoporo no domínio de grafeno, a partir de uma vacância de carbono na interface grafeno/h-BN, mantendo apenas uma cadeia de carbono entre o poro e o domínio de h-BN na interface oposta. Dessa forma, um poro de aproximadamente 12; 5Å de diâmetro com as características citadas foi construído. Então, para desenvolver e avaliar a viabilidade do sistema proposto atuar como sensor, uma combinação de teoria do funcional da densidade com o método de funções de Green fora do equilíbrio foi empregada. Assim, investigações acerca da forma como cada nucleobase que compõem o DNA modula a corrente elétrica fluindo pelo dispositivo foram realizadas, onde os quatro nucleotídeos foram testados: monofosfato de desoxiadenosina (dAMP), monofosfato de desoxiguanosina (dGMP), monofosfato de desoxicitidina (dCMP) e monofosfato de desoxitimidina (dTMP). Como resultado, análises das funções de transmissão com bias nula dos sistemas poro+nucleotídeo revelaram que seria possível, em princípio, distinguir os quatro nucleotídeos, o que na prática ocorreria através de suas impressões digitais na sensitividade em medições em tempo real da condutância. Além disso, foi demonstrado que o mecanismo de detecção do sensor hipotético proposto é governado pela modulação da condutância da cadeia de carbono na interface grafeno/h-BN induzida por momento de dipolo locais da molécula alvo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciencias Fisicas e matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T05:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:10:04Z : No. of bitstreams: 1 91783.pdf: 2013307 bytes, checksum: ade1716a3821d299b7ffcc58d1c138e4 (MD5) / Neste trabalho investigamos a estrutura eletrônica dos nitretos de ferro PdFe3N, NnFe3N e SnFe3N realizando a sua conexão com propriedades macroscópicas. Devido ao recente interesse tecnológico despertado por estes materiais, calculamos a estrutura eletrônica dos nitretos acima citados. Obtemos suas propriedades do estado fundamental como função do parâmetro de rede, e desta forma ganhamos uma compreensão clara da influência dos átomos de Pd, Mn e Sn nas propriedades físicas do Fe4N (transferência de carga, magnetização nos vários sítios, etc..).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:45:24Z : No. of bitstreams: 1 97926.pdf: 9783442 bytes, checksum: 5f026ae683a1de8f69bf07b1bc174daf (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T04:46:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:18:51Z : No. of bitstreams: 1 171047.pdf: 8505083 bytes, checksum: 271466b85e9e844aa926708090201540 (MD5) / A necessidade contínua de reduzir os custos de produção tem sido um dos fatores mais importantes para a sobrevivência de uma empresa em um mercado cada vez mais competitivo. A utilização do PCBN como ferramenta de corte permite otimizar o processo de fabricação que envolve peças temperadas, substituindo a retificação pelo torneamento de acabamento. Para constatar a possibilidade desta substituição ambos os processos foram comparados com relação aos seus resultados de trabalho, tais como: rugosidade e integridade da superfície. Durante a verificação experimental, com o intuito de compreender melhor o processo de torneamento de acabamento, foram estudados os efeitos dos parâmetros de entrada sobre as características do processo e os resultados de trabalho. Os parâmetros de entrada foram: dureza da peça, velocidade de corte, profundidade de corte e avanço. As características do processo investigadas foram: desgaste de flanco, força de corte, força de avanço e força passiva. Os experimentos foram executados como fatorial saturado e sobre eles aplicados métodos estatísticos para definir a intensidade do efeito de cada parâmetro de entrada. Através da relação S/R foram definidas as condições de corte que apresentaram a menor influência do ruído.