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Emprego de sondas solvatocrômicas no estudo de solvatação em solventes puros, misturas de solventes e soluções micelares / Employment solvatochromic probes in the study of solvation in pure solvents, solvent mixtures and micellar solutions

Erika Batista Tada 08 October 2004 (has links)
Neste trabalho, sondas solvatocrômicas foram empregadas no estudo da solvatação em solventes puros e misturas aquosas de solventes polares práticos e apráticos. A partir da polaridade de misturas aquosas de solventes orgânicos, determinou-se a concentração de água interfacial de micelas catiônicas. Finalmente, avaliou-se o efeito da polaridade e força iônica interfaciais de micelas catiônicas sobre a velocidade da reação entre p-nitrofenildifenilfosfato e o íon fluoreto. No estudo de misturas aquosas de solventes orgânicos, um novo modelo de solvatação preferencial foi elaborado, segundo o qual três espécies presentes em solução competem pela camada de solvatação da sonda: água, solvente orgânico e o \"complexo\" formado por uma molécula de água e outra de solvente orgânico (Solv-Água). Através deste modelo, analisou-se o efeito da temperatura e das propriedades das sondas e dos solventes orgânicos sobre o fenômeno da solvatação. Em soluções aquosas de micelas catiônicas, observou-se uma desidratação da interface em função do aumento do grupo hidrofílico do tensotativo e da mudança de geometria micelar de esférica para cilíndrica. Verificou-se que a velocidade da reação entre pnitrofenildifenilfosfato e fluoreto é pouco afetada pela interface micelar e pode ser reproduzida, na ausência de micelas, em soluções com mesma concentração de água e força iônica que as micelas. / Solvatochromic probes have been employed to study the polarity of pure solvents and binary mixtures of water with protic and aprotic polar solvents. From polarity data of aqueous organic mixtures, the concentration of interfacial water of cationic micelles has been determined. In aqueous solutions of cationic micelles, the dehydration of interfacial region has been observed as a result of increasing the volume of the surfactant head group and changing micellar geometry from spherical to cylindrical. Finally, the effect of interfacial polarity and ionic force on the rate of the reaction between 4-nitrophenyldiphenylphosphate and fluoride ion has been evaluated. In studying aqueous organic mixtures, a new preferential solvation model has been developed, that considers the competition between three species in solution for the probe micro-solvation shell: water, organic solvent and a 1:1 \"complex\" formed by water and organic solvent (Solv-Água). Based on this new model, the effect of temperature, as well as probe and organic solvent properties on solvation has been analyzed. It has been observed that the rate of the reaction between p-nitrophenyldiphenylphosphate and fluoride ion shows little dependence on the properties of interfacial region of cationic micelles and can be reproduced, in the absence of micelles, in solutions containing the same water concentration and ionic force as the micellar pseudo-phase.
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Influence of solvent viscosity, polarity and polarizability on the chemiluminescence parameters of inter and intramolecular electron transfer initiated chemiexcitation systems / Influência da viscosidade, polaridade e polarizabilidade do solvente sobre os parâmetros de quimiluminescência de sistemas de quimiexcitação iniciadas por transferência de electron inter e intramoleculares

Khalid, Muhammad 21 August 2015 (has links)
The cyclic peroxides: diphenoyl peroxide (1), spiro-adamantyl-1,2-dioxetanone (2) and 4-(3-tert-butyldimethylsilyloxyphenyl)-4-methoxyspiro[1.2-dioxetane-3.2\'-adamantane] (3) synthesized, purified and characterized, also their kinetic and chemiluminescence (CL) properties were determined. The influence of solvent polarity on the chemiexcitation parameters of the catalyzed decomposition of 1 and 2, as well as the induced decomposition of 3 were examined in several binary solvent mixtures with different polarity and polarizability parameters, but similar viscosities. For solvents with low polarity, singlet quantum yields for the intermolecular catalyzed decomposition of diphenoyl peroxide (1,) and 1,2-dioxetanone (2) increase in function of medium polarity, showing maximum values in mediums of intermediate polarity, and decreasing in highly polar mixtures. For the induced decomposition of 3, the quantum yield showed to increase with increasing solvent polarity, including high polar solvent systems. In the binary solvent systems studied, the polarizability parameter showed to be contrary to the polarity values, therefore, it might appear that an increase of polarizability leads to a decrease in the singlet quantum yields for catalyzed decomposition of diphenoyl peroxide (1) and the induced decomposition of 3, however an increase in the singlet quantum yields for 1,2-dioxetanone 2. The three CL systems were also studied in binary solvent mixtures with different viscosities but similar polarity and polarizability parameters and singlet quantum yields showed an increase with increasing medium viscosity. Data were analyzed by using the collisional and the free volume models. The highly efficient intramolecular system induced 1,2-dioxetane 3 decomposition showed to be much more sensible to viscosity effects than the inefficient intermolecular systems. This surprising fact indicates that, even showing a significant solvent-cage effect, the induced 1,2-dioxetane should occur by an intramolecular electron back transfer. Moreover, chemiluminescence parameters of these systems were studied in several pure solvents. The obtained singlet quantum yields were correlated with viscosity, polarizability and polarity parameters by using multiple linear regression analysis. / Os peróxidos cíclicos: peróxido de difenoila (1), spiro-adamantil-1,2-dioxetanona (2) e 4-(3-terc-butildimetilsililoxifenil)-4-metoxispiro[1,2-dioxetano-3.2\'-adamantano] (3) foram sintetizados, purificados e caracterizados e as suas propriedades cinéticas e de quimiluminescência (CL) determinadas. A influência da polaridade do solvente sobre os parâmetros de quimi-excitação da decomposição catalisada de 1 e 2, e a decomposição induzida de 3 foi examinada em diversas misturas binárias de solventes com parâmetros de polaridade e polarizabilidade diferente, mas viscosidades semelhantes. Para solventes com baixa polaridade, os rendimentos quânticos singlete para a decomposição catalisada intermolecular do peróxido de difenoila (1) e 1,2-dioxetanona (2) aumentam em função da polaridade do meio, mostrando valores máximos em meios com polaridade intermediária, e diminuim para misturas altamente polares. Para a decomposição induzida de 3, o rendimento quântico mostrou aumentar com o aumento da polaridade do solvente, inclusive para sistemas com alta polaridade. Nos sistemas binários de solventes estudados, os parâmetros de polarizabilidade mostraram-se contrários aos valores de polaridade, portanto, parece que um aumento da polarizability leva a uma diminuição nos rendimentos quânticos singlete para a decomposição catalisada do peróxido de difenoila (1) e a decomposição induzida de 3, no entanto, um aumento nos rendimentos quânticos singlete para a 1,2-dioxetanona 2. Os três sistemas de CL também foram estudados em misturas binárias de solventes com diferentes viscosidades, mas com parâmetros de polaridade e polarizabilidade semelhantes e os rendimentos quânticos singlete mostraram aumentar com o aumento da viscosidade do meio. Os dados foram analisados usando tanto o modelos colisional quando o modelo de volume livre. Surpreendentemente, o sistema altamente eficiente decomposição induzida intramolecular do 1,2-dioxetano 3 mostrou-se muito mais sensível aos efeitos da viscosidade do que os sistemas intermoleculares ineficientes, o que indica claramente que a decomposição induzida do 1,2-dioxetano deve ocorrer por um processo de retro-transferência de elétron intramolecular. Além disso, os parâmetros de quimiluminescência destes sistemas foram estudados em vários solventes puros. Os rendimentos quânticos singlete obtidos foram correlacionados com parâmetros de viscosidade, polarizabilidade e polaridade usando análise de regressão linear múltipla.
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Extrato e Fração de média polaridade de Inga edulis: estudos físico químicos, funcionais, citotóxicos e de penetração/ retenção cutânea de formulações tópicas / Extract and medium polarity fraction of Inga edulis: physico chemical, functional, cytotoxic studies and penetration / retention evaluation of cutaneous topical formulations

Silva, Daniele Fernandes da 20 December 2012 (has links)
A pele é exposta a inúmeros agentes, dentre os quais destaca-se a radiação ultravioleta (RUV), que pode energizar os cromóforos celulares da pele e estes reagindo com o oxigênio molecular podem resultar na geração das espécies reativas de oxigênio (EROs). Nestas circunstâncias, mesmo possuindo um sistema de defesa antioxidante, a concentração de radicais livres pode aumentar, rompendo o equilíbrio pró oxidante/antioxidante, levando ao estresse oxidativo na pele. Neste contexto, o uso tópico de formulações adicionadas de substâncias naturais tem sido um eficiente modo para enriquecer o sistema protetor cutâneo endógeno, reduzindo os danos oxidativos causados pela RUV na pele. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial fotoquimioprotetor do extrato e da fração de média polaridade de Inga edulis e desenvolver formulações estáveis física e quimicamente a fim de selecionar a que prover melhor liberação, penetração e retenção dos componentes do extrato e/ou da fração na epiderme viável. A partir do perfil cromatográfico foi possível observar que o extrato possui compostos comuns à fração e alguns deles foram identificados, sendo o composto vicenina-2 o escolhido para ser monitorado nos estudos de penetração e retenção cutânea. Dentre as formulações estudadas a formulação a base de Hostacerin SAF® adicionada da fração foi a que proveu a maior penetração/retenção do composto vicenina-2 e de compostos antioxidantes na epiderme viável e também foi considerada estável por todos os parâmetros avaliados no estudo de estabilidade preliminar. A fração de Inga edulis, veiculada por esta formulação, mostrou alta atividade antioxidante frente aos métodos estudados, apresentou baixa citotoxidade em cultura celular de fibroblastos, sendo a quantidade citotóxica estabelecida muito acima da quantidade de vicenina-2 retida na epiderme viável. A fração também apresentou fotoestabilidade frente a altas doses de radiação UVA e UVB quanto à citotoxidade, capacidade de reduzir o radical sintético DPPH? e de sequestrar o ânion superóxido in vitro. Assim, a formulação gel-creme com Hostacerin SAF® adicionada de 1% da fração de média polaridade do Inga edulis mostrou ser muito promissora e deve ser melhor estudada, visando futura aplicação como formulação fotoquimiopreventiva. / The skin is exposed to numerous agents, among which stands out the ultraviolet radiation (UVR) that can energize the chromophores of cell skin and these react with molecular oxygen resulting in the generation of reactive oxygen species (ROS). In these circumstances, the endogenous antioxidant defense system would be impaired leading to a pro oxidant state named oxidative stress. In this context, the topical formulations added with natural substances has been an efficient way to aid endogenous skin protective system, minimizing the oxidative damage caused by UV rays. Thus, the aim of the present work was to study the potential photochemopreventive activity of the extract and medium polarity fraction of Inga edulis and develop formulations physically and chemically stable in order to select the penetration and retention of the components of the extract and / or fraction oin the viable epidermis. The chromatographic profiles showed that the some compounds of the extract are also present in the fraction and some of them were identified. The compound vicenin-2 was chosen to be monitored in studies of cutaneous penetration and retention. Among the formulations studied, the formulation Hostacerin SAF® added to the fraction provided the highest penetration / retention of the compound vicenin-2 and antioxidant compounds in viable epidermis and also was considered stable at all parameters evaluated in the study of preliminary stability. The fraction of Inga edulis, conveyed by this formulation, showed strong antioxidant activity in the methods studied and showed low cytotoxicity in cell culture of fibroblasts. The cytotoxicity concentration was greater than the amount of vicenin-2 retained in viable epidermis. The fraction also showed photostability when it was exposed to high doses of UVA and UVB. The irradiated fraction showed no change in cytotoxicity and antioxidant activity. Thus, the formulation Hostacerin SAF® added with 1% of medium polarity fraction of Inga edulis proved very promising and should be further studied for a future application in photochemoprevention.
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A teoria das cores de Goethe hoje / Goethe´s theory of colours today

Possebon, Ennio Lamoglia 08 May 2009 (has links)
Este trabalho investiga os pressupostos e fundamentos da Teoria das Cores de Goethe (Farbenlehre) como parte dos seus empenhos enquanto cientista da natureza. Apresenta a tradução de um texto seu sobre o método científico (Kautelen des Beobachters) e de um segundo texto sobre experimentos prismáticos (Beitrag zur Optik), no qual ele lança as bases do seu trabalho de mais de 30 anos sobre as cores. Estes textos, até então inexistentes em português, fornecem os subsídios para um entendimento mais amplo da Farbenlehre. E a pesquisa como um todo se orienta no sentido de contribuir para um resgate da fenomenologia goetheana para o ambiente cultural da atualidade. / This work investigates the principles and bases of Goethe\'s Theory of Colours (Farbenlehre\") as part of his studies as a Natures scientist. A translation of Goethe\'s essay on scientific methods (\"Kautelen des Beobachters\") and another on prismatic experiments (\"Beitrag zur Optik\"), where he sets the bases of his 30 years work on colours studies, are presented in this work too. The papers translated here were never before available in Portuguese, and they represent relevant subsidies for a comprehensive understanding of the \"Farbenlehre\". This research aims to contribute to the recovery of the Goethean\'s Phenomenology for the cultural enviroment of our days.
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A teoria das cores de Goethe hoje / Goethe´s theory of colours today

Ennio Lamoglia Possebon 08 May 2009 (has links)
Este trabalho investiga os pressupostos e fundamentos da Teoria das Cores de Goethe (Farbenlehre) como parte dos seus empenhos enquanto cientista da natureza. Apresenta a tradução de um texto seu sobre o método científico (Kautelen des Beobachters) e de um segundo texto sobre experimentos prismáticos (Beitrag zur Optik), no qual ele lança as bases do seu trabalho de mais de 30 anos sobre as cores. Estes textos, até então inexistentes em português, fornecem os subsídios para um entendimento mais amplo da Farbenlehre. E a pesquisa como um todo se orienta no sentido de contribuir para um resgate da fenomenologia goetheana para o ambiente cultural da atualidade. / This work investigates the principles and bases of Goethe\'s Theory of Colours (Farbenlehre\") as part of his studies as a Natures scientist. A translation of Goethe\'s essay on scientific methods (\"Kautelen des Beobachters\") and another on prismatic experiments (\"Beitrag zur Optik\"), where he sets the bases of his 30 years work on colours studies, are presented in this work too. The papers translated here were never before available in Portuguese, and they represent relevant subsidies for a comprehensive understanding of the \"Farbenlehre\". This research aims to contribute to the recovery of the Goethean\'s Phenomenology for the cultural enviroment of our days.
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Influence of solvent viscosity, polarity and polarizability on the chemiluminescence parameters of inter and intramolecular electron transfer initiated chemiexcitation systems / Influência da viscosidade, polaridade e polarizabilidade do solvente sobre os parâmetros de quimiluminescência de sistemas de quimiexcitação iniciadas por transferência de electron inter e intramoleculares

Muhammad Khalid 21 August 2015 (has links)
The cyclic peroxides: diphenoyl peroxide (1), spiro-adamantyl-1,2-dioxetanone (2) and 4-(3-tert-butyldimethylsilyloxyphenyl)-4-methoxyspiro[1.2-dioxetane-3.2\'-adamantane] (3) synthesized, purified and characterized, also their kinetic and chemiluminescence (CL) properties were determined. The influence of solvent polarity on the chemiexcitation parameters of the catalyzed decomposition of 1 and 2, as well as the induced decomposition of 3 were examined in several binary solvent mixtures with different polarity and polarizability parameters, but similar viscosities. For solvents with low polarity, singlet quantum yields for the intermolecular catalyzed decomposition of diphenoyl peroxide (1,) and 1,2-dioxetanone (2) increase in function of medium polarity, showing maximum values in mediums of intermediate polarity, and decreasing in highly polar mixtures. For the induced decomposition of 3, the quantum yield showed to increase with increasing solvent polarity, including high polar solvent systems. In the binary solvent systems studied, the polarizability parameter showed to be contrary to the polarity values, therefore, it might appear that an increase of polarizability leads to a decrease in the singlet quantum yields for catalyzed decomposition of diphenoyl peroxide (1) and the induced decomposition of 3, however an increase in the singlet quantum yields for 1,2-dioxetanone 2. The three CL systems were also studied in binary solvent mixtures with different viscosities but similar polarity and polarizability parameters and singlet quantum yields showed an increase with increasing medium viscosity. Data were analyzed by using the collisional and the free volume models. The highly efficient intramolecular system induced 1,2-dioxetane 3 decomposition showed to be much more sensible to viscosity effects than the inefficient intermolecular systems. This surprising fact indicates that, even showing a significant solvent-cage effect, the induced 1,2-dioxetane should occur by an intramolecular electron back transfer. Moreover, chemiluminescence parameters of these systems were studied in several pure solvents. The obtained singlet quantum yields were correlated with viscosity, polarizability and polarity parameters by using multiple linear regression analysis. / Os peróxidos cíclicos: peróxido de difenoila (1), spiro-adamantil-1,2-dioxetanona (2) e 4-(3-terc-butildimetilsililoxifenil)-4-metoxispiro[1,2-dioxetano-3.2\'-adamantano] (3) foram sintetizados, purificados e caracterizados e as suas propriedades cinéticas e de quimiluminescência (CL) determinadas. A influência da polaridade do solvente sobre os parâmetros de quimi-excitação da decomposição catalisada de 1 e 2, e a decomposição induzida de 3 foi examinada em diversas misturas binárias de solventes com parâmetros de polaridade e polarizabilidade diferente, mas viscosidades semelhantes. Para solventes com baixa polaridade, os rendimentos quânticos singlete para a decomposição catalisada intermolecular do peróxido de difenoila (1) e 1,2-dioxetanona (2) aumentam em função da polaridade do meio, mostrando valores máximos em meios com polaridade intermediária, e diminuim para misturas altamente polares. Para a decomposição induzida de 3, o rendimento quântico mostrou aumentar com o aumento da polaridade do solvente, inclusive para sistemas com alta polaridade. Nos sistemas binários de solventes estudados, os parâmetros de polarizabilidade mostraram-se contrários aos valores de polaridade, portanto, parece que um aumento da polarizability leva a uma diminuição nos rendimentos quânticos singlete para a decomposição catalisada do peróxido de difenoila (1) e a decomposição induzida de 3, no entanto, um aumento nos rendimentos quânticos singlete para a 1,2-dioxetanona 2. Os três sistemas de CL também foram estudados em misturas binárias de solventes com diferentes viscosidades, mas com parâmetros de polaridade e polarizabilidade semelhantes e os rendimentos quânticos singlete mostraram aumentar com o aumento da viscosidade do meio. Os dados foram analisados usando tanto o modelos colisional quando o modelo de volume livre. Surpreendentemente, o sistema altamente eficiente decomposição induzida intramolecular do 1,2-dioxetano 3 mostrou-se muito mais sensível aos efeitos da viscosidade do que os sistemas intermoleculares ineficientes, o que indica claramente que a decomposição induzida do 1,2-dioxetano deve ocorrer por um processo de retro-transferência de elétron intramolecular. Além disso, os parâmetros de quimiluminescência destes sistemas foram estudados em vários solventes puros. Os rendimentos quânticos singlete obtidos foram correlacionados com parâmetros de viscosidade, polarizabilidade e polaridade usando análise de regressão linear múltipla.
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Extrato e Fração de média polaridade de Inga edulis: estudos físico químicos, funcionais, citotóxicos e de penetração/ retenção cutânea de formulações tópicas / Extract and medium polarity fraction of Inga edulis: physico chemical, functional, cytotoxic studies and penetration / retention evaluation of cutaneous topical formulations

Daniele Fernandes da Silva 20 December 2012 (has links)
A pele é exposta a inúmeros agentes, dentre os quais destaca-se a radiação ultravioleta (RUV), que pode energizar os cromóforos celulares da pele e estes reagindo com o oxigênio molecular podem resultar na geração das espécies reativas de oxigênio (EROs). Nestas circunstâncias, mesmo possuindo um sistema de defesa antioxidante, a concentração de radicais livres pode aumentar, rompendo o equilíbrio pró oxidante/antioxidante, levando ao estresse oxidativo na pele. Neste contexto, o uso tópico de formulações adicionadas de substâncias naturais tem sido um eficiente modo para enriquecer o sistema protetor cutâneo endógeno, reduzindo os danos oxidativos causados pela RUV na pele. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial fotoquimioprotetor do extrato e da fração de média polaridade de Inga edulis e desenvolver formulações estáveis física e quimicamente a fim de selecionar a que prover melhor liberação, penetração e retenção dos componentes do extrato e/ou da fração na epiderme viável. A partir do perfil cromatográfico foi possível observar que o extrato possui compostos comuns à fração e alguns deles foram identificados, sendo o composto vicenina-2 o escolhido para ser monitorado nos estudos de penetração e retenção cutânea. Dentre as formulações estudadas a formulação a base de Hostacerin SAF® adicionada da fração foi a que proveu a maior penetração/retenção do composto vicenina-2 e de compostos antioxidantes na epiderme viável e também foi considerada estável por todos os parâmetros avaliados no estudo de estabilidade preliminar. A fração de Inga edulis, veiculada por esta formulação, mostrou alta atividade antioxidante frente aos métodos estudados, apresentou baixa citotoxidade em cultura celular de fibroblastos, sendo a quantidade citotóxica estabelecida muito acima da quantidade de vicenina-2 retida na epiderme viável. A fração também apresentou fotoestabilidade frente a altas doses de radiação UVA e UVB quanto à citotoxidade, capacidade de reduzir o radical sintético DPPH? e de sequestrar o ânion superóxido in vitro. Assim, a formulação gel-creme com Hostacerin SAF® adicionada de 1% da fração de média polaridade do Inga edulis mostrou ser muito promissora e deve ser melhor estudada, visando futura aplicação como formulação fotoquimiopreventiva. / The skin is exposed to numerous agents, among which stands out the ultraviolet radiation (UVR) that can energize the chromophores of cell skin and these react with molecular oxygen resulting in the generation of reactive oxygen species (ROS). In these circumstances, the endogenous antioxidant defense system would be impaired leading to a pro oxidant state named oxidative stress. In this context, the topical formulations added with natural substances has been an efficient way to aid endogenous skin protective system, minimizing the oxidative damage caused by UV rays. Thus, the aim of the present work was to study the potential photochemopreventive activity of the extract and medium polarity fraction of Inga edulis and develop formulations physically and chemically stable in order to select the penetration and retention of the components of the extract and / or fraction oin the viable epidermis. The chromatographic profiles showed that the some compounds of the extract are also present in the fraction and some of them were identified. The compound vicenin-2 was chosen to be monitored in studies of cutaneous penetration and retention. Among the formulations studied, the formulation Hostacerin SAF® added to the fraction provided the highest penetration / retention of the compound vicenin-2 and antioxidant compounds in viable epidermis and also was considered stable at all parameters evaluated in the study of preliminary stability. The fraction of Inga edulis, conveyed by this formulation, showed strong antioxidant activity in the methods studied and showed low cytotoxicity in cell culture of fibroblasts. The cytotoxicity concentration was greater than the amount of vicenin-2 retained in viable epidermis. The fraction also showed photostability when it was exposed to high doses of UVA and UVB. The irradiated fraction showed no change in cytotoxicity and antioxidant activity. Thus, the formulation Hostacerin SAF® added with 1% of medium polarity fraction of Inga edulis proved very promising and should be further studied for a future application in photochemoprevention.
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Estudo via simulação computacional da dinâmica da magnetização em nanomagnetos contendo uma distribuição de impurezas magnéticas

Toscano, Danilo 25 February 2015 (has links)
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-08T19:22:26Z No. of bitstreams: 1 danilotoscano.pdf: 27568683 bytes, checksum: f844e19659c551e6e7a4e5b53adf1497 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-26T20:13:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 danilotoscano.pdf: 27568683 bytes, checksum: f844e19659c551e6e7a4e5b53adf1497 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T20:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 danilotoscano.pdf: 27568683 bytes, checksum: f844e19659c551e6e7a4e5b53adf1497 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Durante as últimas décadas a dinâmica da magnetização em sistemas nano-estruturados tornou-se um assunto de importância fundamental não apenas para o Micromagnetismo, mas também às suas aplicações tecnológicas. Nanomagnetos são sistemas interessantes para estudar estruturas magnéticas exóticas, tais como vórtices, skyrmions e paredes de domínio. A compreensão das propriedades estáticas e dinâmicas dessas configurações de spins em nano-escala é um requerimento crucial para a realização de futuros dispositivos baseados em spintrônica. Devido à anisotropia de forma que se origina da interação dipolar, as configurações magnéticas que surgem em sistemas nano-estruturados são bastante sensíveis à forma geométrica e às dimensões do nanomagneto. Este trabalho é focado no estudo de nanomagnetos planares, nos formatos de disco e fita, feitos com um material magnético macio como o Permalloy. O vórtice magnético é observado num nanodisco com dimensões adequadas, porque ele é um estado intermediário entre os regimes de mono e multi-domínio. Sob condições apropriadas, uma única parede de domínio transversal pode ser experimentalmente injetada num nanofio retangular. Tanto o núcleo do vórtice quanto a parede de domínio comportam-se como quasipartículas, cujas propriedades podem ser manipuladas por um agente externo (campo magnético ou corrente de spin-polarizado). Para pequenas amplitudes de excitação, é sabido que o núcleo do vórtice descreve um movimento circular (modo girotrópico), enquanto que a parede de domínio transversal fica restrita a um movimento unidimensional. Neste regime, cada quasipartícula evolui sem mudar a sua polaridade; uma propriedade estrutural associada a um estado duplamente degenerado. Para uma amplitude de excitação forte o suficiente, a quasipartícula sofre uma deformação na sua estrutura, tal que a ocorre a inversão da polaridade. Do ponto de vista tecnológico, o controle do mecanismo de reversão da polaridade é fundamental, porque essa degenerescência de dois estados pode funcionar como "zero"ou "um", sendo útil para codificar informação no armazenamento de dados ou mesmo para realizar operações lógicas. Alguns trabalhos reportaram que nanomagnetos contendo defeitos podem influenciar ou modificar fortemente a dinâmica da quasipartícula. Imperfeições são geradas durante o processo de fabricação dos nanomagnetos, ou então elas podem ser intencionalmente incorporadas para uma finalidade específica. Como exemplo, a fim de controlar o movimento da parede de domínio é muito importante impor determinadas posições ao longo do nanofio onde a parede possa parar. Há várias maneiras de se estabelecer tais pontos críticos para a quasipartícula. Variações na geometria do nanomagneto, cavidades, entalhes e assim por diante podem ser classificadas como defeitos não-magnéticos. Em geral, esse tipo de defeito funciona como um centro atrator para a quasipartícula. Um defeito magnético surge a partir de uma falta de homogeneidade do meio magnético, ou seja, uma variação local das propriedades magnéticas. Num trabalho anterior, nosso grupo modelou uma impureza magnética como uma variação local da constante de troca. Como um resultado imediato da inserção de uma impureza magnética no nanomagneto, demonstramos via simulações numéricas, que impurezas magnéticas podem induzir dois tipos de armadilhas para a quasipartícula: uma redução local da constante de troca corresponde a um sítio de aprisionamento (poço de potencial), enquanto que um aumento local da constante de troca representa um sítio de bloqueio (barreira de potencial). Esta tese investiga a dinâmica da quasipartícula confinada por uma distribuição de impurezas magnéticas: para o caso do núcleo do vórtice considerou-se um anel de impurezas, concêntrico ao nanodisco; para o caso da parede de domínio foi considerado dois aglomerados de impurezas, idênticos e equidistantes do eixo da largura do nanofio. Os resultados obtidos para o nanodisco modificado mostraram que é possível modular a frequência girotrópica do núcleo do vórtice, que depende fortemente da razão de aspecto do disco (espessura/diâmetro). Num disco com o anel de impurezas, um ajuste fino na frequência girotrópica pode ser obtido pela variação dos parâmetros do anel. Além disso, foi observado que a inversão da polaridade do núcleo do vórtice pode ocorrer devido à interação entre o núcleo do vórtice com o anel; a reversão da polaridade num disco com o anel requer amplitudes de excitação menores do que aquelas requeridas no disco sem o anel. Os resultados obtidos para o nanofio modificado indicaram que é possível controlar posição da parede de domínio transversal; a parede pode ser de movida de um aglomerado até o outro pela simples inversão do sentido do campo magnético aplicado. A reversão da polaridade da parede de domínio transversal também foi investigada e o uso dessa distribuição de impurezas mostrou-se útil para estabilizar o movimento da parede que ocorre após a inversão da polaridade; assim a mudança da polaridade ocorre de uma forma rápida e reversível. Como um exemplo de aplicação desse nanofio modificado, propomos o seu uso como uma célula num dispositivo de memória não-volátil, que usa 2 bits por célula; ou seja, a informação pode ser armazenada tanto na posição quanto na polaridade da parede de domínio transversal. Embora os resultados apresentados aqui sejam para simples distribuições de impurezas magnéticas acreditamos que as suas consequências possam ser planejadas e estendidas para o desenvolvimento e realização de futuros dispositivos. / During the last decades the magnetization dynamics in nanostructured systems has become a subject of relevance from fundamental micromagnetism as well as for their new potential technological applications. Nanomagnets are interesting systems to study exotic magnetic structures like vortices, skyrmions and domain walls. The detailed understanding of the static and dynamic properties of these nanoscale spin configurations is a crucial requirement for the realization of future spintronic device. Due to the shape anisotropy that originates from dipolar interaction, the magnetic configurations that emerge in nanostructured systems are very sensitive to the geometric form and dimensions of the nanomagnet. This work is focused on the study of planar nanomagnets, in the formats of disk and strip, made of a soft magnetic material like Permalloy. The magnetic vortex is observed in a nanodisk with appropriate dimensions, because it is an intermediate state between the mono and multi-domain regimes. Under suitable conditions, a single transverse domain wall can be experimentally injected into a rectangular nanowire. Both the vortex core and the wall behaves as a quasiparticle, whose the properties can be manipulated by an external agent (magnetic field or spin polarized current). At low excitation amplitudes, it is known that the vortex describes a circular movement, whereas the wall is restricted to an unidirectional movement. In this regime, each quasiparticle evolves without changing its polarity; a structural property associated with a two-fold degenerate state. For an excitation amplitude strong enough, the quasiparticle experiences a deformation on its structure so that, it occurs the switching of the polarity. From the technological point of view, the control of the polarity reversing mechanism is fundamental, because this two-fold degeneracy can work as "zero"or "one", being useful to encode information for data storage or even to perform logical operations. Some works reported that nanomagnets containing defects can influence or modify strongly the dynamic of the quasiparticle. Imperfections are generated during the fabrication process of the nanomagnets or else they can be intentionally incorporated for a specific purpose. As an example, in order to control the domain wall motion it is very important to impose certain positions along the nanowire where the wall can stop. There are several means of establishing such critical points for the quasiparticle. Variations of geometry, cavities, notches, and so on can be classified as non-magnetic defects. Generally, this type of defect acts as a pinning site for the quasiparticle. A magnetic defect emerges from an inhomogeneity of the magnetic environment, in other words, a local variation of the magnetic properties. In a previous study, our team has modeled a magnetic impurity as a local variation of the exchange constant. As an immediate result of the insertion of a magnetic impurity into a nanomagnet, we have demonstrated via numerical simulations that magnetic impurities can induce two types of traps for the quasiparticle: a local reduction of the exchange constant corresponds to a pinning site (potential well), whereas a local increase of the exchange constant represents a blocking site (potential barrier). This thesis investigates the dynamic of the quasiparticle confined by a distribution of magnetic impurities: for the case of the vortex core it has been considered a ring of impurities, concentric to the nanodisk; and for the case of the domain wall it has been considered two clusters of impurities, identical and equidistant from the nanowire width axis. The found results for the modified nanodisk have shown that it is possible to modulate the gyrotropic frequency that depends strongly on the disk aspect ratio (thickness/diameter). In a disk with the ring of magnetic impurities, a fine tuning of the gyrotropic frequency can be obtained by varying of the ring parameters. Furthermore, it was found that the polarity switching of the vortex core can occur due to the interaction between the vortex core and the ring; the polarity reversing in a disk with a ring requires smaller excitation amplitudes than the disk without the ring does. The found results for the nanowire have indicated that it is possible to control the transverse domain wall position; the wall can be moved from a cluster to the other by simply reversing of the magnetic field direction. The switching of the transverse domain wall polarity was also investigated and the use of this impurity distribution demonstrated to be useful to stabilize the motion wall motion after occurring polarity reversal; thus the changing of the polarity occurs in a fast and reversible way. As an example of the application of this modified nanowire, we propose its use as a cell in a nonvolatile memory device based on 2 bits per cell, in other words, the information can be encoded in the position as well as the polarity of the transverse domain wall. Although the results presented here are for a very simple distribution of magnetic impurities, we believe their consequences can be planned and extended for the design and realization of future devices.

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