Made available in DSpace on 2015-03-03T15:16:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IsaiasPC_TESE_1-84.pdf: 2809180 bytes, checksum: b5296d8a5c3a25f026f9c70b69fdb531 (MD5) Previous issue date: 2010-12-16 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this thesis, we investigated the magnonic and photonic structures that exhibit the so-called deterministic disorder. Speci cally, we studied the effects of the quasiperiodicity, associated with an internal structural symmetry, called mirror symmetry, on the spectra of photonics and magnonics multilayer. The quasiperiodicity is introduced when stacked layers following the so-called substitutional sequences. The three sequences used here were the Fibonacci sequence, Thue-Morse and double-period, all with mirror symmetry. Aiming to study the propagation of light waves in multilayer photonic, and spin waves propagation in multilayer magnonic, we use a theoretical model based on transfer matrix treatment. For the propagation of light waves, we present numerical results that show that the quasiperiodicity associated with a mirror symmetry greatly increases the intensity of transmission and the transmission spectra exhibit a pro le self-similar. The return map plotted for this system show that the presence of internal symmetry does not alter the pattern of Fibonacci maps when compared with the case without symmetry. But when comparing the maps of Thue-Morse and double-time sequences with their case without the symmetry mirror, is evident the change in the pro le of the maps. For magnetic multilayers, we work with two di erent systems, multilayer composed of a metamagnetic material and a non-magnetic material, and multilayers composed of two cubic Heisenberg ferromagnets. In the rst case, our calculations are carried out in the magnetostatic regime and calculate the dispersion relation of spin waves for the metamgnetic material considered FeBr2. We show the e ect of mirror symmetry in the spectra of spin waves, and made the analysis of the location of bulk bands and the scaling laws between the full width of the bands allowed and the number of layers of unit cell. Finally, we calculate the transmission spectra of spin waves in quasiperiodic multilayers consisting of Heisenberg ferromagnets. The transmission spectra exhibit self-similar patterns, with regions of scaling well-de ned in frequency and the return maps indicates only dependence of the particular sequence used in the construction of the multilayer / Nesta tese, investigamos as estruturas fot?nicas e magn?nicas que apresentam desordem determin?stica. Especificamente, estudamos os efeitos da quasiperiodicidade associada com uma simetria interna estrutural, a chamada simetria espelho, sobre os espectros de multicamadas quasiperi?dicas fot?nicas e magn?nicas. A quasiperiodicidade ? introduzida quando arranjamos as camadas que comp?em a multicamada seguindo as chamadas seq??ncias substitucionais. As tr?s seq??ncias usadas aqui foram a seq??ncia de Fibonacci, Thue-Morse e per?odo duplo, todas com simetria espelho. Com o objetivo de estudar a propaga??o de ondas de luz nas multicamadas fot?nicas, e a propaga??o das ondas de spin nas multicamadas magn?nicas, usamos um modelo te?rico baseado no tratamento da matriz transfer?ncia. Para a propaga??o das ondas de luz, apresentamos resultados num?ricos que mostram que a quasiperiodicidade associada com uma simetria espelho aumenta consideravelmente a intensidade da transmiss?o, com os espectros de transmiss?o exibindo um perfil autosimilar. Os mapas de retorno tra?ados para esse sistema mostram que a presen?a da simetria interna n?o altera o padr?o dos mapas para o caso Fibonacci, quando comparado com o caso sem simetria. Mas quando comparamos os mapas das seq??ncias de Thue-Morse e per?odo duplo, com os respectivos caso sem simetria espelho, fica evidente que a simetria altera o perfil dos mapas. Para as multicamadas magn?ticas, trabalhamos com dois sistemas diferentes: multicamadas compostas de um metamagneto e um material n?o magn?tico, e multicamadas compostas de dois ferromagnetos c?bicos de Heisenberg. No primeiro caso, os c?lculos foram realizados no regime magnetost?tico e calculamos a rela??o de dispers?o das ondas de spin para o material metamagn?tico FeBr2. Mostramos o efeito da simetria espelho nos espectros das ondas de spin, e fizemos a an?lise da localiza??o das bandas de volume, e das leis de escala entre a largura total das bandas permitidas e o n?mero de camadas que comp?em a c?lula unit?ria. Finalizando, calculamos os espectros de transmiss?o das ondas de spin nas multicamadas quasiperi?dicas formadas por ferromagnetos de Heisenberg. Os espectros de transmiss?o exibem padr?es auto-similares, com regi?es de escalonamento bem definidas em freq??ncia, e os mapas de retorno indicam depend?ncia somente da seq??ncia particular usada na constru??o da multicamada

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RebenRMG.pdf: 3800723 bytes, checksum: a25f5d04ee938499344a1aa36b4e8be8 (MD5) Previous issue date: 2008-12-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / There is nowadays a growing demand for located cooling and stabilization in optical and electronic devices, haul of portable systems of cooling that they allow a larger independence in several activities. The modules of thermoelectrical cooling are bombs of heat that use efect Peltier, that consists of the production of a temperature gradient when an electric current is applied to a thermoelectrical pair formed by two diferent drivers. That efect is part of a class of thermoelectrical efcts that it is typical of junctions among electric drivers. The modules are manufactured with semiconductors. The used is the bismuth telluride Bi2Te3, arranged in a periodic sequence. In this sense the idea appeared of doing an analysis of a system that obeys the sequence of Fibonacci. The sequence of Fibonacci has connections with the golden proportion, could be found in the reproductive study of the bees, in the behavior of the light and of the atoms, as well as in the growth of plants and in the study of galaxies, among many other applications. An apparatus unidimensional was set up with the objective of investigating the thermal behavior of a module that obeys it a rule of growth of the type Fibonacci. The results demonstrate that the modules that possess periodic arrangement are more eficient / H? atualmente uma demanda crescente por resfriamento localizado e estabiliza??o de temperatura em dispositivos ?pticos e eletr?nicos, alem de sistemas de refrigera??o port?teis que permitem uma maior independ?ncia em diversas atividades. Os m?dulos de refrigera??o termoel?trica s?o bombas de calor que utilizam efeito Peltier, que consiste na produ??o de um gradiente de temperatura quando uma corrente el?trica ? aplicada a um par termoel?trico formado por dois condutores diferentes. Esse efeito faz parte de uma classe de efeitos termoel?tricos que ? t?pico de jun??es entre condutores el?tricos. Os m?dulos s?o fabricados com semicondutores. O mais utilizado ? o telureto de bismuto Bi2Te3, arranjados em uma seq??ncia peri?dica. Neste sentido surgiu a id?ia de fazer uma an?lise de um sistema que obedece a seq??ncia de Fibonacci. A seq??ncia de Fibonacci tem conex ?es com a propor??o ?urea, podendo ser encontrada no estudo reprodutivo das abelhas, no comportamento da luz e dos ?tomos, como tamb?m no crescimento de plantas e no estudo de gal?xias, dentre muitas outras aplica??es. Foi montado um aparato unidimensional com o objetivo de investigar o comportamento t?rmico de um m?dulo que obedece a uma regra de crescimento do tipo Fibonacci. Os resultados demonstram que os m?dulos que possuem arranjo peri?dico s?o mais eficientes iv

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ClaudionorGB_capa_ate_pag106.pdf: 4838802 bytes, checksum: f466b094fdd0062406ecc2cba033657c (MD5) Previous issue date: 1999-11-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Neste trabalho investigamos estruturas magn?ticas que apresentam as chamadas desordens determin?sticas. Especificamente, sistemas de super-redes magn?ticas e filmes finos magn?ticos que s?o constru?dos obedecendo ?s sequ?ncias quasi peri?dicas de Fibonacci, per?odo duplo, Thue-Morse e Rudin-Shapiro. O principal interesse de nosso estudo foi investigar o efeito da quasiperiodicidade nas propriedades f?sicas dos sistemas citados acima. No caso das super-redes magn?ticas quasiperi?dicas , mostramos o efeito da quasiperiodicidade nas bandas de volume atrav?s do espectro de ondas de spin. Entre estes efeitos destacamos: (i) a localiza??o das bandas de volume que, no limite de altas gera??es das v?rias sequ?ncias, se tornam conjuntos de Cantor; (ii) as leis de escala entre a largura total das bandas de volume e o n?mero de camadas que comp?em a c?lula unit?ria; e (iii) o comportamento multifractal das bandas de volume evidenciado pelo aspectro de singularidades f (?) . No caso dos filmes finos magn?ticos quasiperi?dicos, podemos destacar dois efeitos: (i) o surgimento de novas fases magn?ticas que n?o est?o presentes quando o arranjo ? peri?dico; e (ii) a depend?ncia da autosimilaridade das curvas de magnetoresist?ncia na intensidade relativa do acoplamento biquadr?tico. Neste ?ltimo ponto em particular, o padr?o autosimilar da magnetoresist?ncia, no que chamamos v?lvulas de spin quasiperi?dicas, origina patamares definidos de magnetoresist?ncia que podem ser de interesse tecnol?gico em sistemas de leitura e grava??o magn?ticos

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:16:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FabioFM.pdf: 1004422 bytes, checksum: 4a200083b0d18fa8ca10e38ed87cbbe3 (MD5) Previous issue date: 2007-10-17 / The study of the elementary excitations such as photons, phonons, plasmons, polaritons, polarons, excitons and magnons, in crystalline solids and nanostructures systems are nowdays important active ?eld for research works in solid state physics as well as in statistical physics. With this aim in mind, this work has two distinct parts. In the ?rst one, we investigate the propagation of excitons polaritons in nanostructured periodic and quasiperiodic multilayers, from the description of the behavior for bulk and surface modes in their individual constituents. Through analytical, as well as computational numerical calculation, we obtain the spectra for both surface and bulk exciton-polaritons modes in the superstructures. Besides, we investigate also how the quasiperiodicity modi?es the band structure related to the periodic case, stressing their amazing self-similar behavior leaving to their fractal/multifractal aspects. Afterwards, we present our results related to the so-called photonic crystals, the eletromagnetic analogue of the electronic crystalline structure. We consider periodic and quasiperiodic structures, in which one of their component presents a negative refractive index. This unusual optic characteristic is obtained when the electric permissivity and the magnetic permeability ? are both negatives for the same range of angular frequency ? of the incident wave. The given curves show how the transmission of the photon waves is modi?ed, with a striking self-similar pro?le. Moreover, we analyze the modi?cation of the usual Planck?s thermal spectrum when we use a quasiperiodic fotonic superlattice as a ?lter. / O estudo das excita??es elementares (f?tons, f?nons, plasmons, polaritons, polarons, excitons e magnons) em s?lidos cristalinos e sistemas nanoestruturados, entre os quais destacamos os materiais isolantes, semicondutores e magn?ticos, constitui um importante campo ativo na pesquisa em f?sica do estado s?lido e em f?sica estat?stica. Dentro deste escopo, este trabalho possui duas vertentes distintas. Na primeira parte, estudamos a propagac?o dos polaritons de excitons em sistemas nanoestruturados formados por multicamadas peri?dicas e quasiperi?dicas, a partir da descri??o do comportamento dos seus modos de volume e de superf?cie em seus constituintes individuais. Atrav?s de c?lculo anal?tico e num?rico computacional, obtemos inicialmente os espectros de frequ?ncia dos polaritons de excitons nestas superestruturas. Posteriormente, investigamos como a quasiperiodicidade modifica a sua estrutura de bandas em rela??o ao caso peri?dico, induzindo os seus espectros a uma forma auto-similar, caracterizando a sua fractalidade/multifractalidade. Na segunda parte, apresentamos nossos resultados relacionados com os chamados cristais fot?nicos, o an?logo eletromagn?tico aos sistemas cristalinos eletr?nicos. Vamos considerar os cristais fot?nicos peri?dicos e quasiperi?dicos, onde um dos seus componentes possui ?ndice de refra??o negativo. Esta caracter?stica ?ptica inusitada ? obtida quando a permissividade el?trica e a permeabilidade magn?tica ? s?o ambas negativas para a mesma faixa de frequ?ncia angular ? da onda incidente. As curvas obtidas mostram como a transmiss?o da onda eletromagn?tica se modifica neste caso, com interessantes aspectos auto-similares. Al?m disso, analisamos as modifica??es do espectro t?rmico de Planck usual, utilizando uma super-rede fot?nica quasiperi?dica como filtro

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:15:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FabioFM.pdf: 1459636 bytes, checksum: 4f2bb557c6a5bddb80e46f325bd5b4dd (MD5) Previous issue date: 2004-12-03 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this work we study the spectrum (bulk and surface modes) of exciton-polaritons in infinite and semi-infinite binary superlattices (such as, ???ABABA???), where the semiconductor medium (A), whose dielectric function depends on the frequency and the wavevector, alternating with a standard dielectric medium B. Here the medium A will be modeled by a nitride III-V semiconductor whose main characteristic is a wide-direct energy gap Eg. In particular, we consider the numerical values of gallium nitride (GaN) with a crystal structure wurtzite type. The transfer-matrix formalism is used to find the exciton-polariton dispersion relation. The results are obtained for both s (TE mode: transverse electric) and p (TM mode: transverse magnetic) polarizations, using three diferent kind of additional boundary conditions (ABC1, 2 e 3) besides the standard Maxwell's boundary conditions. Moreover, we investigate the behavior of the exciton-polariton modes for diferent ratios of the thickness of the two alternating materials forming the superlattice. The spectrums shows a confinement of the exciton-polariton modes due to the geometry of the superlattice. The method of Attenuated Total Reflection (ATR) and Raman scattering are the most adequate for probing this excitations / Neste trabalho estudamos o espectro (modos de volume e de superf?cie) dos polaritons de exciton em uma super-rede bin?ria infinita e semi-infinita (tal como, ???ABABA???), onde um meio semicondutor (A), cuja fun??o diel?trica depende da frequ?ncia e do vetor de onda, alterna-se com um diel?trico comum (B). Aqui, o meio A ser? modelado por um semicondutor da fam?lia dos nitretos (semicondutor III-V) que tem como caracter?stica principal um gap de energia (Eg) direto e largo. Em particular, consideramos os valores num?ricos para o nitreto de g?lio (GaN) com uma estrutura cristalina tipo wurtzite. A t?cnica da matriz de transfer?ncia ? utilizada para encontrarmos a rela??o de dispers?o do polariton de exciton. Os resultados s?o obtidos para os modos de polariza??o s (ou modo TE: transversal el?trico) e p (ou modo TM: transversal magn?tico), usando tr?s diferentes condi??es de contorno adicionais (ABC1, 2 e 3), mais as condi??es de contorno padr?es de Maxwell. Al?m disso, investigamos o comportamento dos modos do polariton de exciton para diferentes raz?es entre as espessuras das camadas dos dois materiais que comp?em a super-rede Os espectros encontrados evidenciam um comportamento de confinamento dos polaritons de exciton devido ?s geometrias empregadas. As t?cnicas experimentais ATR ("Attenuated Total Reflection") e o espalhamento Raman s?o as mais adequadas para a caracteriza??o dessas excita??es