SANTOS, Clenilton Costa dos. Fônons nos sistemas RVO4 e La1-xCexPO4. 2006. 69 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-03T18:45:53Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_ccsantos.pdf: 1277913 bytes, checksum: 6a1a955f62dd2dce85a6a88fae471dd9 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-03T19:51:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_ccsantos.pdf: 1277913 bytes, checksum: 6a1a955f62dd2dce85a6a88fae471dd9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-03T19:51:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_ccsantos.pdf: 1277913 bytes, checksum: 6a1a955f62dd2dce85a6a88fae471dd9 (MD5) Previous issue date: 2006 / In this work we present a Raman investigation of RVO4 (where R = Sm, Ho, Yb and Lu) and La1-xCexPO4 (where x = 0,00, 0,04, 0,16, 0,22, 0,32 and 1,00) compounds. Polarized Raman scattering measurements were carried out in the RVO4 compounds to obtain a better description of the room temperature phonons than those previously reported in literature. We observe that the frequencies of most of phonons increase with increasing atomic number (Z) of R. This behavior results from the lattice contraction when R goes from La to Lu. On the other hand, due to their dimensions and shape, unpolarized Raman scattering was used to investigate the room temperature phonon spectra of La1-xCexPO4 compounds. No appreciable changes were observed, indicating that the LaPO4 lattice is not substantially modified by Ce doping. However, some extra or additional phonons were observed. The origin of these modes comes probably from the activation of infrared modes due to the breakdown of symmetry rules. / Neste trabalho apresentamos uma investigação dos compostos RVO4 (onde R = Sm, Ho, Yb e Lu) e La1-xCexPO4 (onde x = 0,00, 0,04, 0,16, 0,22, 0,32 e 1,00) através da técnica de espalhamento Raman. Medidas de espalhamento Raman polarizadas foram realizadas nos compostos RVO4 para obter uma descrição dos fônons a temperatura ambiente melhor do que aquelas publicadas anteriormente na literatura. Observamos que a freqüência da maioria dos fônons aumenta com o aumento do número atômico (Z) de R. Este comportamento resulta da contração da rede quando R vai de La até Lu. Por outro lado, devido às dimensões e forma dos compostos La1-xCexPO4, medidas de espalhamento Raman não-polarizadas foram usadas para obter seus espectros de fônons a temperatura ambiente. Nenhuma mudança apreciável foi observada, indicando que a rede do composto LaPO4 não sofre modificações consideráveis por causa da dopagem de Ce. Contudo alguns fônons extras ou adicionais foram observados. A origem desses modos advém, provavelmente, da ativação de modos infravermelho causadas por quebras de regras de simetria.

MELO, Wanessa David Canedo. Transições de fase em monocristais de D-Metionina. 2012. 86 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-13T20:33:27Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_wdcmelo.pdf: 20119688 bytes, checksum: 2cea088ba0adb8d462559d2b87daaf54 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-13T20:38:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_wdcmelo.pdf: 20119688 bytes, checksum: 2cea088ba0adb8d462559d2b87daaf54 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-13T20:38:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_wdcmelo.pdf: 20119688 bytes, checksum: 2cea088ba0adb8d462559d2b87daaf54 (MD5) Previous issue date: 2012 / In this work we have been investigated the vibrational properties of the D-methionine single crystals using the Raman and Infrared spectroscopies. The Raman spectroscopy measurements were performed under varying hydrostatic pressure from 0 GPa up to 7.0 GPa, indicated two transitions, one around 2.0 GPa and another in 2.5GPa, which were detected by changes of the vibrationals modes of the carboxilic (CO2-), amino (NH3+), CS, CSC, CH2 and CH3, respectively. These vibrationals modes also have been sensitized under low temperatures, whose changes have been helpful to identify the phase transition with the measurements of the infrared scattering from 298K up to 84K. In the measurements of the Raman scattering realized between 298K and 84K, the transition was identified by emerging of the translational mode in 91 cm-1 around 84K. Further, in this work we have been compared changes presented by crystal lattice between D-methionine and L-methionine under extremes conditions of the pressure. / Nesse trabalho investigamos as propriedades vibracionais em monocristais D-Metionina, utilizando as espectroscopias Raman e Infravermelho. As medidas de espectroscopia Raman foram realizadas sob a variação de pressão hidrostática no intervalo de 0GPA até 7GPa, mostraram duas transições de fase, uma por volta 2.0GPa e outra em 2.5GPa, as quais foram detectadas no espectro Raman através das mudanças exibidas pelos picos associados principalmente às vibrações atribuídas à carboxila (CO2-), amina (NH3+), , ligações CS e CSC e grupos CH2 e CH3. Esses modos vibracionais também foram sensibilizados em baixas temperaturas, sendo que suas mudanças serviram como referência para identificar a transição de fase nas medidas de espalhamento infravermelho no intervalo de temperatura de 298K a 84K. Nas medidas de espalhamento Raman de 298K a 13K, a transição foi identificada pelo surgimento do modo translacional em 91 cm-1 por volta de 84K. Além disso, nesse trabalho comparamos o comportamento das mudanças apresentadas na rede cristalina dos monocristais de D-metionina de L-metionina sob condições extremas de pressão.

MELO, Wanessa David Canedo. Transições de fase em monocristais de D-Metionina. 2012. 86 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-22T18:15:02Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_wdcmelo.pdf: 20119688 bytes, checksum: 2cea088ba0adb8d462559d2b87daaf54 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-22T21:31:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_wdcmelo.pdf: 20119688 bytes, checksum: 2cea088ba0adb8d462559d2b87daaf54 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-22T21:31:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_wdcmelo.pdf: 20119688 bytes, checksum: 2cea088ba0adb8d462559d2b87daaf54 (MD5) Previous issue date: 2012 / In this work we have been investigated the vibrational properties of the D-methionine single crystals using the Raman and Infrared spectroscopies. The Raman spectroscopy measurements were performed under varying hydrostatic pressure from 0 GPa up to 7.0 GPa, indicated two transitions, one around 2.0 GPa and another in 2.5GPa, which were detected by changes of the vibrationals modes of the carboxilic (CO2-), amino (NH3+), CS, CSC, CH2 and CH3, respectively. These vibrationals modes also have been sensitized under low temperatures, whose changes have been helpful to identify the phase transition with the measurements of the infrared scattering from 298K up to 84K. In the measurements of the Raman scattering realized between 298K and 84K, the transition was identified by emerging of the translational mode in 91 cm-1 around 84K. Further, in this work we have been compared changes presented by crystal lattice between D-methionine and L-methionine under extremes conditions of the pressure. / Nesse trabalho investigamos as propriedades vibracionais em monocristais D-Metionina, utilizando as espectroscopias Raman e Infravermelho. As medidas de espectroscopia Raman foram realizadas sob a variação de pressão hidrostática no intervalo de 0GPA até 7GPa, mostraram duas transições de fase, uma por volta 2.0GPa e outra em 2.5GPa, as quais foram detectadas no espectro Raman através das mudanças exibidas pelos picos associados principalmente às vibrações atribuídas à carboxila (CO2-), amina (NH3+), , ligações CS e CSC e grupos CH2 e CH3. Esses modos vibracionais também foram sensibilizados em baixas temperaturas, sendo que suas mudanças serviram como referência para identificar a transição de fase nas medidas de espalhamento infravermelho no intervalo de temperatura de 298K a 84K. Nas medidas de espalhamento Raman de 298K a 13K, a transição foi identificada pelo surgimento do modo translacional em 91 cm-1 por volta de 84K. Além disso, nesse trabalho comparamos o comportamento das mudanças apresentadas na rede cristalina dos monocristais de D-metionina de L-metionina sob condições extremas de pressão.

Plasmonic cavities confine optical fields at metal-dielectric interfaces via collective charge oscillations of free electrons within metals termed surface plasmon polaritons (SPPs). SPPs are confined in nanometre gaps formed between two metallic surfaces which creates an optical resonance. This optical resonance of the system is controlled by the geometry and the material of the nanogap. The focus of this work is to understand and utilize these confined optical modes to probe and manipulate the dynamics of single-molecules at room temperature. In this thesis, nanogap cavities are constructed by placing nanoparticles on top of a metal-film separated by molecular spacers. Such nanogaps act as cavities with confined optical fields in the gap. Precise position and orientation of single-molecules in the gap is obtained by supramolecular guest-host assembly and DNA origami breadboards. The interaction of light and single-molecules is studied in two different regimes of interaction strength. In the perturbative regime molecular light emission from electronic and vibrational states is strongly enhanced and therefore is used for the detection of single-molecules. In this regime the energy states remain unaltered, however profound effects emerge when the gap size is reduced to < 1 nm. New hybridized energy states which are half-light and half-matter are then formed. Dispersion of these energies is studied by tuning the cavity resonance across the molecular resonance, revealing the anti-crossing signature of a strongly coupled system. This dressing of molecules with light results in the modification of photochemistry and photophysics of single-molecules, opening up the exploration of complex natural processes such as photosynthesis and the possibility to manipulate chemical bonds.

L’objectif central de cette thèse est d’étudier des phases ordonnées en compétition dans des matériaux magnétiques présentant une structure cristalline tétragonale centrée.Ce travail est divisé en deux parties principales. Dans la première, nous présentons les résultats de notre étude de la compétition entre des états ordonnés antiferromagnétiques et des phases liquides de spin. Nous montrons comment ces dernières peuvent être stabilisées par la frustration géométrique et par une généralisation de la symétrie de spinau groupe SU(n). Les états antiferromagnétiques sont décrits par une théorie d’onde despin et l’analyse de liquide de spin est effectuée par une représentation fermionique des opérateurs de spin. Dans la deuxième partie, nous décrivons une théorie effective pour dércrire des expériences de diffusion Raman. Nous fournissons un aperçu de la phase d’ordre caché affichée par le composé de fermions lourds URu2Si2. / The main objective of this thesis is to investigate the competing ordered phases in the metallic heavy fermion compound URu2Si2, which displays a body-centered tetragonallattice. We first provide a study case of the competition between antiferromagnetic(AF) and spin liquid phases. The antiferromagnetic state is study with spin-wave theory. Whereas the spin liquid analysis has been carried out in an algebraic spin liquid representation.In the second part, we describe an effective theory for Raman scattering experiments at these particular phases. We provide insight about the hidden order phase displayed by the heavy fermion compound URu2Si2.

Orientador: Francisco das Chagas Marques / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-16T08:31:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viana_GustavoAlexandre_D.pdf: 26050862 bytes, checksum: 8af75e89f5e6b6013343b0c988c3e7ee (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Ao longo desse projeto de doutorado, foi projetado e construído um sistema de deposição de filmes, livre de bombeamento (LB) de gás(es) no decorrer dos processos e capaz de realizar deposições em duas modalidades: ¿Sputtering¿ e PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). Amostras amorfas carbohidogenadas (a-C:H) do tipo diamantinas (DLC) e poliméricas (PLC) foram obtidas em deposições por PECVD, nas quais, variou-se o fluxo de gás metano (CH4 ¿ precursor). Com a redução dos fluxos, dentro das condições de deposição adotadas e da geometria de nosso sistema, são observados, para os filmes DLC (PLC), aumento da ordem de 83% (54%) para a taxa de deposição e queda de 44% (56%) no volume de CH4 consumido, para cada nm de filme depositado, porém, em razão da saturação da atmosfera de deposição por H2, não concomitante com o regime LB. Através de caracterizações optoeletrônicas, vibracionais e mecânicas, conforme se reduz o fluxo de CH4, observam-se comportamentos semelhantes em ambos os tipos de amostras depositadas para os valores do gap óptico e hidrogenação, sempre com as amostras do tipo PLC mais isolantes e hidrogenadas. Contudo, comportamentos distintos em relação ao índice de refração (n) e stress intrínseco são estabelecidos. Enquanto as amostras do tipo PLC apresentam-se praticamente não estressadas e com tendência de queda para o valor de , as do tipo DLC assistem ao crescimento de ambos os valores. Além disso, medidas de Raman no visível revelam aumentos para os valores da posição da banda G e razão ID/IG, conforme se reduz o fluxo de CH4, indicando aumento na proporção da razão sp2/sp3. Ainda para as amostras DLC, medidas de dureza mostraram ótimos resultados para este tipo de modalidade de deposição, chegando a valores de até ~20 GPa. Filmes amorfos não hidrogenados de carbono (a-C) foram depositados por ¿Sputtering ¿de um alvo de grafite em atmosferas de deposição compostas por Argônio (Ar) e Xenônio (Xe). Todas as deposições em atmosferas de Xe foram realizadas em regime LB, visando, com isso, além da economia no consumo de Xe, obter as condições de deposição que mais favorecessem sua incorporação por parte das matrizes de a-C. Da redução dos fluxos de Ar empregados nas deposições, os melhores resultados foram concomitantemente obtidos para o regime LB (diferente do que se observa em PECVD), onde um aumento de 70% na taxa de deposição foi acompanhado de uma queda de seis ordens de grandeza no volume de gás consumido para cada nm de filme depositado. Resultado este, excelente do ponto de vista de economia de gás(es). Assim como nas amostras depositadas por PECVD, nestas também foram realizadas caracterizações optoeletrônicas e mecânicas, as quais revelaram valores para o stress, gap óptico e n condizentes com amostras do tipo grafíticas (GLC). Medidas de efusão térmica, realizadas em amostras incorporadas de Xe, permitiram pela primeira vez, até onde sabemos, a determinação do coeficiente de difusão e da energia livre de difusão (~1.9 e V) para átomos de Xe aprisionados em uma matriz amorfa do tipo GLC. Procedimentos de ativação e posterior espectroscopia gama, conduzidos em amostras de a-C:Xe, confirmaram a capacidade de transmutação do isótopo estável 124Xe (abundância natural de 0.1%), via bombardeio de nêutrons térmicos e capturas eletrônicas, para o radionuclídeo 125I, muito utilizado em tratamentos anticancerígenos como o de próstata, por exemplo. Dessa forma, baseados nos resultados de ativação e detecção gama, na habilidade terapêutica do 125I e na bio/hemocompatibilidade dos filmes de a-C, nesse trabalho de doutorado, é proposto um modelo comercial para sementes clínicas, utilizadas em tratamentos localizados anticancerígenos denominados de Braquiterapia, baseadas em filmes amorfos de carbono incorporados do isótopo 124Xe (i.e., a-C:124Xe), com dose e atividade adequados para tal propósito / Abstract: In this PhD thesis a Sputtering and PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) deposition system, appropriated for deposition free of gas pumping along the procedure, was projected and built. Hydrogenated amorphous (a-C:H) with Diamond-Like carbon (DLC) and Polymer-Like carbon (PLC) structures were deposited by PECVD under different methane (CH4) flow rate. The properties of the films changes significantly as the CH4 flow rate decreases from high flow (~80 sccm) to zero flow (pumping free deposition). An increase in the deposition rate of the DLC (PLC) films by 83% (54%), accompanied by a fall of 44% (56%) of the CH4 volume consumed to deposited the films, was observed at CH4 flow rate of 3.9 sccm, compared to films deposited at high flow rate. For smaller CH4 flow rate, the deposition rate decreases due to H2 saturation of the deposition atmosphere. The optical gap (determined by uv-visible transmission spectroscopy) and hydrogen concentration (determined by FTIR) varies in a similar fashion for both series of films (DLC and PLC) as a function of CH4 flow rate. Electrical conductivity measurements revealed that the PLC films are always more insulating than the DLC films. The concentration of hydrogen (determined by FTIR) is much higher in PLC films. The behavior of the index of refraction and the stress as a function of CH4 flow rate, for both series of films, are quite different from each other. PLC films has very small stress and the index of refraction decreases as the CH4 decrease, while the opposite is observed for DLC films, which are very compressive stressed and the index of refraction increases in the same range. Visible Raman scattering, performed on the DLC films, shows an increase of the G peak position and ID/IG rate, as the CH4 decreases, indicating an increase in the sp2/sp3 ratio. Nanohardness measurements also show that the harder films (~20 GPa) are obtained at relatively low flow rate. Non-hydrogenated amorphous carbon films (a-C) were deposited by Sputtering a graphite target in argon (Ar) or xenon (Xe) atmosphere. Differently from the result observed in films deposited by PECVD, the highest deposition rate obtained by sputtering was under pumping free deposition (zero argon flow rate). In this case an increase of 70% in the deposition rate was obtained, accompanied by six order of magnitude drop of the gas consumption. All the depositions performed in Xe atmosphere were carried out in pumping free regime to reduce Xe consumption and also to determine the best deposition setup in order to acquire the higher incorporation on Xe into the a-C matrix. High concentration of xenon (3.6%) was obtained with an extremely low consumption of xenon gas. Optoelectronic and mechanical characterization were carried out in the films deposited by sputtering and revealed that their stress, index of refraction and optical gap are consistent with graphite-like carbon films (GLC). Thermal desorption spectroscopy, performed in Xe incorporated samples, allowed, for the first times, to the best of our knowledge, to determine the diffusion coefficient and the free diffusion energy (~19eV) of Xe atoms trapped into amorphous GLC matrix. Activation procedure followed by gamma counting spectroscopy, carried out in a-C:Xe films, confirm the isotopic transmutation ability of the stable 124Xe(0.1% of natural abundance), by thermal neutrons bombardment and electrons capture, to the radionuclide 125I, which is an element largely employed in anticancer treatment, like the prostate one, for example. Thus, based on the activation and gamma counting results, on the 125I therapeutic ability and the a-C hemo/biocompatibility, in this PhD thesis it is proposed a model for commercial clinical seeds, used in local anticancer treatment named Brachytherapy, based on the isotope 124Xe incorporated amorphous carbon film (i.e., a-C:124Xe), with appropriate dose and activity to this purpose / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho visa estudar as propriedades vibracionais dos cristais dos Ãcidos palmÃtico e esteÃrico via espectroscopia Raman. Inicialmente foi obtida a cristalizaÃÃo dos dois Ãcidos graxos utilizando o mÃtodo por evaporaÃÃo lenta do solvente usando dois solventes com nÃveis diferentes de polaridade (etanol e clorofÃrmio) em duas diferentes temperaturas sendo uma ~16 oC e a outra ~0 oC. Sendo assim, obtiveram-se cristais simples com duas formas polimÃrficas conhecidas na literatura como formas Bm e C, ambas na simetria monoclÃnica com grupo espacial P21/a (C52h) com Z=4, as quais foram confirmadas por meio da tÃcnica de difraÃÃo de raios X. Em seguida, com o intuito de avaliar a estabilidade termodinÃmica dos cristais escolhidos para este estudo, foram realizadas medidas de espectros Raman tanto em condiÃÃes ambiente como em baixas temperaturas e altas pressÃes. Primeiramente, com objetivo de se determinar os modos normais de vibraÃÃo do material, foram feitos experimentos de espectroscopia Raman polarizado nos cristais de Ãcidos esteÃrico e palmÃtico ambos na forma C em duas diferentes geometrias de espalhamento, neste caso, nas polarizaÃÃes Z(YY)Z e Z(XX)Z, na regiÃo espectral 30â3000 cm-1. Para isto, foram feitas as respectivas classificaÃÃes dos modos Raman ativos utilizando-se resultados disponÃveis na literatura especializada de molÃculas de Ãcidos esteÃrico, palmÃtico e olÃico e com auxÃlio de alguns aminoÃcidos. Como segundo propÃsito, estudou-se o comportamento dos espectros Raman (polarizados) do cristal de Ãcido esteÃrico na forma C como funÃÃo da temperatura desde a temperatura ambiente atà 8 K na regiÃo espectral 30â3000 cm-1. A partir das mudanÃas observadas em vÃrias regiÃes espectrais atravÃs do experimento de resfriamento, notou-se pelo menos duas transiÃÃes de fase para o cristal, Ãs quais propomos que sejam a primeira delas do grupo fator C2h para C2 (210â180 K) e a segunda transiÃÃo (30â8 K) deste Ãltimo grupo para outro correspondente a um de maior simetria. Adicionalmente, analisou-se a evoluÃÃo das bandas Raman variando a pressÃo de 0,0 GPa atà cerca de 9,5 GPa tambÃm do cristal de Ãcido esteÃrico na forma C em trÃs regiÃes distintas: 25â200 cm-1, 800â1200 cm-1 e 2800â3100 cm-1. Nesta etapa, verificaram-se modificaÃÃes muito claras nos modos externos (intermoleculares), assim como, nos modos internos da molÃcula (intramoleculares) dentro do intervalo de 0,0 atà ~2,5 GPa, as quais foram associadas à mudanÃas conformacionais; para valores acima atà 3,3 GPa em que o cristal deve sofrer uma transiÃÃo de primeira ordem; e entre 3,3 e 3,8 GPa, onde o mesmo sofre mais uma transiÃÃo de natureza conformacional. Adicionalmente, os estudos de espectroscopia Raman do cristal de Ãcido palmÃtico na forma C em altas pressÃes foram desenvolvidos na regiÃo espectral entre 25 e 3120 cm-1 variando a pressÃo de 0,0 atà 21,0 GPa. Foram observadas modificaÃÃes pronunciadas em todas as regiÃes do espectro medido, notadamente na regiÃo dos modos da rede cristalina. Tais modificaÃÃes, possivelmente estejam associadas à uma sÃrie de transiÃÃes de fase sofridas pelo cristal que podem ser traduzidas como transiÃÃes de primeira ordem e de segunda ordem que acontecem prÃximos (ou dentro) dos seguintes intervalos de pressÃo [0;1,0] GPa, [3,0;5,5] GPa e [5,5;9,7] GPa. AlÃm disso, as anomalias observadas somente nos modos internos ~14,0 GPa foram atribuÃdas à mudanÃas conformacionais e que talvez sejam decorrentes de rotaÃÃes na molÃcula; algumas modificaÃÃes observadas acima de 18,0 GPa foram consideradas como um inÃcio de um processo de perda da cristalinidade do material, mas de modo a permitir que o cristal volte a sua estrutura original à pressÃo atmosfÃrica. / In this work vibrational properties of crystals of palmitic and stearic acids have been studied by Raman spectroscopy. Initially we were able to crystallize the fatty acids using the method of slow evaporation of the solvent. Two solvents with different levels of polarity (ethanol and chloroform) were used at two different controlled temperatures at ~ 16 oC and another at ~ 0 oC. Thus, we obtained single crystals with two polymorphic phases known in the literature as Bm and C forms, both with monoclinic symmetry of space group P21/a (C52h ) with Z=4, which were identified by technique of X-ray diffraction. In order to evaluate the thermodynamic stability of the crystals obtained in this study, we measured Raman spectra at room conditions, low temperatures and high pressures. Firstly, in order to determine the vibration normal modes of the crystals of stearic and palmitic acids both in the C form, experiments were performed using polarized Raman spectroscopy at room conditions in two different scattering geometries, in this case, Z(YY)Z and Z(XX)Z at the spectral range between 30 and 3000 cm-1. The mode assignment of the observed bands associated to the Raman active modes was done based on Raman data correlations already published for compounds such as stearic, palmitic and oleic acids among others. Secondly, the behavior of the polarized Raman spectra of the stearic acid crystal in C form was studied as function of the temperature from room temperature down to 8 K in the 30-3000 cm-1 spectral region. From the changes observed in several spectral regions on cooling, it was noticed at least two phase transitions undergone by the crystal: a first transition is related to change of the point group C2h to C2 (210-180 K); and the second transition (30-8 K) from the latter group to another corresponding to a higher symmetry. Additionally, we analyzed the evolution of the Raman bands of the crystal of stearic acid in the C form by varying the pressure from 0.0 GPa up to about 9.5 GPa in three different spectral regions: 25-200 cm-1, 800-1200 cm-1 and 2800-3100 cm-1. With increase of the pressure, various modifications have been observed in both the external and the internal modes and they were understood as follows: from 0.0 up to ~2.5 GPa, the crystal presents conformational changes; for values above 3.3 GPa the crystal undergoes one first order phase transition; and between 3.3-3.8 GPa, it undergoes another phase transition of conformational nature. Additionally, Raman spectroscopy studies on palmitic acid crystal in the C form at high pressures have been performed in the spectral region between 25 and 3120 cm-1, by varying the pressure from 0.0 up to 21.0 GPa. Pronounced modifications were observed in all regions of the measured spectra, especially in the region of the lattice modes. Such modifications, are possibly associated with a series of phase transitions undergone by the crystal that can be understood as first and second order transitions that occurs near (or within) the following pressure intervals [0;1.0] GPa, [3.0;5.5] GPa and [5.5;9.7] GPa. Furthermore, anomalies are observed in internal modes at about 14.0 GPa; they were associated with conformational changes and possibly are related with rotations of the molecule. Some modifications above of 18.0 GPa were considered as beginning of a process of loss of crystallinity, although the process allows the crystal recovers its original structure at atmospheric pressure.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alfredo Almeida Araujo.pdf: 1307305 bytes, checksum: fd5b49227c52b28ef3a5392983927234 (MD5) Previous issue date: 2008-02-13 / This dissertation aims to describe the basic characteristics of microstructured fibers, their concept and performance, and to investigate the application of a low loss microstructured fiber to the development of Raman amplifiers. An analysis of the use of these amplifiers in Telecommunication applications is described. To this end, simulations were carried out with these waveguides with the data of a real fiber described in the literature. Simulations were also carried out to determine the amplifier s net gain and noise figure and to establish the advantages of its use in a complete optical fiber span, including the compensation dispersion in the O band (1260-1360 nm). As a result, it was demonstrated that the microstructured fiber presents, in some aspects, a performance that is higher than that of conventional Raman amplifiers, and complementary to that of a commercial amplifiers, such as those based on Erbium doped fiber. / Esta dissertação tem como objetivo descrever as características básicas das fibras microestruturadas, seu conceito e desempenho, e investigar a aplicação de uma fibra microestruturada de baixa perda para o desenvolvimento de amplificadores Raman. Uma análise do uso destes em aplicações de Telecomunicações é descrita. Para isso, foram realizadas simulações destes guias de onda com dados de uma fibra real descrita na literatura. Também foram realizadas simulações para verificação do ganho líquido e figura de ruído de um amplificador baseado nesta fibra e das vantagens de seu uso em um enlace óptico completo, incluindo compensação de dispersão para sinais da banda O (1260-1360 nm). Como resultado, demonstrou-se um desempenho superior em alguns aspectos aos amplificadores Raman convencionais, e complementar aos amplificadores disponíveis atualmente no mercado, como os baseados em fibra dopada com Érbio.

Nesta tese de doutorado foram desenvolvidas metodologias para obter espectros Raman intensificados pela superficie de adsorbatos orgânicos em eletrodos de Fe, Co e Ni, que são metais que apresentam baixo fator de intensificação SERS. Foram desenvolvidos procedimentos de ativação eletroquímica para eletrodos puros dos três metais. Os protocolos de ativação eletroquímica foram utilizados para obter espectros SERS de piridina, 1,10-fenantrolina e 2- e 4-aminopiridina. O fator de intensificação determinado para o três metais, da ordem de 102-103 vezes, depende fortemente do modo vibracional do adsorbato. Os espectros SERS da piridina nos metais de transição, quando comparados com os cálculos de espectros vibracionais de cluster da piridina com átomos metálicos por DFT mostram que a formação do radical &#945;-piridil com a adsorção nos metais de transição, proposta na literatura, não ocorre. Os perfis de excitação SERS calculados pelo modelo de transferência de carga da piridina apresentaram boa correlação com os dados experimentais. Os resultados SERS para a 1,10-fenantrolina mostraram que a espécie que adsorve é a molécula livre, com a espécie adsorvida semelhante ao complexo sintetizado. A dependência das intensidades relativas com o potencial nos espectros SERS é diferente da observada para os espectros Raman ressonante dos complexos da phen com metais de transição, mostrando que o estado excitado monitorado pelas duas técnicas é diferente. O monitoramento da adsorção das 2-aminopiridinas nos metais de transição permitiu sugerir a adsorção pelo anel piridínico para potenciais menos negativos e através dos nitrogênios piridínico e amínico para potenciais mais negativos em eletrodos de Co e Ni, e para o Fe adsorve apenas pelo nitrogênio piridínico. Em solução eletrolítica 0,1 mol.L-1 KCl, a 4-aminopiridina passa de fracamente ligada para um complexo de superficie semelhante ao complexo sintetizado para potenciais mais negativos. Utilizando a solução eletrolítica 0,1 mol.L-1 KI, as duas espécies são observadas para um intervalo maior de potenciais. No eletrodo de Ni, observa-se 4-aminopiridina protonada para E = -0,7 V; para potenciais mais negativos um complexo de superficie semelhante ao complexo sintetizado é observado. Os filmes eletrodepositados de Co e Ni em eletrodos de Ag ativado eletroquimicamente permitiram a obtenção de espectros SERS da py com alto fator de intensificação. Os filmes com espessuras maiores que 2 monocamadas de Co ou Ni apresentaram bandas intensas da piridina adsorvida nestes metais, sem bandas da piridina adsorvida em Ag, indicando que os filmes não apresentam pinholes, com intensidade SERS 100 vezes maior do que os metais puros. As intensidades relativas dos espectros SERS são similares à obtidas nos espectros SERS da piridina nos metais puros para filmes finos mais espessos do que 7 monocamadas. Foram construídos substratos de Au SERS-ativos com alto desempenho e reprodutibilidade por eletrodeposição sobre uma máscara de microesferas de poliestireno. Os espectros SERS da 4-mercaptopiridina adsorvida nos substratos otimizados apresentaram intensidade 2 vezes maior do que o eletrodo de Au ativado eletroquimicamente. A reprodutibilidade do sinal SERS para estes substratos foi de &#177; 15 %, indicando que estes substratos podem ser utilizados como sensores para sistemas de interesse analítico. / Surface-enhanced Raman spectra of organic adsorbates on Fe, Co and Ni electrodes were acquired after the development of specific methodologies described in this PhD thesis. Electrochemical activation procedures were developed for the three bare metaIs electrodes. The electrochemical activation protocols were applied for the acquisition of SERS spectra of pyridine, 1,10-phenanthroline and 2- and 4-aminopyridine on Fe, Co e Ni electrodes. The total and relative intensities changes of SERS bands with the applied potentials were explained by the charge transfer mechanism, which had a large contribution in the SERS enhancement for these metaIs. The enhancement factor determined for the three metaIs, on the 102-103 times range, strongly depends on the adsorbate\' s vibrational modes. The SERS spectra of pyridine on the transition metals and vibrational spectra calculations of pyridine with metallic atoms showed that the formation of &#945;-pyridil in the adsorption on transition metaIs, suggested in the literature, didn\'t occur. The calculated pyridine SERS excitation profiles present reasonable correlaton with the experimental data. The SERS results for 1,10-phenanthroline showed that the free molecule was the adsorbing species. The potential dependence of the SERS relative intensities was different from those of the resonance Raman spectra of 1,10-phenanthroline complexes with transition metal ions, indicating that different excited states were probed by the two techniques. 2-aminopyridine adsorbed through the pyridinic ring at less negative potentials and through both pyridinic and aminic nitrogens at more negative potentials on Co and Ni electrodes, but for Fe electrode it adsorbed exclusively through the pyridinic nitrogen. 4-aminopyridine adsorbed perpendicularly to the electrode. In 0,1 mol.L-1 KCl electrolytic solution, 4-aminopyridine changed from weak1y bound to a surface complex similar to the synthesized complex at more negative potentials. In 0,1 mol.L-1 KI electrolytic solution, both species were observed in a larger potential interval. On the Ni electrode, protonated 4aminopyridine was observed for V = -0.7 V, and for more negative potentials a surface complex, similar to the synthesized one, was observed. The electrodeposition of ultrathin film of Co and Ni on electrochemically-activated Ag electrodes allowed obtaining SERS spectra of pyridine with high enhancement factors. The SERS spectra of py for films thickness higher than 2 monolayers of Co or Ni presented intense bands of pyridine adsorbed on these metals, and no bands of pyridine adsorbed on Ag were observed, indicanting the absence of pinholes in the films. The relative intensities of SERS spectra on the thin films were similar to those obtained for the SERS of pyridine on the bare metaIs electrodes for films thicker than 7 monolayers, but with SERS intensity 100 times higher. The SERS activity and signal strength reproducibility of Au nanostructured substrates obtained by electrodeposition on a polystyrene masking were evaluated. The SERS spectra of 4-mercaptopyridine adsorbed on optimized electrodes presented intensities 2 times greater than those of the electrochemically activated Au electrode. The SERS intensity reproducibility for these substrates was &#177; 15%, indicating the potential use of such substrates as sensors.

Recentemente, a dopagem de semicondutores (envolvendo compostos II-VI, IV-VI, III-V, e do grupo-IV) com espécies magnéticas tem sido extensivamente investigada em função do seu potencial em spintrônica. Neste contexto, semicondutores magnéticos baseados no Si e no Ge são atraentes devido à sua compatibilidade com a indústria de semicondutores existente. Entretanto, a solubilidade das espécies magnéticas nestes materiais em forma cristalina é muito baixa e, consequentemente, sua atividade magnética é limitada. Este não é o caso para o silício amorfo (a-Si) e o germânio amorfo (a-Ge), que podem conter elementos magnéticos além do limite de solubilidade de seus análogos cristalinos, e apresentar propriedades magnéticas notáveis. Motivado por estes fatos, este trabalho apresenta uma investigação abrangente de filmes finos de Si e Ge contendo diferentes quantidades de Mn e Co, trazendo informações úteis no entendimento das propriedades desta classe de materiais. As amostras foram preparadas por co-sputtering, e possuíram concentrações de Mn na faixa de ~ 0.1-24 at.%, e de Co na faixa de ~ 1-10 at.%. Após a deposição, os filmes foram submetidos a tratamentos térmicos cumulativos até 900 oC, e foram investigados por: espectroscopia de energia dispersiva de raios-x (EDS); espalhamento Raman; difração de raios-x; transmissão óptica; microscopias eletrônica de varredura (SEM), de força atômica (AFM) e de força magnética (MFM); magnetometria SQUID; método de van der Pauw; etc. Para fins comparativos, amostras puras também foram preparadas, tratadas e caracterizadas de forma similar. Os presentes resultados indicam que os átomos de Mn e Co foram incorporados de forma efetiva e homogênea nas matrizes amorfas. Além disso, os filmes sem tratamento (puros ou contendo impurezas) são essencialmente amorfos. Ao contrário, tratamentos em altas temperaturas induzem a cristalização das amostras, e alterações em suas demais características, dependentes da introdução de dopantes. Desta forma: suas propriedades estruturais, ópticas, morfológicas, elétricas, e magnéticas, são notadamente afetadas pela inserção de Mn e Co, e pela temperatura de tratamento térmico. Estas observações foram sistematicamente investigadas e serão apresentadas e discutidas em detalhe. / Along the last few years, the doping of semiconductors (either II-VI, IV-VI, III-V, and group-IV compounds) with magnetic species have been extensively studied due to their potential applications in spintronics. Among them, Si- and Ge-based magnetic semiconductors are very attractive because of their total compatibility with the well-established current semiconductor technology. In the crystalline form, however, these materials exhibit a low solubility limit to magnetic species and, consequently, limited magnetic activity. This is not the case for amorphous (a-)Si and a-Ge, which can contain magnetic elements beyond the solubility limit of their crystalline counterparts, and present improved magnetic properties. Motivated by these facts, this work contains a comprehensive investigation of Si and Ge thin films containing different amounts of Mn and Co, providing useful information concerning the properties of this class of materials. The samples were prepared by co-sputtering, rendering Mn concentrations in the ~ 0.1-24 at.% range, and Co contents in the ~ 1-10 at.% range. After deposition, the films were submitted to isochronal thermal annealing treatments up to 900 oC and investigated by: energy dispersive x-ray spectrometry (EDS); Raman scattering spectroscopy; x-ray diffraction; optical transmission measurements; scanning electron (SEM), atomic force (AFM) and magnetic force (MFM) microscopy techniques; SQUID magnetometry; van der Pauw technique; etc. For comparison purposes, pure samples were also prepared, annealed and characterized in a similar way. The present experimental results indicate that the Mn and Co atoms were effectively and homogenously incorporated into the amorphous hosts. Moreover, the as-deposited films (either pure or doped) are essentially amorphous. On the contrary, thermal annealing at increasing temperatures induces the crystallization of the samples, and changes in their further characteristics, that are dependent of the doping. In this way: their structural, optical, morphological, electrical, and magnetic properties, etc., are notably affected by the insertion of Mn and Co, and by the temperature of thermal annealing. These experimental observations were systematically studied and will be presented and discussed in detail.