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Determinação de espectros de energia de elétrons clínicos do eixo central a partir de curvas de porcentagem de dose em profundidade de feixes largos / Determination of central axis energy spectra of clinical electron beam from percentage depth dose curves of broad beams

Visbal, Jorge Homero Wilches 15 August 2018 (has links)
Em radioterapia, o espectro de energia é o componente mais importante dos feixes de elétrons. Espectros de energia de elétrons são relevântes para o cálculo acurado da dose, aplicações do sistema de planejamento e simulações realistas. Reconstrução inversa consiste na derivação do espectro de energia de elétrons a partir de curvas de porcentagem de dose em profundidade utilizando um apropiado modelo matemático. Reconstrução inversa é considerada a melhor dentre muitas abordagens porque: i) não requer nenhum equipamento suplementar ou do conhecimento detalhado da geometria e composição do cabeçote do acelerador; ii) equipamentos para a medição de curvas de porcentagem de dose em profundidade estão disponíveis em qualquer clínica e iii) é computacionalmente rápida. Neste trabalho, usou-se o método de reconstrução inversa baseado na sinergia recozimento simulado generalizado-regularização de Tikhonov. A validação da reconstrução foi realizada através do índice gama sob critérios clínicos de aceitação restritivos. Resultados mostraram que os espectros de energia reconstruídos reproduzem com precisão a porcentagem de dose em profundidade clínica bem como valores de dose fora do eixo central. Assim, concluí-se que o método empregado é ecaz para reconstruir espectros de energia que representam efetivamente espectros de energia do acelerador que atingem na supercie do fantoma. Consequentemente, sob certos limites, eles poderiam auxiliar em simulações realistas do tratamento. / In radiotherapy, energy spectrum is the most critical component of any electron beam. Knowledge of energy spectrum is important for accurate dose calculation, treatment planning applications and realistic simulations. Inverse reconstruction derives energy spectrum from the measured percentage depth dose using an appropriate mathematical model. There are several advantages to using inverse reconstruction: i) it does not require any supplementary equipment or detailed knowledge of the geometry head and composition; ii) the equipment for measurement of the percentage depth dose is standard and already available in any clinic and iii) it is computationally fast. In this work, we used the inverse reconstruction method based on the synergy simulated annealing generalized-Tikhonov regularization. Validation of inverse reconstruction was done by comparing the measured and reconstructed percentage depth dose via the gamma index. Results show the reconstructed electron energy spectra accurately reproduce the clinical dose percentage as well as o-axis dose values. Therefore, it was concluded that the method employed is eective to reconstruct energy spectra that eectively represent accelerator energy spectra reaching the phantom surface. Consequently, under certain limits, they could aid in realistic simulations of treatment.
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Otimização de asa aeronáutica em material compósito pelo método do recozimento simulado

Thiago de Almeida Bosqueiro 04 September 2009 (has links)
O objetivo deste trabalho é propor um método de otimização estrutural de asas aeronáuticas em material compósito pelo método natural do Recozimento Simulado (Simulated Annealing), visando a minimização do peso da aeronave. Para atingir tal objetivo, uma planilha Excel foi desenvolvida com o auxílio de programação em Visual Basic de maneira a deixar o processo de otimização automatizado. Este processo utiliza o MSC-Nastran para obter as soluções linear estática e de fator de carga crítica de flambagem do modelo previamente gerado pela planilha. São variáveis de projeto o número de camadas dos laminados, em orientações a 0, -45, 45 e 90 graus, assim como também o número de nervuras e de reforçadores. Previamente à otimização da asa em material compósito uma asa aeronáutica fabricada em material metálico também foi otimizada, visando avaliar o método em uma estrutura mais simples e com um número menor de variáveis envolvidas.
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Métodos de solução para a montagem de grades escolares.

José Walmir Gonçalves Duque 00 December 2003 (has links)
O grande crescimento da quantidade de aplicações de soluções computacionais nos mais diversos segmentos da sociedade levaram a atenção de pesquisadores e desenvolvedores também para a área de ensino. Contudo, o foco tem sido mais dirigido para aplicações de software e hardware paradidáticos, de apoio ao ensino propriamente. Pouco tem sido feito para melhorar a gestão do ensino, mais especificamente na montagem de cursos, no apoio à construção de sua grade horária, o qual é objeto de interesse deste trabalho. Recentemente, o problema de Montagem de Grade Horária tem ganhado um status mais importante, com segmentos de congressos especialmente dedicados ao tema dada sua complexidade, uma vez que o número de soluções passíveis de serem consideradas na busca de uma solução pelo menos satisfatória é muito grande. Sendo assim, a implementação de soluções eficientes emerge como um desafio potencial assim como a comparação entre as mesmas, dada a diversidade surgida ao longo dos anos. Este trabalho apresenta dois protótipos de software para a solução do problema utilizando como base métodos, ou ferramentas, de Inteligência Artificial, Algoritmo Genético e Simulated Annealing, que têm se demonstrado promissores e de comprovada eficiência. Os protótipos oferecem duas propostas de implementação dos algoritmos, representação de conhecimento e avaliação de soluções candidatas, assim como sua avaliação de desempenho. O trabalho também apresenta uma análise comparativa do desempenho das duas implementações, sob a ótica de métricas importantes para a análise dos referidos algoritmos aplicados à solução do problema em estudo, comparando-as e estabelecendo ponderações para futuros estudos similares e implementações.
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Filmes finos dielétricos para dispositivos microeletrônicos avançados

Krug, Cristiano January 2003 (has links)
Apresentamos mecanismos de formação e de degradação térmica de filmes fi- nos (espessura da ordem de 10 nm) de diferentes dielétricos sobre substrato de silício monocristalino. Tendo em vista a aplicação dessas estruturas em MOSFETs (transistores de efeito de campo metal-óxido-semicondutor), estudamos o consagrado óxido de silício (SiO2), os atuais substitutos oxinitretos de silício (SiOxNy) e o possível substituto futuro óxido de alumínio (Al2O3). Nossos resultados experimentais baseiam-se em técnicas preparativas de substituição isotópica e de caracterização física com feixes de íons (análise com reações nucleares) ou raios- X (espectroscopia de fotoelétrons). Observamos que: (a) átomos de silício não apresentam difusão de longo alcance (além de ~ 2 nm) durante o crescimento de SiO2 por oxidação térmica do silício em O2; (b) nitretação hipertérmica é capaz de produzir filmes finos de oxinitreto de silício com até dez vezes mais nitrogênio que o resultante do processamento térmico usual, sendo que esse nitrogênio tende a se acumular na interface SiOxNy/Si; e (c) átomos de oxigênio, alumínio e silício migram e promovem reações químicas durante o recozimento térmico de estruturas Al2O3/SiO2/Si em presença de O2. Desenvolvemos um modelo de difusão-reação que poderá vir a permitir o estabelecimento de condições ótimas de processamento térmico para filmes finos de Al2O3 sobre silício a serem empregados na fabricação de MOSFETs. / We present mechanisms of formation and thermal degradation of thin films (thickness about 10 nm) of different dielectrics on monocrystalline silicon substrate. Having in sight the application of such structures in MOSFETs (metal-oxidesemiconductor field effect transistors), we studied the standard silicon oxide (SiO2 ), its current substitutes silicon oxynitrides (SiO xNy) and the possible future substitute aluminum oxide (Al 203 ). The experimental results in this thesis are based on preparation techniques involving isotopic substitution and on physical characterization with ion beams (nuclear reaction analysis) or X-rays (photoelectron spectroscopy). We have observed that: (a) silicon atoms do not present long range diffusion (more than 2 nm) during the growth of SiO 2 by thermal oxidation of silicon in 02 ; (b) hyperthermal nitridation can yield silicon oxynitride thin films with up to ten times more nitrogen than the resulting from conventional thermal processing, and this nitrogen tends to accumulate at the SiO xNy/Si interface (c) oxygen, aluminum, and silicon atoms migrate and promote chemical reactions during thermal annealing of Al203/Si02/Si structures in the presence of 02 . A diffusion-reaction model was developed based on these results. In the future, this model may lead to optimal thermal processing conditions for Al 203 films on silicon to be used in MOSFET fabrication.
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Determinação de espectros de energia de elétrons clínicos do eixo central a partir de curvas de porcentagem de dose em profundidade de feixes largos / Determination of central axis energy spectra of clinical electron beam from percentage depth dose curves of broad beams

Jorge Homero Wilches Visbal 15 August 2018 (has links)
Em radioterapia, o espectro de energia é o componente mais importante dos feixes de elétrons. Espectros de energia de elétrons são relevântes para o cálculo acurado da dose, aplicações do sistema de planejamento e simulações realistas. Reconstrução inversa consiste na derivação do espectro de energia de elétrons a partir de curvas de porcentagem de dose em profundidade utilizando um apropiado modelo matemático. Reconstrução inversa é considerada a melhor dentre muitas abordagens porque: i) não requer nenhum equipamento suplementar ou do conhecimento detalhado da geometria e composição do cabeçote do acelerador; ii) equipamentos para a medição de curvas de porcentagem de dose em profundidade estão disponíveis em qualquer clínica e iii) é computacionalmente rápida. Neste trabalho, usou-se o método de reconstrução inversa baseado na sinergia recozimento simulado generalizado-regularização de Tikhonov. A validação da reconstrução foi realizada através do índice gama sob critérios clínicos de aceitação restritivos. Resultados mostraram que os espectros de energia reconstruídos reproduzem com precisão a porcentagem de dose em profundidade clínica bem como valores de dose fora do eixo central. Assim, concluí-se que o método empregado é ecaz para reconstruir espectros de energia que representam efetivamente espectros de energia do acelerador que atingem na supercie do fantoma. Consequentemente, sob certos limites, eles poderiam auxiliar em simulações realistas do tratamento. / In radiotherapy, energy spectrum is the most critical component of any electron beam. Knowledge of energy spectrum is important for accurate dose calculation, treatment planning applications and realistic simulations. Inverse reconstruction derives energy spectrum from the measured percentage depth dose using an appropriate mathematical model. There are several advantages to using inverse reconstruction: i) it does not require any supplementary equipment or detailed knowledge of the geometry head and composition; ii) the equipment for measurement of the percentage depth dose is standard and already available in any clinic and iii) it is computationally fast. In this work, we used the inverse reconstruction method based on the synergy simulated annealing generalized-Tikhonov regularization. Validation of inverse reconstruction was done by comparing the measured and reconstructed percentage depth dose via the gamma index. Results show the reconstructed electron energy spectra accurately reproduce the clinical dose percentage as well as o-axis dose values. Therefore, it was concluded that the method employed is eective to reconstruct energy spectra that eectively represent accelerator energy spectra reaching the phantom surface. Consequently, under certain limits, they could aid in realistic simulations of treatment.
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[en] CHARACTERIZATION OF CARBON-STEEL JOINTS WELDED BY TWO-LAYER DEPOSITION TECHNIQUE AND EXPOSED TO H2S / [pt] CARACTERIZAÇÃO DE JUNTAS DE AÇO-CARBONO SOLDADAS POR DUPLA-CAMADA SUBMETIDAS À AÇÃO DO H2S

PAULO ROBERTO MANSO VIEIRA 23 June 2004 (has links)
[pt] Na indústria do petróleo, as tubulações de aço que conduzem hidrocarbonetos estão constantemente submetidas à ação do gás sulfídrico (H2S).Na condição de veículo do átomo de hidrogênio, este gás pode ensejar sua difusão no aço, provocando a fragilização do mesmo. O tratamento térmico pós-soldagem,previsto nos procedimentos de soldagem convencionais qualificados pela Petrobras, atua no sentido de atenuar os efeitos danosos do hidrogênio, na medida em que reduz o nível de tensões presentes na junta soldada, quando em contato com o H2S. O presente trabalho conduz um estudo a respeito do comportamento de juntas de topo de tubulações em aço-carbono microligado, soldadas conforme o procedimento conhecido como Dupla-Camada, comparando-o ao de juntas obtidas pelo procedimento de soldagem dito Convencional. O procedimento Dupla-Camada não contempla tratamento térmico pós-soldagem de revenimento, pois as tensões internas remanescentes na zona de solda são aliviadas pelo passe de soldagem subseqüente, agregando, portanto, redução do custo de manutenção e acréscimo da disponibilidade de tubos condutores de derivados do petróleo. Outrossim, este procedimento eleva a vida-útil da junta, pela melhoria da sua tenacidade, em função da redução do tamanho de grão obtida nas zonas termicamente afetadas (ZTA s). A medição das tensões residuais provenientes da soldagem (oriundas de contração, transformação de fases, gradiente de resfriamento e difusão do átomo de hidrogênio inerente ao processo) e da exposição do material ao H2S (provocadas por difusão do H), através do método de difração de raios-X, avaliou a efetividade do alívio de tensões alcançado em juntas idênticas soldadas pelos dois procedimentos citados. Foi, também, investigada a ocorrência de microtrincas inter e/ou transgranulares, bem como foram observadas as microestruturas resultantes, através de metalografias óptica e eletrônica de varredura, medidas as microdurezas das juntas, assim como os tamanhos de grão na zona de ligação das ZTA s, e comparados os resultados obtidos segundo os dois procedimentos de soldagem. A seguir, as amostras foram submetidas a análise em microscópio eletrônico de transmissão, visando a observação das discordâncias existentes, mecanismos que contribuem para o alcance do nível de tensões residuais reinante, que não puderam ser avaliados pelo método de medição empregado. Os resultados obtidos indicaram, em média, um estado de tensões mais relaxado, com evidência de microestrutura de granulação ligeiramente mais fina, após a soldagem pelo procedimento Convencional. Não foram encontradas microtrincas, nem constatada uma substancial existência de discordâncias, e constatou-se uma microdureza maior nas regiões de granulação refinada nas ZTA s. Torna-se necessária a realização de mais medições de tensões residuais, que forneçam suporte estatístico à tomada de decisão na escolha do procedimento de soldagem mais adequado. Do ponto-de-vista operacional, os resultados obtidos indicam a demanda por um controle mais apurado na velocidade de avanço da deposição do eletrodo (metal de adição) por parte do soldador executante do procedimento de soldagem Dupla-Camada, suficiente à garantia da elevação do aporte térmico exigida ao recozimento da microestrutura de granulação grosseira das ZTA s, visando a garantia do alcance das propriedades requeridas à junta soldada. / [en] In petroleum industry, steel pipes that conduct products are frequently submitted to the H2S action, that produces steel atomic hydrogen diffusion and embrittlement. The post- welding heat treatment, predicted in welding procedures qualified by Petrobras, reduce the dangerous hydrogen effect when joint is in contact with H2S, by reducing existing residual internal stresses level. This thesis studies a top joint performance when welded by two different techniques:Conventional, with tempering after welding, and Two-Layer Deposition, without post-welding heat treatment to internal stresses relief. In the last case, the residual stresses produced during welding deposition are reduced by action of second layer, what reduces maintenance costs and increase the equipments availability. This welding procedure increase the welded joint life too, by reducing grain size and increasing toughness of thermal affected zone. By X-ray diffraction methode, were measured internal stresses deriving from welding process and H2S exposition, to detect the efficacy of stress relief made on identical joints welded by the two refered procedures. They were also investigated existing microcracks, observed resultant microstructures by optical and scanning electron microscopy, measured microhardnesses and compared grain sizes in joints regions welded by both procedures. Then, samples were analysed by transmission electron microscopy to evaluate itself existing dislocations level, responsible by internal tension level existing at regions from welded zone that were inable to be measured by X-ray methode. Results obtained showed a major stress relief state and a relatively lowest grain size in joints welded by Conventional welding process. There was detected neither microcracks nor an important dislocations level and the microhardnesses showed higher values on the biggest grains at the thermal affected zones. It´s necessary to make more residual stresses measures to give a statistical support to decision about what is the most adequate welding procedure. From the operational point-of- view, these results suggest the necessity of a better parameters control process by the welder, in the case of alternative welding procedure proposed, the Two-Layer Deposition Technique.
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Estudo do processo de recozimento na reciclagem de vidros para fabricação de produtos utilitários. / Study of the annealing process in the recycling of glass for the manufacture of commercial products.

DIAS, Vanúcia Santos. 18 April 2018 (has links)
Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-18T15:31:59Z No. of bitstreams: 1 VANUCIA SANTOS DIAS - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 3639913 bytes, checksum: 915ca6c2f3b8eced104eb3bd31c33dd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-18T15:31:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VANUCIA SANTOS DIAS - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 3639913 bytes, checksum: 915ca6c2f3b8eced104eb3bd31c33dd3 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / Um dos grandes problemas sanitários está na disposição final dos resíduos gerados pela população e pelas indústrias. No estado da Paraíba, são coletados diariamente 2.754 toneladas de resíduos sólidos urbanos, destes 30,9% têm destinação final em aterros sanitários, 36,9% destinam-se para aterros controlados e 32,2% têm como destino final os lixões. O reaproveitamento do vidro indica 100% de reprocessamento. Além de ser 100% reciclável, o vidro, quando reaproveitado, resulta em redução do impacto ambiental e ainda contribui para diversificação da fabricação de produtos e para diminuição dos custos finais de sua produção. Este trabalho objetiva estudar o processo de recozimento de resíduos vítreos, visando contribuir para o desenvolvimento de uma tecnologia social de reciclagem de vidros para as trabalhadoras do CAVI - Associação de Catadores e Recicladores de Vidros e outros Materiais. Para isso foram utilizados resíduos de vidros planos e ocos submetidos a cinco processos de fusão e recozimento com diferentes níveis de temperatura, empregando técnicas de reciclagem de vidro a quente (vitrofusão e termoformado). Foram utilizados moldes de cerâmica para os estudos iniciais e de gesso para a confecção dos corpos de prova. A resistência após o recozimento foi analisada por meio de ensaios de impacto, em que pode ser constatado que as amostras submetidas ao tratamento térmico estudado apresentaram maior resistência ao impacto quando comparadas às amostras que não receberam tratamento térmico durante o processo de fusão. As fraturas obtidas após os ensaios foram analisadas macroscopicamente. / One of the major health problems is the disposal of waste generated by the population and industries. In the state of Paraíba, are collected daily 2,754 tons of municipal solid waste, 30.9% of these have final disposal in landfills, 36.9% intended to controlled landfills and 32.2% have a final destination landfills. Recycling of glass indicates 100% reprocessing. Besides being 100% recyclable glass, when reused, resulting in reduced environmental impact and still contributes to diversification of manufacturing products and to decrease the final cost of its production. This work aims to study the process of annealing of glassy waste, aiming to contribute to the social development of a recycling technology for glass workers CAVI - Association of Collectors and Recyclers of Glass and other Materials. For this waste flat glass and hollow undergone five mergers and annealing with different temperature levels were used, employing techniques of recycling glass hot (fusing and slumping). Ceramic molds for the initial studies and gypsum for the manufacture of test specimens were used. The resistance after annealing was examined by impact tests, it can be seen that the samples subjected to the heat treatment study had higher impact resistance compared to samples which received no heat treatment during the melting process. The fractures obtained after the tests were analyzed macroscopically.
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Influ?ncia de tratamentos t?rmicos de recozimento na microestrutura de uma liga NiTi pseudopl?stica

Viana, Thiago Souza 30 June 2017 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-12-01T23:25:13Z No. of bitstreams: 1 ThiagoSouzaViana_DISSERT.pdf: 4828616 bytes, checksum: ee06ed8ff3676ebb8c30b440a888b38d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-05T20:32:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ThiagoSouzaViana_DISSERT.pdf: 4828616 bytes, checksum: ee06ed8ff3676ebb8c30b440a888b38d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-05T20:32:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoSouzaViana_DISSERT.pdf: 4828616 bytes, checksum: ee06ed8ff3676ebb8c30b440a888b38d (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / No presente trabalho, estudou-se a influ?ncia de tratamentos t?rmicos nas transforma??es microestruturais de uma liga NiTi com mem?ria de forma de composi??o qu?mica aproximadamente equiat?mica. Um fio de NiTi com 2,5 mm de di?metro, recebido no estado encruado, foi submetido a tratamentos t?rmicos de recozimento em temperaturas de 450 ?C e 500 ?C para observa??o das varia??es microestruturais. As microestruturas predominantes antes e ap?s o recozimento foram observadas, registrando-se um aumento na granulometria da martensita tanto com a temperatura como com a dura??o do tratamento t?rmico entre 30? e 3hs. Foram determinadas as temperaturas de transforma??o, (As, Af, Ms, Mf) de cada amostra, e as altera??es nas temperaturas de transforma??o entre o material no estado encruado e ap?s recozimento. Medidas de microdureza n?o revelaram influ?ncia significativa de tratamentos t?rmicos de recozimento e tampouco de resfriamentos a temperaturas subzero. / In the present work, the influence of heat treatments on the microstructural transformations of an approximately equiatomic NiTi memory form alloy was investigated. A NiTi wire with 2.5 mm in diameter, received in the work hardened state, was submitted to annealing heat treatments at 450 ?C and 500 ?C in order to verify the calorimetric and microstructural changes. The microstructure in the work hardened condition and after the annealing heat treatments was analyzed, which showed a coarsening of the martensite plates for higher temperatures and longer heat treatment times. The determination of the transition temperatures (As, Af, Ms, Mf) and the change in the transformation temperatures between the as received worked hardened and annealed material, were determined. Microhardness measurements did not reveal any significant influence of the annealing or subzero heat treatments on the mechanical behavior of the alloy.
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Formação e estabilidade térmica de nanocavidades produzidas pela implantação de He em Si

Silva, Douglas Langie da January 2004 (has links)
Nesta tese são apresentados os resultados de um estudo sistemático à respeito da formação e evolução térmica de nanocavidades de He em Si cristalino. O efeito da formação de nanocavidades de He no aprisionamento de impurezas em Si foi estudado inicialmente em distintas condições de fluência, temperatura e direção de implantação. Após as implantações, as amostras foram tratadas termicamente a 800°C e analisadas por espectroscopia de retroespalhamento Rutherford em condição de canalização (RBS/C), análise de detecção por recuo elástico (ERDA), espectroscopia por emissão de íons secundários (SIMS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os resultados experimentais mostraram que implantações de He a temperatura ambiente (Ti=Tamb) levam à formação de defeitos numa região intermediária entre a superfície e a camada onde as bolhas se formam (Rp/2), sendo 5x1015He+cm-2 a fluência mínima para a observação do fenômeno. Sua origem foi atribuída à formação de pequenas cavidades nesta região. O mesmo não é observado em implantações a Ti=350°C devido ao efeito do recozimento dinâmico dos defeitos. Estes resultados mostraram a necessidade de um estudo mais profundo a respeito dos efeitos da temperatura de implantação (Ti) na formação de bolhas em Si. Este estudo foi feito a partir de implantações de He no intervalo de temperatura entre -196°C e 350°C, sendo a fluência e a energia de implantação de 2x1016He+cm-2 e 40keV respectivamente. O efeito da proximidade à superfície foi estudado com implantações a 15keV. As amostras foram analisadas pelas mesmas técnicas referidas anteriormente. Para o caso de implantações feitas a 40keV com Ti<Tamb bolhas planas são formadas após recozimento a 400°C por 600s. Recozimentos a 800°C durante o mesmo tempo levam ao colapso das estruturas planas e à formação de um sistema de cavidades esféricas cujas características são dependentes dos estágios iniciais de implantação. No intervalo onde Ti>Tamb pequenas bolhas são formadas durante a implantação juntamente com defeitos estendidos do tipo {311}. A formação destes defeitos é atribuida ao mecanismo de formação das bolhas baseado na emissão de átomos auto-intersticiais de Si. Distintos regimes são observados após recozimento entre 400°C e 800°C por 600s. Para Ti≤250°C observa-se a dissolução do sistema de cavidades e defeitos devido à interação mutua entre os sistemas. Para Ti>250°C cavidades esféricas e anéis de discordância são observados após recozimentos a 800°C. Finalmente, se observou que a energia de implantação (15keV) não afeta a morfologia do sistema de bolhas e defeitos formados. Porém a perda de He é cinco vezes menor que no caso de amostras implantadas a 40 keV na mesma fluência. Um mecanismo baseado na difusão aumentada por danos de irradiação é sugerido neste trabalho.
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Caracterização da implantação de Ne em Si (100)

Peripolli, Suzana Bottega January 2007 (has links)
Esta tese apresenta um estudo sistemático sobre a formação e evolução do sistema de bolhas, cavidades e defeitos gerados pela implantação de Ne em Si monocristalino. A implantação de gases inertes em Si tem sido explorada com o objetivo de modificar a microestrutura potencializando aplicações para aprisionamento de impurezas, corte preciso, relaxação de estruturas, entre outras. A maior parte dos trabalhos conhecidos na literatura considera a implantação de He ou uma combinação de He e H em Si. Nessa tese serão explorados os efeitos da implantação de Ne em Si e as modificações estruturais ocasionadas quando parâmetros de implantação e de tratamentos térmicos posteriores são variados. Os estudos foram realizados considerando: i) substrato mantido à temperatura ambiente e com diferentes fluências de implantação, ii) substrato mantido em 250°C e diversas fluências, e iii) mais altas temperaturas de implantação e fluência fixa. Após tratamentos térmicos investigou-se como os defeitos pontuais formam defeitos estendidos e a sua evolução para discordâncias. A comparação entre as técnicas de implantação com feixe de íons monoenergéticos e plasma de íons de Ne, também foi investigada. O estudo apresenta uma descrição detalhada das interações entre o sistema de bolhas e defeitos pontuais e estendidos. Esse estudo foi feito utilizando as técnicas de espectroscopia de retroespalhamento de Rutherford (RBS/C) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM), bem como com a técnica de espalhamento de raios X em incidência de ângulo rasante (GISAXS) para investigar a morfologia do sistema de bolhas. O conteúdo de gás no sistema foi estudado com as técnicas de espectroscopia de dispersão em comprimento de onda (WDS) e detecção do recuo elástico (ERD). O valor experimental do conteúdo foi comparado com o volume livre existente no sistema de bolhas considerando modelos de equilíbrio termodinâmico e a equação de estado de gás ideal e gás real. Além disso, a evolução do sistema de bolhas foi discutida em termos das características de distribuição em tamanhos. Os principais resultados permitiram concluir que: i) mesmo em altas temperaturas de implantação e recozimento ocorre a presença de bolhas, ii) o conteúdo de gás se conserva, iii) esta conservação implica que as bolhas estão superpressurizadas ou é necessário adotar um maior valor para a densidade de energia de interface, ou ainda, que além das bolhas o gás pode estar dissolvido na matriz. As bolhas e os defeitos interagem entre si, e a presença do gás nas amostras também afeta diretamente o crescimento das mesmas. Das imagens de TEM que mostram as diferentes distribuições em tamanhos das bolhas em função da profundidade verificou-se a perda de memória dos processos de nucleação e crescimento das bolhas após tratamentos térmicos. Tal perda é associada ao tamanho médio atingido pelas bolhas após tratamentos térmicos que mostra ser independente do sistema inicial, após implantações a diferentes temperaturas. Este estudo permitiu, portanto, desenvolver uma visão mais abrangente da evolução da microestrutura de amostras de Si implantadas com Ne e discutiu os processos de formação e dissolução de defeitos no Si. / In the present work the results of a study on the formation and evolution of cavities, bubbles and defects created by implantation of Ne in crystalline Si are presented. The inert gas implantation in Si have been investigated because it has some potential applications such as impurity gettering, smart cut process, relaxation of structures, etc. The majority of these studies is related to He (or a He and H combination) implanted in Si. In this work, the neon implantation in silicon is investigated at different conditions of fluence, implantation temperatures and post-annealing. The extension of these studies to heavier inert gases introduce the possibility of modify the concentration of point defects and therefore may bring new advances in the understanding of bubble formation and damage accumulation process in Si. We have considered: i) neon implantation in Si at room temperature and with different fluences, ii) sample at 250°C and different fluences, and iii) higher sample temperature and fixed fluence. After post-annealing, we studied the coarsening of bubbles in the samples, and how the point defects create extended defects and finally evolute to dislocation defects. The results from ion beam and plasma-based implantation of neon into silicon are compared. The study shows a detailed description about the bubbles and the extended defects system interactions. The micro-structure evolution of the bubbles and the defects system is investigated by using Rutherford Backscattering Spectrometry under channeling conditions (RBS/C), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS) techniques to describe the bubble system morphology. The neon retained behavior was studied by Wavelenght Dispersive Spectrometry (WDS) and Elastic Recoil Detection (ERD). The experimental values for the neon quantity retained in the sample was compared to the free volume cavity, in the thermodynamic equilibrium framework, and the equation of state for ideal and real gases. Furthermore, the bubble system evolution was described in terms of the bubble size distribution characteristics. Our results show that: i) a dense bubble system is presented at high implantation temperatures, ii) the neon is retained in the samples, iii) the neon amount measured implies that either: the bubbles are over-pressurized, or a higher value for the surface-specific energy than the one found in literature should be used in this case, or the neon content is distributed both in bubbles and in the Si crystal. The defects and bubbles formation and evolution depend on the neon amount and we may conclude that high-temperature Ne implantation lead to the formation of a condensed system of rather stable nano-bubbles. Regarding the post-annealed samples, the bubble coarsening and growth process looses its memory, as can be observed by the mean bubble diameter from TEM images. At different implantation temperature, we verified that the final bubble size distribution is independent from the initial system configuration. The study provides a general overview about the bubbles and defects formation process with Ne implantation in Si.

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