Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-02T21:28:34Z No. of bitstreams: 1 EduardoDiniz.pdf: 974608 bytes, checksum: 134920c92050dd5dee6af94ec24287a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T21:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoDiniz.pdf: 974608 bytes, checksum: 134920c92050dd5dee6af94ec24287a3 (MD5) Previous issue date: 2006-02-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / In this work static atomistic simulations were performed to investigate two systems: rare-earth trifluorides, REF3, with tysonite structure (RE = La, Ce, Pr and Nd) and rare-earth mixed metallic oxides, RE(TiTa)O6, with RE = Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Y, Er and Yb. In the rare-earth trifluorides was investigated the pressure induced structural phase transition identified by X-ray powder difraction in RE = La and Ce. The results shown that the crystalline structure is possibly tetragonal, in concordance with quantum mechanical calculations. For this, an interionic potential set that describes better the structural data of each compound and the physical observable was obtained. Besides, it was observed that critical pressure values were closed. The study involving the rare-earth mixed metallic oxides was focused in determining their bulk and structural properties. Thus, firstly a set of reliable interionic potentials was looked for to reproduce the crystalline structure and the physical observable, trough the investigation of three methodologies for obtaining interionic potentials, assuming the methodology that reproduces more reliable the dielectric constants. Furthermore, others bulk properties as lattice energy formation, elastic constants and bulk modulii were calculated. All then shown a rare-earth ionic radii dependence that revealed the morphotropic phase boundary between aeschynite and euxenite crystalline structures presented by these crystals. / Neste trabalho foram empregadas simulações atomistícas estáticas para se investigar dois sistemas: trifluoretos de terra-rara, REF3, com estrutura tisonita (RE = La, Ce, Pr e Nd) e óxidos metálicos mistos de terras-raras, RE(TiTa)O6, com RE = Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Y, Er e Yb. Nos trifuoretos de terra-rara foi investigada a transição de fase estrutural que ocorre para altas pressões identificada por difração de raios-X em pó para RE = La e Ce. Os resultados mostraram que a estruturas cristalinas à altas pressões são possivelmente tetragonais, concordando com os resultados obtidos por cálculos quânticos. Para tanto, obtivemos um conjunto de potenciais interiônicos que proporcionassem uma descrição confiável da estrutura cristalina de cada composto, bem como o cálculo de observáveis físicos que produzissem valores próximos aos observados experimentalmente. O estudo envolvendo os óxidos metálicos mistos de terras-raras, dedicou-se em determinar suas propriedades de bulk e estruturais. Para isso, primeiramente obtivemos um conjunto de potenciais interiônicos confiáveis para se reproduzir a estrutura cristalina e os observáveis físicos, através da investigação de três metodologias para a obtenção de potenciais interiônicos, optando-se por aquela que melhor reproduziu as constantes dielétricas. Além da constante dielétrica, outros observáveis como a energia de formação da rede, constantes elásticas e módulo de bulk, foram calculados. Todos apresentaram uma dependência com o raio iônico do íon terra-rara que evidenciou o contorno de fase morfotrópico entre as estruturas aeschinita e euxenita apresentada por estes compostos.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-06T17:35:07Z No. of bitstreams: 1 EdsonFirmino.pdf: 1970355 bytes, checksum: d3777c3685602b1f299f41ead9f30f1f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T17:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdsonFirmino.pdf: 1970355 bytes, checksum: d3777c3685602b1f299f41ead9f30f1f (MD5) Previous issue date: 2007-02-16 / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / In this work we have performed static atomistic simulations to investigate the structural and bulk properties of the complex double perovskites with rock-salt ordering with the Ba2BiM+5O6 stoichiometry, where M+5 = Ta5+, Sb5+ and Nb5+, under pressure changes. For this we have adopted a Buckingham potential model for the ionic interactions and the shell model in order to model the atomic polarizations. In the case of Ba2BiTaO6 and Ba2BiNbO6 compounds, we assumed potential parameters listed in the literature and in the case of Ba2BiSbO6 compound, new potential parameters for the Sb5+¡O interaction were founded. The results observed with theses potentials for the cases of Ba2BiTaO6 and Ba2BiSbO6 materials, shown that the potential sets are sensitive to the structural phase transition observed experimentally between the phases R¹3 and I2=m at high pressures. Thus it was possible to de ne the critical pressure for Ba2BiSbO6. Some elastic and mechanical properties of these materials had been calculated and had shown these transitions clearly, where it was observed the Young's modulus collapse at the critical pressure and discontinuities in the shear modulus and in the longitudinal and transversal sound propagation speeds. The elastic constants had not presented collapse and the volume practically did not change at the transition, what as expected from the experimental results. For the case of Ba2BiNbO6 material, once that there are not experimental results, the aim was to predict their structural characteristics. There were tested four potential sets presented in the literature using as input initial cell parameters data generated by the SPUDS software. Two of these potential sets exhibited the same phase transition that Ba2BiTaO6 and Ba2BiSbO6 present. / Neste trabalho foram empregadas simulações atomísticas estáticas para investigar as propriedades estruturais e de bulk das perovskitas complexas duplas com ordenamento do tipo NaCl com a estequiometria Ba2BiM5+O6, onde M5+ = Ta5+, Sb5+ e Nb5+ sob varia ção de pressão. Para tanto assumimos um modelo de potencial de Buckingham para as interações entre os íons e o modelo de casca esférica para tratar as polarizações dos átomos. No caso dos compostos Ba2BiTaO6 e Ba2BiNbO6 potenciais adotados da literatura foram empregados e para o Ba2BiSbO6, o potencial para a interação Sb5+¡O foi encontrado. Os resultados obtidos com os potenciais para os casos do Ba2BiTaO6 e Ba2BiSbO6, mostraram que ambos são sensíveis à transição de fase estrutural observada experimentalmente entre as fases R¹3 e I2=m que ocorre para altas pressões, de nindo o ponto de transição para o Ba2BiSbO6. Algumas propriedades elásticas e mecânicas destes compostos foram calculadas e mostraram claramente esta transição, onde foi observado o colapso do módulo de Young na pressão crítica e descontinuidades no módulo de cisalhamento e nas velocidades, longitudinal e transversal, de propagação do som dos compostos. As componentes das constantes elásticas não apresentaram colapsos, e o volume praticamente não variou na transição, o que era esperado dos resultados experimentais, implicando em um módulo de bulk praticamente contínuo na transição. Já no caso do Ba2BiNbO6, como não se dispunha de resultados experimentais, o principal objetivo foi predizer suas características estruturais. Testou-se quatro conjuntos de potenciais encontrados na literatura utilizando-se como dados iniciais os parâmetros de rede e posições atômicas gerados pelo software SPUDS. Dois destes conjuntos de potenciais mostraram a mesma transição de fase que o Ba2BiTaO6 e Ba2BiSbO6.

Orientador: Prof. Dr. Caetano Rodrigues Miranda / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014.

Orientador: Maurice de Koning / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-17T03:22:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LandinezBorda_EdgarJosue_M.pdf: 6192602 bytes, checksum: b68b0a1398ca87f49a34034ae4473a58 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesta dissertação abordamos o problema da escala temporal nas simulações atomísticas, focando no problema de eventos raros. A solução deste problema so e possível com o desenvolvimento de técnicas especiais. Especificamente, estudamos o método super-simétrico para encontrar caminhos de reação. Este metodo não apresenta as limitições comuns de outros metodos para eventos raros. Aplicamos o método a três problemas padrão e encontramos que o método permite estudar as transições raras sem precisar de um conhecimento detalhado do sistema. Além disso permite observar qualitativamente os mecanismos de transição / Abstract: This thesis deals with the problem of time scale in atomistic simulations, focusing on the problem of rare events. The solution to this problem is only possible with the development of special techniques. Specifically, we studied the super-symmetric method to find reaction pathways. This method does not have the usual limitations of other methods for rare events. We apply the method to three standard problems and find that the method allows to study the rare transitions without a detailed knowledge of the system. In addition, it allows us to observe qualitatively the transition mechanisms / Mestrado / Física Estatistica e Termodinamica / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rodolfo.pdf: 3035327 bytes, checksum: 28c097fd866c13df0338e35be81b42bc (MD5) Previous issue date: 2013-09-26 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / In this work we investigated the temperature dependence of point defects in Li₃OCl anti-perovskites using static atomistic simulations. The interionic interactions were modeled by pairwise Buckingham-type pairwise potentials, while the shell model was employed to describe the ions, except the lithium ions that was assumed as a spherical rigid ion. The defects were calculated according to the Mott-Littleton approach for several temperatures between 0 and 600 K. The main intrinsic defects investigated were Schottky, pseudo-Schottky LiCl and Li₂O and Frenkel defects. Results show the most likely defect is the LiCl pseudo-Schottky one, which formation enthalpy is 0,98 eV about at 300 K . The calculated lithium vacancies concentration did not reach values above 10ˉ7, indicating that most of vacancies might be generated by aliovalent extrinsic impurities. The calculated vacancy migration energy agrees very well with that obtained experimentally (0,26 eV ) and it shows that the main ionic conductivity mechanism in is due to the lithium vacancies, occurring along the octahedron vertices. / Neste trabalho empregamos simulações atomísticas estáticas para investigar os defeitos pontuais em anti-perovskitas Li₃OCl de em função da temperatura. Para tanto assumimos um modelo de potencial interiônico de Buckingham para as interações entre os íons e o modelo de casca esférica para tratar as polarizações dos íons, com exceção do lítio que foi descrito pelo modelo de íon rígido. Os defeitos foram calculados seguindo a metodologia de Mott-Littletlon. Os principais defeitos intrínsecos investigados foram os defeitos de Schottky, pseudo-Schottky de LiCl e Li₂O , e Frenkel. Os resultados mostram que o defeito mais provável é o de pseudo-Schottky de LiCl, cuja entalpia de formação é de 0,98 eV cerca de a 300 K. A concentração de vacâncias de lítio calculada assumiu valores inferiores a 10ˉ7, indicando que a maioria das vacâncias deve ser gerada por impurezas aliovalentes extrínsecas. A energia de migração de vacâncias de lítio calculada concorda com as medidas experimentais ( 0,26 eV) e mostra que este é o principal mecanismo de condução iônica neste material, ocorrendo ao longo dos vértices dos octaedros de OLi₆.

Orientador: Maurice de Koning / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-13T12:16:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarvajalJara_DiegoAlejandro_M.pdf: 4649880 bytes, checksum: d014cd5c835938e4643e478fa70353be (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Recentemente tem sido proposta a existência de uma transição líquido-líquido em substâncias puras com o propósito de explicar alguns comportamentos anômalos como os incrementos de funções resposta (compressibilidade isotérmica, coeficiente de expansão térmica, calor específico) ao diminuir a temperatura de um líquido. A existência deste tipo de transição foi demostrada experimentalmente para o fósforo por dispersão de raios X, e através de simulações atomísticas ou de primeiros princípios para a água, o silício, o carbono, etc. A compreensão detalhada deste tipo de transição está intimamente relacionada à questão fundamental de quais fatores físicos controlam as propriedades de um líquido, e portanto o estudo desta é de grande importância para o desenvolvimento de novas tecnologias, a síntese de novos materiais e o controle de suas propriedades. Neste trabalho realizamos simulações atomísticas sobre um sistema de 1152 partículas de Gálio submetidas a um potencial semi-empírico MEAM, com condições periódicas de contorno. Com estas simulações procuramos uma transição líquido-líquido no Gálio através de um processo de eliminação de três teorias. Inicialmente mostramos que o limite de metaestabilidade do líquido super-aquecido tem um comportamento monótono decrescente no plano de fase P-T. Posteriormente nosso sistema apresenta histerese, uma descontinuidade no volume, estruturas locais diferentes, duas fases que fluem, e um calor latente característico de uma transição de fase de primeira ordem. Por todas estas razões concluímos que o sistema simulado apresenta um transição líquido-líquido de primeira ordem. Adicionalmente foram realizadas compressões e expansões isotérmicas para temperaturas diferentes, observando que estes processos também apresentam histerese e que ela diminui com o aumento da temperatura, indicando assim a possível existência de um segundo ponto crítico e a finalização da transição líquido-líquido. Finalizamos o trabalho com a obtenção e a caracterização de uma possível nova fase cristalina do Gálio cuja estrutura ainda não tem sido obtida experimentalmente. Esta fase foi obtida por casualidade durante o estudo da existência de uma transição líquido-líquido no Gálio ao tencionar o Gálio a -1.6GPa. Sua estrutura é do tipo ortorrômbica com uma simetria Cmcm (grupo espacial 63) e sua principal diferença do Gálio-I é a orientação dos dímeros de Gálio, que nesta nova fase estão dispostos paralelamente. Simulações por DFT mostraram que esta nova fase é metaestável a pressão nula e chega a ser estável a pressões negativas abaixo de ~ 1.5GPa. / Abstract: Recently, the existence of a liquid-liquid transition in pure substances has been proposed as an explanation of anomalous behaviors such as the increase of response functions (isothermal compressibility, coefficient of thermal expansion, specific heat) with decreasing temperature displayed by some liquids. The existence of this type of transition has been demonstrated experimentally for phosphorous by X-ray diÿraction, and through atomistic simulations for water, silicon and carbon. The detailed understanding of this type of transition is closely related to the fundamental question of which physical factors control the properties of a liquid. Therefore, the study of this phenomenon is of great importance for the development of new technologies, the synthesis of new materials and the control of their properties. In this work, we carry out a series of atomistic simulations of a system containing 1152 Gallium atoms described by a semi-empirical Modified Embedded-Atom Model subject to periodic boundary conditions. By means of these simulations we search for a liquid-liquid transition in Gallium by means of a process of elimination of three theories. Initially we show that the limit of metastability of the superheated liquid has a decreasing monotonous behavior in the pressure-temperature phase diagram. Subsequently, our system presents hysteresis, a discontinuity in volume, two phases that have different local atomic structures and display diffusion, and a latent heat, all characteristic of a first-order phase transition. For all these reasons we conclude that the simulated system presents a liquid-liquid phase transition of first-order in the supercooled regime. In addition, we carried out several simulations of isothermal compressions and expansions for different temperatures. These results also show hysteresis although it is found to decrease with increasing temperature, thus indicating the possible existence of a second critical point at which the liquid-liquid transition ends. We finish our studies with the discovery and characterization of a crystalline phase of Gallium whose structure has not been observed experimentally. This phase was obtained by chance during the study of the existence of a liquid-liquid transition in Gallium under tension of -1.6GPa. Its structure is of the orthorhombic type with Cmcm symmetry (space group 63). Its main difference with respect to the Gallium-I phase is that in the new phase the Gallium dimers are disposed in a parallel fashion. Subsequent DFT simulations show that this new phase is metastable at zero pressure and predict it to become stable with respect to Gallium-I arrives at negative pressures below ~1.5GPa. / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FLAVIO MOURA E SILVA JUNIOR.pdf: 1775384 bytes, checksum: b430b5a1969defb4733efc6cf63b21d0 (MD5) Previous issue date: 2010-11-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work we investigated the vibrational properties of ceramics Bi2Mn4O10 (BMO) at room temperature by the Raman and Infrared spectroscopies, the phonons were classified by FG matrix method of Wilson. The dielectric properties of the material, in turn, were studied using the impedance spectroscopy in a range of 22 ° C to 275 ° C. Furthermore, static atomistic simulations were performed at BMO in the range 0.0 to 10 GPa with a step of 0.5 GPa. Concerning the Raman modes, ten out forty eight modes predicted by the group theory, were observed in our experimental spectrum while the spectrum of the imaginary part of inverse dielectric constant, we observe 19 LO modes active in infrared. By using the method of FG Wilson saw that the modes in the range of 600-760 cm-1 are stretching into the ab plane to the octahedral chains MnO6. Libration and bending modes were predicted to 400-570 cm-1 and 300-400 cm-1, respectively. It was further observed that the low-frequency modes are mainly due to translations of the Bi ions. The analysis of the impedance spectroscopy measurements led to the conclusion that the relaxing process of BMO are associated with conductive mechanisms, these being due to movement of polarons. The frequencies, for which the imaginary parts of the module (M '' ) and impedance ( Z '' ) exhibit a maximum, obeyed the Arrhenius law in its dependence on the reciprocal temperature, and the calculated activation energies were 0.57 eV and 0.63 eV for each case, respectively. The frequency dependent peaks that appeared in the Bode plot of the real part of dielectric constant were attributed to thermal relaxation processes associated with activated jumps of polarons. The simulations showed that the compound is quite stable, showing no structural phase transition in the pressure range investigated / Neste trabalho foram investigadas as propriedades vibracionais da cerâmica Bi2Mn4O10 (BMO) à temperatura ambiente através das espectroscopias Raman e no Infravermelho. Os fônons foram classificados através do método FG de Wilson. As propriedades dielétricas do material, por sua vez, foram estudadas com o uso da espectroscopia de Impedância num intervalo de 22°C a 275°C. Além disso, simulações atomísticas estáticas foram feitas no BMO no intervalo de 0 a 10 GPa com passo de 0,5 GPa. No que concerne aos modos Raman, dos 48 previstos pela teoria de grupos, apenas dez deles foram observados em nosso espectro experimental enquanto que no espectro da parte imaginária do inverso da constante dielétrica, observamos 19 modos LO ativos no infravermelho. Através do uso do método FG de Wilson vimos que os modos no intervalo de 600-760 cm-1 são estiramento no plano ab para as cadeias octaédricas MnO6. Modos dobramento angular e de libração foram previstos para 400-570 cm-1 e 300-400 cm-1, respectivamente. Constatou-se ainda que os modos de baixa freqüência devem-se principalmente às translações dos íons Bi. As análises das medidas de espectroscopia de Impedância levaram a conclusão de que os processos relaxativos do BMO são associados a mecanismos condutivos, sendo esses devido a movimentos de polarons. As freqüências, para as quais as partes imaginárias do módulo ( M '' ) e da impedância ( Z '' ) exibiram máximos, obedeceram a uma lei tipo Arrhenius em sua dependência com o recíproco da temperatura, sendo que as energias de ativação calculadas foram de 0,57 eV e 0,63 eV para cada caso, respectivamente. Os picos dependentes da freqüência que apareceram no gráfico de Bode da parte real da constante dielétrica foram atribuídos a processos relaxativos termicamente ativados associados a saltos de polarons. As simulações realizadas mostraram que o composto é bastante estável não apresentando transição de fase estrutural no intervalo de pressão investigado.