Este trabalho pode ser dividido em duas partes. Na primeira, estudamos a série de ligas quaternárias \'Al IND. x\'\'Ga IND. y\'\'In IND. 1-x-y\'As, \'Al IND. x\'\'Ga IND. y\'\'In IND. 1-x-Y\', e \'Al IND. x\'\'Ga IND. y\'\'In IND. 1-x-y\'N. Estes sistemas são muito importantes do ponto de vista tecnológico, principalmente na optoeletrônica. O estudo é feito através de cálculos de estrutura eletrônica baseados na teoria do funcional da densidade (TFD) (com o uso de pseudopotenciais ultrasuaves) combinados com métodos estatísticos, como o Monte Carlo e o método da Abordagem Quase-Química Generalizada. Estes últimos foram desenvolvidos neste trabalho para descrição adequada de sistemas complexos como estas ligas semicondutoras. Obtemos suas propriedades eletrônicas, estruturais e termodinâmicas em função da composição dos átomos da liga e da temperatura de crescimento do sistema. Por último neste estudo, propomos um modelo que descreve o mecanismo de emissão de luz na liga quaternária de nitreto AlGaInN, sendo este assunto ainda bastante controverso na literatura. O modelo é baseado na formação de aglomerados de InN e GaInN, e explica as diferentes emissões no ultravioleta e no verde observados na liga AlGaInN. Na segunda parte, estudamos o sistema semicondutor magnético diluído (Ga,Mn)N que é muito promissor para futuras aplicações na nova tecnologia da spintrônica. Para isto, utilizamos também a TFD, mas dependente de spin e com o uso do método Projector Augmented Wave-PAW. Inicialmente, estudamos o MnN nas estruturas dos nitretos, que são a zincblende (zb) e a wurtzita (w). Obtemos um estado fundamental antiferromagnético (AFM) para o MnN-zb e ferromagnético (FM) para o MnN-w. No entanto, verificamos que o estado fundamental é muito suscetível à aplicação de uma tensão hidrostática, que nos levou a sugerir um modelo em que o magnetismo observado na liga GaMnN pode estar relacionado com inclusões de MnN tensionadas, com estado fundamental AFM, ou inclusões relaxadas, com estado fundamental FM. Em seguida, estudamos super-redes do tipo GaN-w/MnN-w formadas a partir de duas até seis camadas de MnN. Obtivemos um estado fundamental FM, o que é muito interessante para aplicações em spintrônica. Por último, estudamos o caso de apenas uma camada de \'Mn IND. x\'\'Ga IND. 1-x\'\'N\', imersa em GaN. Este sistema tem estado fundamental AFM e metálico para 100 % de Mn, o qual, entretanto, muda para FM e meio-metálico à medida que a concentração de Ga aumenta. Iniciamos o estudo desta liga bidimensional, propondo um Hamiltoniano modelo de Ising para descrever as interações neste sistema. / This work can be divided in two parts. In the first part, we studied the series of AlxGayIn1-x-yAs, AlxGayIn1-x-yP, and AlxGayIn1-x-yN quaternary alloys. These systems are very important in a technological point of view, mainly for optoelectronic applications. We performed band structure calculations based on Density Functional Theory (DFT) (employing ultrasoft pseudopotentials) combined with statistical methods, as the Monte Carlo and the Generalized Quasi-Chemical Approach. These two latter methods were developed in this work, in order to have a suitable description of quaternary alloys, which are very complex systems. We obtained their structural, thermodynamic, and electronic properties as a function of the atomic composition in the alloy and the growth temperature of the system. At the end of this first part, we propose a model to describe the emission mechanism in the AlGaInN quaternary alloys. This subject is still a matter of controversy in the literature. Our model is based on the formation of InN and GaInN clusters, and it explains the different light emissions in the ultraviolet and green regions of the spectrum, observed in the AlGaInN samples. In the second part of the work, we studied the diluted magnetic semiconductor system (Ga,Mn)N, which is one of the main candidates for the future applications in the spintronic new technology. For this study, we used spin DFT, solving the Kohn-Sham equations with the Projector Augmented Wave (PAW) method. Firstly, we studied the MnN in the nitrides (AlN, GaN, and InN) structures, which are the zincblende (zb) and the wurtzite (w). We obtained an antiferromagnetic (AFM) ground state for the zb-MnN, and a ferromagnetic (FM) ground state for the w-MnN. However, we verified that the ground state is very sensitive to the application of a hydrostatic strain. These results, led us to suggest that maybe the magnetism observed in the GaMnN alloys can be related with relaxed inclusions of MnN (with a FM ground state) or strained inclusions of MnN (with an AFM ground state). After this, we studied w-GaN/w-MnN superlattices, with the MnN layer formed by 2, 4, and 6 monolayers of w-MnN. We obtained a FM ground state for this system, which is very interesting for spintronic applications. Finally, we studied the case of only one monolayer of MnxGa1-xN in w-GaN. This system presents an AFM ground state for 100 % of Mn, but changes to a FM half-metalic state as the Ga composition increases. In this work we started the study of the MnxGa1-x \"bidimensional alloy\" system, proposing an Ising model Hamiltonian to describe the interactions among the Mn atoms in the system.

Neste trabalho, foram levantados dados sobre o tratamento da água e os resíduos gerados nos decantadores e filtros da ETA Fonte Luminosa, localizada em Araraquara, que é do tipo convencional com decantadores de alta taxa, objetivando-se obter parâmetros sobre a qualidade e quantidade dos resíduos gerados na ETA referida. Foram analisados e relacionados fatores relevantes na geração e composição destes resíduos, tais como: consumo de produtos químicos, procedimentos operacionais e qualidade da água bruta. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira, foi realizada a caracterização física e operacional da ETA Fonte Luminosa através de visitas e levantamento de dados históricos da água afluente à estação, da água tratada, dos produtos químicos e dos dados operacionais da estação no período de 2001 a 2003. Na segunda etapa, realizou-se a caracterização qualitativa da água nas diversas etapas do tratamento em termos de pH, cor aparente, turbidez e sólidos; nos resíduos originados nos decantadores e filtros, também, foi realizada a caracterização qualitativa (DQO, nitrogênio total, fosfato total, pH, cor aparente, turbidez e sólidos) e quantitativa (medida e estimada com o emprego de balanço de massas) dos. A ultima etapa, foi a avaliação da ocorrência de metais (Fe, Cd, Zn, Ni, Cu, Pb, Cr e Mg) na água ao longo do tratamento e nos resíduos. Os processos e as operações empregadas no tratamento influenciaram diretamente na qualidade e na quantidade dos resíduos. No período observado, os resultados indicaram grande semelhança entre os resíduos gerados nos decantadores de alta taxa e filtros da ETA Fonte Luminosa. Notou-se grande divergência entre os resíduos gerados em decantadores convencionais (ETA São Carlos) e de alta taxa (descargas diárias). Observou-se a ocorrência de chumbo, níquel e cromo total na água tratada em valores acima do Padrão de Potabilidade fixado pela Portaria nº 518/MS de 25/03/2004. / In this work, it was made a data survey about the water treatment and the residuals generated in the settling tanks and filters from the Fonte Luminosa WTA located at Araraquara-SP, a conventional type WTA with high rate settling tanks; aiming to obtain parameters about the quality and quantity of residuals generated at this WTA. The relevant parameters in the residuals generation and composition, like the chemical consume, the operational proceedings and the raw water quality, were evaluated and related to each other. The work was divided in three stages. In the first, it was made the physic and operational characterization from the Fonte Luminosa WTA by means of visits and historical data surveys from the water that enters the WTA, the treated water, the chemicals used and the operational data from the period of 2001 to 2003. In the second stage, it was made a qualitative characterization from the water in several stages of the treatment, with the parameters: pH, apparent color, turbidity and solids; to the residuals generated in the settling tanks and filters, it was also made the qualitative characterization with the parameters: COD, total nitrogen, total phosphate, pH, apparent color, turbidity and solids; and it was made a quantitative characterization for these residuals (measured and estimated by the mass balance). The last stage was the evaluation of the occurrence of metals (Fe, Cd, Zn, Ni, Cu, Pb, Cr and Mg) in the total water treatment and in the residuals. The processes and operations applied in the water treatment have a direct influence in the quality and quantity of the generated wastes. In the observed period, the results show a great similarity between the wastes generated in the high rate settling tanks and filters from this WTA. It was observed a great difference between the residuals generated in conventional settling tanks (São Carlos WTA) and high rate settling tanks (daily discharge). It was observed the occurrence of lead, nickel and chrome in the treated water, with values bigger than the ones fixed by the Portaria nº 518/MS from 03/25/2004 to a drinking water.

Estudos experimentais de sistemas mistos contendo os fluoretos PbF2 e CdF2 vêm revelando o importante potencial tecnológico desses materiais. No entanto, o comportamento tanto estrutural quanto dinâmico desses materiais ainda não é completamente compreendido. A proposta desta tese é a contribuição no entendimento amplo desses sistemas utilizando uma simulação atomística feita por Dinâmica Molecular. Com uso de um potencial efetivo de pares promissor foi possível descrever as propriedades estruturais, dinâmicas e térmicas destes sistemas avaliando-se também a dependência da composição nestas propriedades. As simulações foram realizadas no ensemble NPT (número de partículas, pressão e temperatura constantes) permitindo acompanhar as variações de energia e volume do sistema durante os processos de aquecimento e resfriamento. Foram observadas as descontinuidades nas transições sólido-líquido e líquido-sólido durante estes processos. Esse ensemble aproxima a simulação da realidade experimental uma vez que em geral experimentos são realizados a pressão atmosférica. Na primeira parte dos resultados foram criadas soluções sólidas ideais construídas a partir da rede perfeita do PbF2 onde são escolhidos alguns dos íons de Pb que são substituídos aleatoriamente por íons de Cd. Os resultados da caracterização estrutural destes sistemas foram comparados com medidas de EXAFS mostrando excelente acordo e validando o potencial proposto. Uma vez que o potencial mostrou-se coerente na descrição das interações destes três íons, foram analisados os efeitos da temperatura nestes sistemas. Tanto o PbF2 quanto o CdF2 são sólidos condutores superiônicos onde os íons de flúor apresentam alta mobilidade iônica. O sistema misto composto por estes dois fluoretos, CdxPb1xF2, também é um material superiônico. As propriedades superiônicas do sistema binário foram obtidas pelas simulações mostrando excelente acordo com os dados experimentais. A fusão desses sistemas considerando-se diferentes concentrações dos fluoretos, apresentou um diagrama de fase com menor temperatura de fusão para as composições em torno de 35% de CdF2 , o que está em perfeito acordo com o observado experimentalmente. Sistemas essencialmente diferentes quanto à organização estrutural e homogeneidade, foram obtidos a partir da fusão seguida de diferentes taxas de resfriamento. O resfriamento do líquido feito com taxas rápidas levou a formação de vidros homogênos. Taxas mais lentas de resfriamento Levam a formação de vidros que passam a exibir regiões mais ricas em PbF2 e outras em CdF2 . Taxas de resfriamento ainda mais lentas levam a cristalização dos líquidos, a qual ocorre com tendência de separação de fases e geração de defeitos. Os vidros homogêneos foram aquecidos novamente e apresentaram separação de fase seguida da devitrificação. Essencialmente devido aos defeitos gerados durante os processos de vitrificação, cristalização e devitrificação os vidros e os cristais apresentam maiores mobilidades dos íons fluoretos que os sistemas ideais primeiramente avaliados. Os cristais com separação de fases apresentam também composições que possuem menores valores de temperatura de transição iônica-superiônica. O comportamento de máxima mobilidade em função da temperatura é observado para as composições em torno de 30% de CdF2 em acordo com dados experimentais. A simulação clássica realizada permitiu o acesso microscópico do sistema sugerindo uma descrição para esses sistemas que é de grande valia e nem sempre possível experimentalmente / Experimental studies of binary systems of PbF2 and CdF2 display important technological potential of these materials. Besides that, its structural and dynamical behavior is not well understood. The aim of this theses is to bring a contribution for understand these materials through molecular dynamics simulations. With an adequate interatomic pair potential it was possible to describe the structural, dynamical and thermal properties of the pure systems as well as for solid solutions. All simulations were performed in NPT ensemble (constant number of particle, pressure, and temperature) which allows observing and analyses the energy and volume variation during process of heating and cooling. Solid-liquid and liquid-solid transitions discontinuity were observed during these process. This ensemble resembles experimental reality, once in general experiments are done at atmospheric pressure. Initially, ideal solid-solutions were obtained from perfect PbF2 lattice, where Pb ions were randomly replaced by Cd ions. The molecular dynamics structural characterizations were compared with EXAFS results in excellent agreement, which validates the proposed interatomic potential. Further, thermal effects were also analyzed. Both PbF2 and CdF2 are super ionic solid conductors, where the F ions shows high ionic mobility, The binary system, CdxPb1xF2, is also a super ionic conductor. The super ionic properties for the binary system were simulated displaying excellent agréments with experimental available data. Melting temperature as a function of the CdF2 concentration shows a phase diagram in which the melting temperature has a minimum around 35% of CdF2 , in accord with experimental data. Using different cooling rates, cooling from the melt, result in systems with different structural organization and homogeneity. Cooling from the liquid, with fast cooling rates, results in homogeneous glass. Slow cooling rates produce glass in which there is regions rich in PbF2 and other rich in CdF2 . Slower cooling rates results in the crystallization of the liquid, which large tendency of phase separation and defects. Homogeneous glasses were re-heated resulting in a phase separated system followed by devitrification. Due to the presence of defects during the process of vitrification, crystallization and devitrification, glasses and crystals display greater mobility of F ions than the initial solid solution initially analyzed. The ionic-super ionic temperature occurs for smaller temperatures for some composition of the crystals with phase separation. Maximum mobility as a function of temperature was observed for composition around 30% CdF2 , in agreement with experiments. The classical simulation performed allows detailed microscopic description of the system in which, in general, are not possible experimentally

Neste trabalho utilizamos as técnicas de espectroscopia de alta resolução em sólidos por Ressonância Magnética Nuclear de 13C, Polarização Cruzada, Desacoplamento Heteronuclear e Rotação da Amostra em tomo do Angulo Mágico para o estudo de sementes e alimentos. Uma técnica de analise multivariada foi introduzida com o intuito de se desenvolver um método de calibração dos espectros a partir dos experimentos com amostras padrão, de maneira que esse método permita a determinação das concentrações dos componentes da amostra através de uma multiplicação matricial. Essa técnica consiste basicamente da Decomposição em Valores Singulares de uma matriz composta pelos espectros, seguida da regressão linear múltipla visando encontrar uma matriz de regressão entre a matriz de espectros e a matriz de concentrações das principais componentes das amostras. Essa matriz de regressão, multiplicada pelo espectro de uma nova amostra permite a previsão das concentrações dos componentes desta. As concentrações de proteína e amido foram avaliadas para cereais e alguns alimentos industrializados. / High Resolution Solid-State 13C-NMR Spectroscopy techniques Cross Polarization, Decoupling and Magic Angle Spinning, were employed in this work for the study of the chemical composition of seeds and food. A Multivariate Analysis procedure was also employed in the development of a calibration and prediction method for the determination of the components content based on a matrix multiplication. Singular Value Decomposition was carried on the 13C-NMRspectra matrix followed by Multiple Linear Regression on the components content matrix with the purpose of producing a model that relates the spectra to the sample components content determined by referee methods. When the resulting model is then applied to a new sample, assuming that the correlation found between the calibrations set matrices also exists in this sample, it gives the components content values. The protein and starch content were analyzed.

Thesis. 1975. M.S.--Massachusetts Institute of Technology. Dept. of Civil Engineering. / Bibliography: leaves 105-111. / M.S.

Thesis (Ph.D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Chemistry, 1980. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND SCIENCE. / Vita. / Includes bibliographical references. / by William Paul Rothwell. / Ph.D.

Thesis (Ph.D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Chemistry, 1979. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND SCIENCE. / Includes bibliographical references. / Ph.D.

Thesis (Ph.D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Physics, 1979. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND SCIENCE. / Includes bibliographical references. / by Robert B. Laughlin. / Ph.D.

Thesis (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 1982. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING. / Includes bibliographical references. / by Anna On-Nar Yau. / M.S.

Thesis. 1975. M.S.--Massachusetts Institute of Technology. Dept. of Civil Engineering. / Bibliography: leaves 106-111. / M.S.