Thesis (MEng)--Stellenbosch University, 2015. / ENGLISH ABSTRACT: Efficient face milling of titanium alloys provides a global challenge. Difficult-to-cut super alloys such as Ti-6Al-4V is considered the “workhorse” material for aerospace components. During the machining of aerospace components, 80% – 90% of the material is removed. This requirement drives the innovation for machines and tooling to become more efficient, while driving down costs. In South Africa, this requirement is no different. Due to the historic practice of exporting valuable minerals such as Ilmenite, leucoxene and rutile, South Africa does not enjoy many of financial benefits of producing value added titanium alloy products. The Titanium Centre of Competence (TiCoC) is aimed at creating a South African titanium manufacturing industry by the year 2020. More specifically, the roughing of Ti-6Al-4V aerospace components has been identified as an area for improvement. The thermal conductivity of Ti-6Al-4V is significantly lower than that of other “workhorse” metals such as steel or aluminium. Therefore, heat rapidly builds up in the tool tip during high speed machining resulting in shortened tool life and increased machining costs. Hence the ongoing developments in the field of cooling methods for high speed machining. The latest development in high pressure cooling (HPC) is split tools that deliver coolant into the cutting interface via flat nozzles in the rake face of the insert. Although it has been released recently and limited to a single supplier, this cooling method is commercially available, yet little is known about its performance or application conditions. The operational characteristics of split tools are studied by answering set research questions. A dynamometer was used to measure the tangential cutting forces during 11 cutting experiments that follow a three-factor factorial design at two levels and with three centre points. A second-order model for predicting the tangential cutting force during face milling of Ti-6Al-4V with split tools was fit to the data at 95% confidence level. A predictive cutting force model was developed in terms of the cutting parameters: (1) Axial depth of cut (ADOC), (2) feed per tooth and, (3) cutting speed. The effect of cutting parameters on cutting force including their interactions are investigated. Data for chip evacuation, surface finish and tool wear are examined and discussed. Practical work was done at a selected industry partner to determine: (1) impact of an analytical approach to perform process development for aerospace component roughing, (2) determine the feasibility of implementing split tools to an existing process. A substantial time saving in the roughing time of the selected aerospace component was achieved through analytical improvement methods. Furthermore it was found that the split tools were not a suitable replacement for current tooling. It was established that certain critical operational requirements of the split tools are not met by the existing milling machine at the industry partner. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Doeltreffende masjinering van titaan allooie bied `n wêreldwye uitdaging. Moeilik-om-te-sny super allooie soos Ti-6Al-4V word as die “werksesel” materiaal vir lugvaart komponente beskou. Gedurende die masjinering van lugvaart komponente word 80% - 90% van die materiaal verwyder. Dit is hiérdie behoefte wat die innovering van masjien -en snygereedskap dryf om dit meer doeltreffend en finansieël vatbaar te maak. Die Suid Arikaanse behoefte vir doeltreffende snygereedskap vir Ti-6Al-4V masjinering stem ooreen met hierdie internationale behoefte. Die geskiedkundige Suid Afrikaanse praktyk om onverwerkte, waardevolle minerale soos Ilmeniet, rutiel en leucoxene uit te voer, kniehalter die land se kans om winste uit verwerkte titaan allooi produkte te geniet. Die “Titanium Centre of Competence” (TiCoC) se mikpunt is om `n Suid Afrikaanse titaanproduk vervaardigingsmark op die been te bring teen 2020. Stellenbosch Universiteit se funksie, binne hierdie strategiese raamwerk, fokus op hoë spoed masjinering van Ti-6Al-4V lugvaart komponente. Die hitte geleidingsvermoë van Ti-6Al-4V is noemenswaardig laer as die van ander “werksesel” materiale soos byvoorbeeld staal of alumium. Om hierdie rede word hitte in die freesbeitelpunt gedurende hoë spoed masjinering opgeberg. Dit verkort gereedskap leeftyd en verhoog masjinerings kostes. Daarvandaan deurlopende ontwikkelinge in verkoelingsmetodes vir hoë spoed masjinering. Die mees onlangse ontwikkeling in hoë druk verkoeling is “split tools” wat koelmiddel na die snyoppervlak deur middel van langwerpige gleufies in die hark gesig van die beitelpunt lewer. Hierdie tegnologie is op die mark beskikbaar, maar slegs deur `n enkele verskaffer. Daar is ook geen akademiese publikasies wat oor Ti-6Al-4V masjinering met “split tools” handel nie. Die verrigtings vermoë en toepassings gebied vir die gereedskap is steeds onbekend. 'n Dinamometer is gebruik om die tangensiale snykragte tydens 11 sny eksperimente te meet. Die eksperiment ontwerp is faktoriaal van aard en bevat drie faktore en drie middelpunte oor twee vlakke. `n Kwadratiese model is geskik om die data op 95% vertroue vlak voor te stel en voorspellings mee te maak. Die voorspellingsmodel is ontwikkel in terme van: (1) Diepte van snit, (2) voertempo, en (3) Snyspoed. Die invloed van die drie parameters op die tangentiale snykrag, asook invloed met mekaar word ondersoek. Verdere data in verband met materiaal verwydering, oppervlak afwerking en beitel slytasie word ook bespreek. Praktiese werk is met behulp van `n bedryfsvennoot gedoen om vas te stel: (1) die impak van 'n analitiese benadering en ontwikkelings proses op die uitrof van lugvaart komponente, (2) en om die lewensvatbaarheid van implementering van “split tools“ aan 'n bestaande proses te bepaal. `n Noemenswaardige besparing is sodoende behaal. Dit is verder bevind dat “split tools” nie `n geskikte plaasvervanger vir die huidige snygereedskap is nie. Die rede daarvoor is gedeeltelik omdat die huidige freesmasjien by die bedryfsvennoot nie aan die kritiese operasionele vereistes van die gereedskap vervaardiger voldoen nie.

abstract: The emergence of new technologies as well as a fresh look at analyzing existing processes have given rise to a new type of response characteristic, known as a profile. Profiles are useful when a quality variable is functionally dependent on one or more explanatory, or independent, variables. So, instead of observing a single measurement on each unit or product a set of values is obtained over a range which, when plotted, takes the shape of a curve. Traditional multivariate monitoring schemes are inadequate for monitoring profiles due to high dimensionality and poor use of the information stored in functional form leading to very large variance-covariance matrices. Profile monitoring has become an important area of study in statistical process control and is being actively addressed by researchers across the globe. This research explores the understanding of the area in three parts. A comparative analysis is conducted of two linear profile-monitoring techniques based on probability of false alarm rate and average run length (ARL) under shifts in the model parameters. The two techniques studied are control chart based on classical calibration statistic and a control chart based on the parameters of a linear model. The research demonstrates that a profile characterized by a parametric model is more efficient monitoring scheme than one based on monitoring only the individual features of the profile. A likelihood ratio based changepoint control chart is proposed for detecting a sustained step shift in low order polynomial profiles. The test statistic is plotted on a Shewhart like chart with control limits derived from asymptotic distribution theory. The statistic is factored to reflect the variation due to the parameters in to aid in interpreting an out of control signal. The research also looks at the robust parameter design study of profiles, also referred to as signal response systems. Such experiments are often necessary for understanding and reducing the common cause variation in systems. A split-plot approach is proposed to analyze the profiles. It is demonstrated that an explicit modeling of variance components using generalized linear mixed models approach has more precise point estimates and tighter confidence intervals. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Industrial Engineering 2010

Submitted by Caio Augusto Garcia Ribeiro (cabecapequena@gmail.com) on 2018-08-02T00:52:57Z No. of bitstreams: 1 RibeiroCaio-FEB-2018.pdf: 5387665 bytes, checksum: 45fcc05a73039b3f0dc0abc7ea10d407 (MD5) / Rejected by Minervina Teixeira Lopes null (vina_lopes@bauru.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: - corrigir data de defesa; - inserir Ata de Defesa em substituição a Ata de Qualificação. Agradecemos a compreensão. on 2018-08-02T16:56:48Z (GMT) / Submitted by Caio Augusto Garcia Ribeiro (cabecapequena@gmail.com) on 2018-08-02T18:17:42Z No. of bitstreams: 1 RibeiroCaio-FEB-2018.pdf: 5361717 bytes, checksum: 4fc2f5302908b269a3ebe3ecc8d0821f (MD5) / Approved for entry into archive by Minervina Teixeira Lopes null (vina_lopes@bauru.unesp.br) on 2018-08-02T18:43:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ribeiro_cag_me_bauru.pdf: 5338756 bytes, checksum: 867db632d4c47abc4ed6f4626038d817 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-02T18:43:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ribeiro_cag_me_bauru.pdf: 5338756 bytes, checksum: 867db632d4c47abc4ed6f4626038d817 (MD5) Previous issue date: 2018-06-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O ar-condicionado tem-se tornado um dos grandes responsáveis pelo aumento da demanda de energia elétrica no Brasil e no mundo, pois com o desenvolvimento econômico combinado a redução de preço dos equipamentos de ar-condicionados, mais residências e comércios os utilizam em busca de conforto térmico. Mas o uso pode acarretar em um aumento considerável na conta de energia, já que o ar-condicionado é o aparelho doméstico com alto consumo de energia. A solução imediata apontada por Sivak (2009) e Shan et al. (2013) para que o crescimento do uso de arcondicionado não provoque uma crise energética no mundo seria desenvolver aparelhos com a mesma qualidade de refrigeração dos atuais, mas que consumiriam bem menos energia. O aparelho mais utilizado em residências, pequenos comércios e escritórios, é o split system, com o evaporador do tipo Hi-wall, equipamento que tem algumas limitações em relação a sua distribuição de ar, que provoca bolsões de ar quente e frio no mesmo ambiente, além de provocar desconfortos localizados. O controle desse evaporador é baseado na temperatura de retorno, ou seja, se a temperatura no retorno não atingir a temperatura estabelecida o mesmo opera em sua potência máxima por um tempo maior que o necessário, desperdiçando assim energia elétrica, ou a temperatura pode ser alcançada antes no retorno do que no ambiente, provocando assim desconforto térmico por mais tempo. Assim, será proposta neste trabalho uma solução numérica, utilizando um código CFD, a partir das equações diferencias de energia combinada com as equações de Navier–Stokes, em um modelo turbulento semi empírico k-epsilon de duas equações, considerando as três dimensões. Partindo de um caso padrão foram outros 11 casos alterando a altura do evaporador e o ângulo de insuflamento. Com os resultados pôde-se avaliar qual dos 11 casos foi mais eficiente do ponto de vista energético o qual produz melhor conforto térmico, para assim avaliar melhorias que podem ser aplicadas no evaporador hi-wall. / Air conditioning has become one of the main factors responsible for the increase in the electric demand in Brazil and in the world, since with economic development combined with the price reduction of air conditioning equipment, more residences and businesses use them to reach thermal comfort. But the use can lead to a considerable increase in the energy bill, since air conditioning is the household appliance with a high energy consumption. The immediate solution pointed out by Sivak (2009) and Shah et al. (2013), so that the growth of the use of air conditioning does not cause an energy crisis in the world, would be to develop devices with the same quality of refrigeration of the present, but that would consume much less energy. The most commonly devices used in residence, small shops and offices, are Split System, whit a high wall as internal unit, this evaporator has some limitations in the air distribution, which causes hot and cold zones in the same environment, as well as causing localized discomfort. The evaporator control is based on the return temperature, so if the return temperature does not reach the set temperature, the Air Conditioner will operate at its maximum power for a time longer than necessary, thus wasting electrical energy or the set temperature can be reached before in the evaporator than in the environment, thus causing thermal discomfort for longer. Thus, a numerical solution, using a CFD code, will be proposed using the energy-difference equations combined with the Navier-Stokes equations, considering a turbulent flow based in a semi-empirical k-epsilon turbulent model of two equations, considering the three dimensions. And using a model as standard, another 11 models were simulated by changing the height of the evaporator and the angle of inflation. With the results, it can be evaluated which of the 12 cases is more energy efficient and which causes better thermal comfort. And than identify improvements that can be applied in hi-wall units.

BRAGA, João Philipe Macedo. Técnica split operator em coordenadas generalizadas. 2010. 84 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by francisco lima (admir@ufc.br) on 2014-03-18T12:27:21Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_jpmbraga.pdf: 953031 bytes, checksum: 788517c406c012d339bc8fe1d2fb7079 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-03-18T21:51:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_jpmbraga.pdf: 953031 bytes, checksum: 788517c406c012d339bc8fe1d2fb7079 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-18T21:51:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_jpmbraga.pdf: 953031 bytes, checksum: 788517c406c012d339bc8fe1d2fb7079 (MD5) Previous issue date: 2010 / Quantum mechanics plays a fundamental role in the description and understanding of the natural phenomena. Actually, the phenomena that take place in atomic and subatomic scale can not be well explained without the quantum mechanics approach. Furthermore, there are a lot of phenomena in macroscopic scale that reveals the quantum behavior of nature. In this sense, we can say that quantum mechanics is fundamental for the understanding of all natural phenomena. In Quantum Mechanics the state of a particle is mathematically described by the wave function Ψ(r,t) and its time evolution is governed by time-dependent Schrödinger equation. Thus, we can state that the fundamental problem of quantum mechanics is to solve the Schrödinger Equation in an arbitrary situation. In this work, we study a numerical technique to solve the time-dependent and time-independent Schrödinger Equation known as Split Operator technique. This aproach uses approximations for the exponencial of sum of operators that do not commute in order to implement the time-evolution operator. It makes possible to reduce the solution of the Schrödinger equation to a successive processes of multiplication and solution of tridiagonal system of linear equations. It can be easily performed using a computer. The technique was studied in detail using cartesian coordinates, and we also explained how to use the technique with periodic or finite boundary conditions. We make use this technique to study the behavior of an electron subjected to a random potential. In this situation we face the Anderson Localization phenomena. Furthermore, we developed the Split Operator technique using generalized coordinates, and studied the problem of an electron confined to a cylinder surface. It was verified that the numerical results agree with the analytical ones. So we can conclude that the Split Operator technique using generalized coordinates produce reliable results. / A mecânica quântica desempenha um papel fundamental na descrição e entendimento dos fenômenos naturais. De fato, os fenômenos que ocorrem em uma escala muito pequena (atômica ou sub-atômica) não podem ser corretamente explicados fora do contexto da mecânica quântica. Além disso, existem muitos fenômenos em escala macroscópica que revelam o comportamento quântico da natureza. Nesse sentido, podemos dizer que a mecânica quântica é a base de todo nosso atual conhecimento sobre os fenômenos naturais. O estado de uma partícula em quântica é descrito matematicamente pela sua função de onda Ψ(r,t) e a evolução temporal de Ψ(r,t) é governada pela Equação de Schrödinger dependente do tempo. Dessa forma, podemos enunciar que o problema fundamental da mecânica quântica consiste em solucionar a Equação de Schrödinger numa situação arbitrária. Neste trabalho, estudamos uma técnica numérica de solução da Equação de Schrödinger dependente ou independente do tempo conhecida como Split Operator. Essa técnica utiliza formas aproximadas para a exponencial da soma de operadores que não comutam para implementar o operador evolução temporal, permitindo reduzir o processo de solução da Equação de Schrödinger a sucessivos processos de simples multiplicação e de solução de sistemas de equações lineares tridiagonais, que podem ser facilmente realizados por um computador. O formalismo da técnica em coordenadas cartesianas foi estudado em detalhes, onde mostramos como aplicá-lo para sistemas com condições de com torno periódicas ou com condições de contorno finitas. Utilizamos essa forma da técnica para estudar o comportamento de um elétron confinado numa região de energia potencial aleatória, onde nos deparamos com o fenômeno de Localização de Anderson. Além disso, desenvolvemos a técnica Split Operator em coordenadas generalizadas, aplicando-a para estudar o problema de um elétron confinado na superfície de um cilindro. Os resultados obtidos numericamente concordam muito bem com os resultados obtidos analiticamente, mostrando que a técnica Split Operator em coordenadas generalizadas nos leva a resultados confiáveis.

SILVA, Francisco Wellery Nunes. Transporte eletrônico em semicondutores porosos baseado na equação de Schrodinger dependente do tempo. 2012. 77 f. Dissertação (Mestrado 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 2015-04-23T21:11:22Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_fwnsilva.pdf: 12829801 bytes, checksum: 1fca3d2dc15fc07961d7231c6087fe50 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-29T17:38:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_fwnsilva.pdf: 12829801 bytes, checksum: 1fca3d2dc15fc07961d7231c6087fe50 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-29T17:38:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_fwnsilva.pdf: 12829801 bytes, checksum: 1fca3d2dc15fc07961d7231c6087fe50 (MD5) Previous issue date: 2012 / We propose in this work a theoretical study, of the properties of a electronic pulse, injected under a external bias, on a porous silicon layer, so that we could define fundamentally the shape of T X V and R X V curves, where T is the transmission coefficient and R is the reflection coefficient of the wave packet, trough the porous region. With this, we could make a simple calculation and obtain information about the electrical current in this material, using the very simple model I=Q/t, where we defined the time of transmission, as the time interval necessary for the electronic pulse to be consumed completely. This kind of approach is already known in the literature, propose by Lebedev and co-workers (1998). Using the definition of charge carrier mobility, we obtained information about it, since the principal aim of this work is the electronic transport in this kind of material, that despite a strong research on porous silicon, since the beginning of the nineties, the transport properties still remains a relatively unexplored area. The major incentive for this study is due to the strong possibility of application of this material in new optoelectronic devices such as LEDs. Along the development of this dissertation, we applied well known techniques for the computational modelling such as effective mass theory, for example, associated with methods like the periodic boundary conditions, and the absorbing boundary conditions. Treating of a quantum system, we begin all the work solving the time dependent Schröedinger equation. To do this task, we have used the numerical method known as Split-Operator, in order to obtain the solutions for this equation. Initially, the calculations in this dissertation where based in an isotropic effective mass, in order to optimise the calculation parameters. After this, we made calculations using an anisotropic effective mass for the different valleys of silicon. All these things leads us to believe that this work have a great importance regarding the contribution to the understanding of transport in electronic systems based on porous silicon, to maintain for some time the applications of this kind of material that was so revolutionary in the twentieth. / Neste trabalho, propomos um uma pesquisa teórica onde estudamos as propriedades de um pulso eletrônico em uma camada de silício poroso, injetado sob uma certa voltagem externa V. Desta forma, podemos definir fundamentalmente a forma das curvas T X V e R X V, onde T é o coeficiente de transmissão e R é o coeficiente de reflexão do pacote de onda através da região porosa. Aliado a estes dados, podemos fazer um cálculo simples e obter informações a respeito da corrente elétrica que atravessa o material, utilizando o modelo I=Q/t, onde definimos o tempo como o intervalo necessário para que o pulso seja consumido completamente, como proposto por Lebedev e colaboradores (1998). Utilizando a definição para mobilidade de portadores de carga, obtivemos informações sobre a mesma, pois este trabalho foca-se principalmente no estudo do transporte eletrônico neste tipo de material poroso, que apesar de um estudo intenso em silício poroso desde o início da década de noventa, as propriedades de transporte ainda permanecem um pouco inexploradas. O principal incentivo para que estudemos este material é devido à grande possibilidade da criação de dispositivos em opto-eletrônica tais como LEDs (Light Emissor Diode). Ao longo do desenvolvimento, empregamos técnicas já bem conhecidas para a modelagem de semicondutores, como a teoria da massa efetiva, por exemplo, associadas a técnicas de modelagem computacional, como o emprego de condições periódicas de contorno e condições de contorno absorvente. Por se tratar de um sistema quântico, tudo parte da solução da equação de Schrödinger dependente do tempo, e para executar esta tarefa fizemos uso de um método numérico conhecido como Split-Operator. Assim obtemos as soluções para a equação. Inicialmente, os cálculos realizados neste trabalho foram baseados em uma massa efetiva isotrópica, a fim de otimizar os parâmetros de cálculo, e só em seguida foram feitos cálculos baseando-se em massa efetiva anisotrópica para os diversos vales do silício poroso. Tudo isto nos leva a crer que este trabalho possui uma grande importância no que diz respeito à contribuição para o entendimento do transporte eletrônico em sistemas baseados em silício poroso, de forma a manter por mais algum tempo a aplicação deste tipo de material que foi tão revolucionário no século XX.

SILVA, Francisco Wellery Nunes. Transporte eletrônico em semicondutores porosos baseado na equação de Schrodinger dependente do tempo. 2012. 77 f. Dissertação (Mestrado 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 2015-10-16T21:34:35Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_fwnsilva.pdf: 12829801 bytes, checksum: 1fca3d2dc15fc07961d7231c6087fe50 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-20T20:59:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_fwnsilva.pdf: 12829801 bytes, checksum: 1fca3d2dc15fc07961d7231c6087fe50 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-20T20:59:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_fwnsilva.pdf: 12829801 bytes, checksum: 1fca3d2dc15fc07961d7231c6087fe50 (MD5) Previous issue date: 2012 / We propose in this work a theoretical study, of the properties of a electronic pulse, injected under a external bias, on a porous silicon layer, so that we could define fundamentally the shape of T X V and R X V curves, where T is the transmission coefficient and R is the reflection coefficient of the wave packet, trough the porous region. With this, we could make a simple calculation and obtain information about the electrical current in this material, using the very simple model I=Q/t, where we defined the time of transmission, as the time interval necessary for the electronic pulse to be consumed completely. This kind of approach is already known in the literature, propose by Lebedev and co-workers (1998). Using the definition of charge carrier mobility, we obtained information about it, since the principal aim of this work is the electronic transport in this kind of material, that despite a strong research on porous silicon, since the beginning of the nineties, the transport properties still remains a relatively unexplored area. The major incentive for this study is due to the strong possibility of application of this material in new optoelectronic devices such as LEDs. Along the development of this dissertation, we applied well known techniques for the computational modelling such as effective mass theory, for example, associated with methods like the periodic boundary conditions, and the absorbing boundary conditions. Treating of a quantum system, we begin all the work solving the time dependent Schröedinger equation. To do this task, we have used the numerical method known as Split-Operator, in order to obtain the solutions for this equation. Initially, the calculations in this dissertation where based in an isotropic effective mass, in order to optimise the calculation parameters. After this, we made calculations using an anisotropic effective mass for the different valleys of silicon. All these things leads us to believe that this work have a great importance regarding the contribution to the understanding of transport in electronic systems based on porous silicon, to maintain for some time the applications of this kind of material that was so revolutionary in the twentieth. / Neste trabalho, propomos um uma pesquisa teórica onde estudamos as propriedades de um pulso eletrônico em uma camada de silício poroso, injetado sob uma certa voltagem externa V. Desta forma, podemos definir fundamentalmente a forma das curvas T X V e R X V, onde T é o coeficiente de transmissão e R é o coeficiente de reflexão do pacote de onda através da região porosa. Aliado a estes dados, podemos fazer um cálculo simples e obter informações a respeito da corrente elétrica que atravessa o material, utilizando o modelo I=Q/t, onde definimos o tempo como o intervalo necessário para que o pulso seja consumido completamente, como proposto por Lebedev e colaboradores (1998). Utilizando a definição para mobilidade de portadores de carga, obtivemos informações sobre a mesma, pois este trabalho foca-se principalmente no estudo do transporte eletrônico neste tipo de material poroso, que apesar de um estudo intenso em silício poroso desde o início da década de noventa, as propriedades de transporte ainda permanecem um pouco inexploradas. O principal incentivo para que estudemos este material é devido à grande possibilidade da criação de dispositivos em opto-eletrônica tais como LEDs (Light Emissor Diode). Ao longo do desenvolvimento, empregamos técnicas já bem conhecidas para a modelagem de semicondutores, como a teoria da massa efetiva, por exemplo, associadas a técnicas de modelagem computacional, como o emprego de condições periódicas de contorno e condições de contorno absorvente. Por se tratar de um sistema quântico, tudo parte da solução da equação de Schrödinger dependente do tempo, e para executar esta tarefa fizemos uso de um método numérico conhecido como Split-Operator. Assim obtemos as soluções para a equação. Inicialmente, os cálculos realizados neste trabalho foram baseados em uma massa efetiva isotrópica, a fim de otimizar os parâmetros de cálculo, e só em seguida foram feitos cálculos baseando-se em massa efetiva anisotrópica para os diversos vales do silício poroso. Tudo isto nos leva a crer que este trabalho possui uma grande importância no que diz respeito à contribuição para o entendimento do transporte eletrônico em sistemas baseados em silício poroso, de forma a manter por mais algum tempo a aplicação deste tipo de material que foi tão revolucionário no século XX.

Du fait de l'augmentation de la demande de produits pour les applications grand public, industrielles et automobiles, des mémoires embarquées fiables et à faible coût de fabrication sont de plus en plus demandées. Dans ce contexte, les mémoires split-gate à piégeage discret sont proposées pour des microcontrôleurs. Elles combinent l'avantage d'une couche de stockage discrète et de la con guration split-gate. Durant ce travail de recherche, des mémoires split-gate à couche de piégeage discret ayant des longueurs de grille de 20nm sont présentées pour la première fois. Celles-ci on été réalisées avec des nanocristaux de silicium (Si-nc), du nitrure de silicium (SiN) ou un hybride Si-nc/SiN avec diélectrique de control de type SiO2 ou AlO et sont comparées en termes de performances lors des procédures d'eff acement et de rétention. Ensuite, la miniaturisation des mémoires split-gate à piégeage de charge est étudié, en particulier au travers de l'impact de la réduction de la longueur de grille sur la fenêtre de mémorisation, la rétention et la consommation. Le rôle des défauts dans le diélectrique de contrôle (alumine) utilisé dans les mémoires de type TANOS a été étudié. Des travaux ont été menés pour déterminer l'origine des pièges dans ce matériau, par le biais de la simulation atomistique ainsi que d'analyses physico-chimiques précises. Nous avons montré que la concentration de pièges dans AlO pouvait être réduite par ajustement des conditions de procédé de fabrication, débouchant ainsi sur l'amélioration de la rétention dans les mémoires à piégeage de charge. Ce résultat est convenable pour les applications de type embarqué / Due to the increasing demand for consumer, industrial and automotive products, highly reliable, and low integration cost embedded memories are more and more required. In this context, split-gate charge trap memories were proposed for microcontroller products, combining the advantage of a discrete storage layer and of the split-gate con guration. In this thesis, split-gate charge trap memories with electrical gate length down to 20nm are presented for the 1st time. Silicon nanocristals (Si-nc), or silicon nitride (SiN) and hybrid Si-nc/SiN based split-gate memories, with SiO2 or AlO control dielectrics, are compared in terms of program erase and retention. Then, the scalability of split-gate charge trap memories is studied, investigating the impact of gate length reduction on the memory window, retention and consumption. We thus studied the role of defects on alumina control dielectric employed in TANOS-like memory. We used atomistic simulation, consolidated by a detailed alumina physico-chemical material analysis, to investigate the origin of traps in alumina. We showed that the trap concentration in AlO can be decreased by adjusting the process conditions leading to improved retention behaviour in charge trap memory, suitable for embedded applications.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The variability of soil attributes is related to environmental factors affecting soil formation processes. Different techniques have been employed to map this variability, among these techniques, the reading of the magnetic susceptibility (MS) has been shown as an alternative due to its close relationship to the soil other attributes. This study aims to determine the magnetic susceptibility of Oxisol samples in a Rio Grande do Sul experimental area, related to different soil properties to understand the spatial distribution, as well to define different compartments of the landscape. The 350 ha study area is located in Santo Augusto city, three transects where were marked from the higher quota until the lower quota area, totaling 1450 m. In these transects we scored 29 points georeferenced, 50 m distance each one. Samples were collected at 0.00-0.05, 0.05-0.15, 0.15-0.30 and 0.30-0.60 meters depth where we determined the particle size distribution, soil organic carbon and the MS. Also we opened five trenches along the transects distributed over different locations in the relief along the topossequence, where the morphological description, chemical, physical, and mineralogical analysis and MS in the samples of each horizon. In study 1, the profiles data from the attributes were submitted to Pearson linear correlation test to determine the correlation of MS with the other attributes of the soil. With transects data we carried out linear regressions for each depth in order to assess how the MS contributes to the clay, sand, and soil organic carbon prediction. To verify spatial dependence of the attributes in the sample we used points geostatistics with variograms settings. The values were interpolated using the ordinary kriging and subsequently we generated maps of soil attributes on topossequência for the four depths. In the study 2 the data from transects were submitted to descriptive statistics and analysis of the "Split Moving Window" (SMW), to investigate the behavior of the MS in determining the limits of landscape compartments. According to two studies we can infer that the MS has potential for application in the mapping of certain soil attributes, as well potential for determination of landscape compartments limits. / A variabilidade dos atributos do solo está relacionada aos fatores ambientais que condicionam os processos de formação do solo. Diante disso, diferentes técnicas têm sido empregadas para mapear essa variabilidade, dentre estas técnicas, a leitura da suscetibilidade magnética (SM) tem se mostrado como alternativa por sua estreita relação com os demais atributos do solo. O presente estudo tem por objetivo determinar a suscetibilidade magnética de amostras em Latossolos de uma área experimental no Rio Grande do Sul, relacionando com diferentes atributos do solo para compreender a distribuição espacial e delimitar diferentes compartimentos da paisagem. A área de estudo de 350 ha está localizada no município de Santo Augusto, onde foram marcadas três transeções desde a cota mais elevada até a cota mais baixa da área, totalizando 1450 m. Nestas transeções foram marcados 29 pontos georreferenciados, em distância regular de 50 m entre os pontos e entre as transeções. Foram coletadas amostras das profundidades 0,00-0,05, 0,05-0,15, 0,15-0,30 e 0,30-0,60 m onde se determinou a granulometria, carbono orgânico do solo e a SM. Também foram abertas cinco trincheiras ao longo das transeções distribuídas em locais diferenciados no relevo ao longo da topossequência, onde foi realizada a descrição morfológica e análises químicas, físicas, mineralógicas e de SM nas amostras de cada horizonte. No estudo 1, os dados provenientes dos atributos nos perfis foram submetidos ao teste de correlação linear de Pearson para averiguar a correlação da SM com os outros atributos do solo. Com os dados das transeções foram realizadas regressões lineares para cada profundidade a fim de avaliar o quanto a SM contribui para a predição do teor de argila, areia e carbono orgânico do solo. Para verificar a dependência espacial dos atributos nos pontos amostrais, foi utilizada a geoestatística com ajustes de variogramas. Os valores foram interpolados por meio da krigagem ordinária e posteriormente foram gerados mapas dos atributos do solo na topossequência para as quatro profundidades. No estudo 2 os dados provenientes das amostras das transeções foram submetidos à estatística descritiva e análise da ferramenta ―Split Moving Window‖ (SMW), para averiguar o comportamento da SM na determinação dos limites de compartimentos da paisagem. De acordo com os dois estudos pode-se inferir que a SM tem potencial para aplicação no mapeamento de determinados atributos do solo, bem como potencial para determinação de limites dos compartimentos da paisagem.

Orientador: Roy Edward Bruns / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:15:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bortoloti_JoaoAlexandre_D.pdf: 1520752 bytes, checksum: a05074e580eacf74876483e537822d4f (MD5) Previous issue date: 2006 / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Quimica

Orientador: João Carlos de Andrade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T12:04:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 May_GydaMarie_D.pdf: 1117218 bytes, checksum: da4af99338bc640a6cd71e1718ad9c8d (MD5) Previous issue date: 2006 / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências