Neste trabalho estudamos o modelo XY anisotrópico (s=1/2) unidimensional com interação de longo alcance uniforme entre as componentes transversas dos spins. O modelo foi fermionizado usando a transformação de Jordan-Wigner e resolvido usando uma aproximação de Hartree-Fock no termo quártico. A aproximação foi realizada observando-se os casos limites do modelo já resolvidos exatamente: XY anisotrópico e XY isotrópico com interação de longo alcance. Fizemos uma análise crítica da solução de campo médio já existente na literatura, evidenciando os pontos de discordância através de resultados já estabelecidos e de um uma aproximação ordinária de primeira ordem. Dedicamos atenção especial ao estudo do comportamento crítico quântico (T=0), evidenciando os efeitos da interação de longo alcance. Determinamos a energia livre de Helmholtz, a magnetização e susceptibilidade isotérmica resultando num diagrama de fase com topologia semelhante ao diagrama obtido através da solução exata para modelo XY isotrópico com interação de longo alcance, caracterizando as transições de fase quânticas. Verificamos que susceptibilidade isotérmica apresenta singularidade logarítmica nas transições de fase quânticas de segunda ordem semelhante ao caso XY anisotrópico sem interação de longo de alcance.

We study the Gouy phase that arises from the time evolution of
confined matter waves in a harmonic potential. We consider the quantum
dynamics of a particle represented by a Gaussian wavepacket
position-momentum correlated. By tuning the parameters that govern its
evolution, we uncover interesting effects, with a particular focus on squeezing.
During the squeezing process, a Gouy phase contribution of π/4 accumulates,
establishing a direct connection between the Gouy phase and a purely quantum
phenomenon. The interplay between the wavepacket squeezing and spreading
propagation in one dimension contributes to the total Gouy phase accumulation
of π/2. Both, squeezing and Gouy phase have been shown independently
valuable for quantum metrology and state engeenering. By establishing a direct
and controlable link between these two fundamental phenomena, we broaden
the scope for quantum-enhanced technologies, offering potential applications in
precision measurements and quantum communication..

In this work, we present the result of the synthesis and characterization of pure
α-MoO3 and doped with different concentrations of silver (Ag) and aluminum
(Al) by thermal decomposition of ammonium heptamolybdate in the solvents:
acetone, isopropyl alcohol and methyl alcohol, for times of 2, 4 and 6 hours of
calcination at a temperature of 350 oC. The structural analysis performed by X-
ray diffraction (XRD) confirmed the stable and single-phase orthorhombic phase
of the α-MoO3 samples with successful doping. Quantitative analysis of the
diffraction patterns was performed through Rietveld refinement, identifying the
action of the dopant on the lattice parameters of the crystal structure. After the
incorporation of Ag and Al into α-MoO3, changes in vibrational modes were
identified using Raman spectroscopy and Fourier transform infrared
spectroscopy (FTIR), respectively. UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy(DRS) was used to evaluate the optical properties, highlighting the bandgap
variation of the samples, which was between 3.1 and 3.4 eV. The electrical
properties demonstrated that the samples behave as semiconductors, with
those with a lower dopant concentration (1.0% Ag and 0.5% Al) presenting a
better electrical response compared to the pure sample.

n this thesis, we investigate the XY model (s=1/2) with transverse field on the diamond chain, by considering anisotropic exchange parameters between nearest neighbour spins. The Hamiltonian was fermionized by introducing the Jordan-Wigner transformation and, due to the presence of quartic terms no exact solution for the model can be obtained in terms on non-interacting férmions. An approximate solution of the model was obtained within the Harttree-Fock approach, and by analyzing the behavior of the induced and spontaneous magnetization as a functions of the field, we study the magnetic properties of this frustrated quantum spin chain at temperature zero as well as at non-zero temperature. The results were compared with the exact ones obtained for
finite chains by exact diagonalization and by using the DMRG technique too, in order to verify reliability of the approximation. We build a phase diagram γ × h (anisotropy × magnetic field) at zero temperature and the system has at least one and at most three quantum phase transitions. We also analyzed the behavior of induced magnetization as a function of field and temperature, we also analyzed the behavior of induced magnetization as a function of field and temperature, as well as, the asymptotic behavior of static correlation, validating the calculation of spontaneous magnetization. In parallel, we explored the attractive Hubbard model on the kagome lattice, applying the Determinantal Quantum Monte Carlo technique and we analyzed the s-wave pairing functions for the density ρ = 4/3, showing that the system presents long-range correlation at low temperatures. We also determine the superconducting critical temperature. Next, we carried out an analysis outside the ρ = 4/3 region, varying the hopping t′, where we found the presence of a gap close to the 2/3 density region. However, it is not clear what
phase this is; we therefore assume it is a CDW or VBS phase. We hope that these results are relevant for the study of these ternary metals, in particular, AV3Sb5. Therefore, based on this, we suggest a more detailed study of this region as future perspectives, with the aim of revealing the nature of this insulating phase. Keywords: XY model, Hartree-Fock approximation, Jordan-Wigner transformation,

Abstract:The study of metallic nanostructures with gold (Au) and silver (Ag)
nanoparticles has currently aroused interest, due to their high surface area due
to their manometric size, with high potential for application in several areas.
Nanoparticles exhibit properties that depend on their size, geometry, and
volume fraction, and can be used in different applications, such as electronic
devices, biosensors, photocatalysis, photodynamic and photonic therapy. In this
work, the thermo-optical properties of gold nanoparticles (AuNPs) and silver
(AgNPs) in different concentrations, prepared through green synthesis, using
the leaf extract of Anacardium occidentale L. (cashew tree) were investigated.
UV-Vis, DLS, TEM, Thermal Lens and Z-scan techniques were used for
characterization. The formation of nanoparticles was confirmed through the
presence of localized surface plasmon resonance bands (RPSL), characteristic
of metallic nanostructures. DLS measurements showed that the nanoparticles
have a hydrodynamic diameter below 55 nm and high stability due to their
surface potential of -17.8 mV. In studies of thermo-optical properties, AgNPs
showed an increase in thermal diffusivity with increasing concentration. On the
other hand, AuNPs showed a reduction in this parameter with increasing
concentration, so AgNPs and AuNPs can be used to control thermal diffusivity
in nanofluids. From the Z-scan technique, it was observed that the nonlinear
refractive index is amplified with the increase in intensity of the RPSL peak, and
the nonlinear absorption of two photons. Therefore, the investigated parameters
indicated that gold and silver nanoparticles are good heat conductors and can
be applied in thermal sinks.

Quantum field theory in curved spaces and quantum information theory have joined forces
for several years with the aim of addressing fundamental questions such as: how do quantum theory
and gravity work together? With this in mind, this work presents a local construction of the S-matrix
from a generalization of the LSZ reduction theorem for curved spaces, using local Riemann
coordinates. We performed calculations of elastic scattering at the tree level to analyze corrections
arising from a general curved manifold in quantum correlations. More specifically, we computed the
entanglement entropy generated from scattering between two particles in a scalar field theory phi^3
on a general curved manifold. Our results coincide with some previous literature that analyzed
entanglement entropy in the vicinity of black holes and non-commutative spacetimes

This thesis is aimed at the study of transport and thermal properties of two-dimensional
systems presenting strong electron-electron or electron-phonon interactions, which is
performed via unbiased quantum Monte Carlo simulations. In the first part, we analyze
the single-band t-t 0 Holstein model in the square lattice, adding a next-nearest neighbor
hopping t 0 in order to play the role of the external pressure, which offers insights about
the competition and interplay between charge-density wave and superconductivity in
quasi2D compounds, such as transition-metal dichalcogenides (TMDs). By investigating
the charge-charge correlation functions, we obtain the behavior of the critical
temperature as a function of t 0 , and from compressibility analysis, we show that a first-
order metal-toinsulator phase transition occurs. We also provide a low-temperature
phase diagram for the model. In the second part, we investigate thermoelectric
properties for the two-dimensional Hubbard model on different geometries (square,
triangular, and honeycomb lattices) for different electronic densities and interaction
strengths. Using Determinantal Quantum Monte Carlo (DQMC) simulations, we find
the following key results: (a) the bi-partiteness iii of the lattice affects the doping
dependence of the Seebeck coefficient S; (b) strong electronic correlations can greatly
enhance S and produce non-trivial sign changes as a function of doping especially in the
vicinity of the Mott insulating phase; (c) S(T) near half filling can show non-monotonic
behavior as a function of temperature. Finally, as our ongoing work, we investigate the
transport properties for the twodimensional Hubbard model on an anisotropic
triangular lattice, using DQMC simulations, providing a ground state phase diagram for
the model and leaving as perspective, the investigations of the magnetic nature of the
phases involved.

Este estudo tem como objetivo produzir um revestimento de apatita e magnetita sobre a
superfície da liga Ti-35Nb-5Ta e investigar a condutividade elétrica das amostras
devido a presença da magnetita. O revestimento de apatitas foi preparado através do
método biomimético utilizando diferentes concentrações de magnetita. A deposição foi
realizada utilizando o método biomimético. As amostras produzidas foram
caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia
dispersiva de raios-X (EDS), espectroscopia de espalhamento Raman, difração de raios-
X, e por caracterização corrente x tensão. Foram obtidos resultados quanto à morfologia
das amostras, composição química (EDS), suas fases, condutividade e impedância
elétrica. Foi observado que a condutividade elétrica aumentou devido ao aumento da
concentração de magnetita. As análises por difração de raios-X e espectroscopia de
espalhamento Raman mostraram picos característicos de apatitas, com a presença de
fases secundárias de magnetita. As análises por EDS confirmaram a presença desses
elementos. Os resultados deste estudo são de grande importância, pois fornecem
informações para o desenvolvimento de filmes finos condutores elétricos, que podem
ser aplicados em implantes ortopédicos.

Os alótropos do carbono recentemente propostos motivam cientistas a encontrar um
substituto a altura do grafeno. Simulações computacionais têm sido usadas no estudo
dessas estruturas com o objetivo de antecipar resultados experimentais. Neste trabalho
investigamos as propriedades mecânicas da membrana de pentagrafeno, além das
monocamadas de pentahexoctite e tetragrafeno. Também estudamos os nanotubos de
popgrafeno e os nanotubos de pentahexoctite. Executamos simulações em dinâmica
molecular e DFT e analisamos o efeito da temperatura nas curvas de stress por strain.
Os materiais apresentam anisotropia, ou seja, apresentam valores elásticos diferentes a
serem esticados em determinada direção. A temperatura provoca uma redução nos
valores elásticos, sendo os intervalos para o módulo de Young entre 155-227 GPa.nm
para o PG, 168-268 GPa.nm para o PHO e 49-126 GPa.nm para o TG. Por sua vez,
para os nanotubos, o módulo de Young estão entre 247-305 GPa.nm para os POPNTs,
e numa faixa de 185-339 GPa.nm para os PHONTs. A deformação máxima obtida nas
nossassimulações foi de 38% de strain.

Este trabalho relata o estudo das propriedades estruturais, morfológicas,
ópticas e vibracionais do óxido de cério (CeO2) dopado com samário (Sm) Os
materiais foram caracterizados por DRX, MEV, EDS, UV-Vis, PL e por
espectroscopia Raman em função da temperatura na faixa entre 123 até 813 K.
Os resultados obtidos por várias técnicas de caracterização nos permitem
concluir a presença de Samário (Sm) na rede de óxido de Cério (CeO2), como
também a presença de defeitos no cristal consequente das vacâncias de
oxigênio presente no CeO2 provocada pela dopagem de Sm, que a
concentração de dopagem não modifica a estrutura cristalina do CeO2 do tipo
fluorita e o cristal é estruturalmente estável nesta faixa de temperatura
estudada. Não foi observado nenhuma transição de fase estrutural na faixa de
temperatura estudada no experimento.

We define a stochastic reaction-diffusion process that describes a consensus formation
in a nonsedentary population. The process is a diffusive version of the Majority Vote
model, where the state update follows two stages: in the first stage, spins are allowed
to jump to a random neighbor node with probabilities D_+ and D_− for the respective
spin orientations, and in the second stage, the spins in the same node can change its
values according to the majority vote update rule. The model presents a consensus
formation phase when concentration is greater than a threshold value and a
paramagnetic phase on the converse for equal diffusion probabilities, i.e., maintaining
the inversion symmetry. Setting unequal diffusion probabilities for the respective spin
orientations is the same as applying an external magnetic field. The system undergoes
a discontinuous phase transition for concentrations higher than the critical threshold on
the external field. The individuals that diffuse more dominate the stationary collective
opinion.

Materials doped with rare earths have been of great interest due to
their photoluminescence properties, visible, ultraviolet and near infrared
absorption bands which combined with the low non-radioactive loss of
germanium oxide and bismuth oxide glasses make them promising for photonic
applications. Here in this work, was investigated the optical and thermo-optical
properties of glass matrices of GeO 2 – Bi 2 O 3 doped with valence 3+ erbium ions
at concentrations of 0.1%, 0.25%, 0.75% and 1%, through thermal lens (LT),
UV-Vis and fluorescence spectroscopy techniques. The diffusivity ranged from
2.25x10 -3 cm 2 /s to 2.32 x10 -3 cm 2 /s for the different concentrations, indicating
that doping does not alter the heat diffusion. The absorption spectrum showed
peaks referring to the transitions from the 4 I 15/2 ground state to the excited states
of Er 3+ that are intensified with increasing concentration. Likewise, the peaks in
the emission spectrum, 545 nm and 652 nm, were intensified with increasing
concentration. And finally, the samples had quantum fluorescence efficiency
results of 84% for the lowest concentration and 74% for the highest
concentration. So, based on the results, the glasses of GeO2 – Bi2O3 doped
with 0.1% of good prospects in the production of fluorescent material.

In this work, we analytically investigated the effect of diffeomorphism
symmetry on the values of critical exponents for massive scalar field theories in
curved spacetime with λφ4interaction and O(N) symmetry. For this, we used the
vertex functions that were regularized using the dimensional regularization
method and renormalized using the minimum subtraction method. The
divergences found in the Feynman integrals were removed by adding the
vertices of counter-terms corresponding to the superficially divergent
amplitudes, characterizing the BPHZ method used in this work. During the
computation of function β and anomalous dimensions of curved spacetime, the
momentum dependent integrals and curved spacetime parameters R and Rμν
were canceled naturally. The critical exponents were first obtained up to the
order of 3-loops for one of them and up to 2-loops for the remaining ones, so it
was possible to create a theorem that generalizes these results to any loop
order. Finally, it was verified that the values of the critical exponents are
invariant to the symmetry of the diffeomorphism and consequently the
universality hypothesis remains intact regardless of the loop order. In the
conclusions, the physical interpretation of the results is presented.

Materiais híbridos têm sido de grande interesse para potenciais aplicações em
tecnologia baseada em fotocatalizadores. Neste trabalho foram realizados cálculos de
primeiros princípios sobre estruturas híbridas baseadas em nanofitas de TiO2 e nanotubos de
carbono, combinados de diferentes formas. Para realizar esses cálculos foi utilizada a
metodologia baseada em Teoria do Funcional da Densidade (DFT), implementada no programa
SIESTA. As nanofitas de TiO2 possuem por volta de 50 Å de largura, e os nanotubos de
carbono possuem quiralidade (11,0). Nossos cálculos indicam que a estrutura eletrônica
desses materiais depende fortemente da posição do nanotubo de carbono relativa à nanofita de
TiO2 . Com o nanotubo posicionado ao longo da região central do topo da nanofita, o sistema
permanece semicondutor. No entando, com o nanotubo posicionado ao longo da borda da
nanofita, o sistema comporta-se como um condutor. Uma análise populacional de Mulliken
mostra que há uma transferência de cargas do nanotubo para a nanofita, o que segundo alguns
autores pode ser a causa dessa redução de gap.

We will theoretically study the loss of quantum coherence from the scattering with
air molecules of a beam of fullerene molecules for the double slit experiment, with
the aim of analyzing the loss of purity (decoherence process). This work has
already been theoretically explored by L.S.Marinho, I.G. da Paz and collaborators,
however we will analyze the same system, under the same conditions, but with the
inclusion of the dissipation process (which is related to the appearance of thermal
relaxation due to the damping at the moment of the particle of the beam) through
a specific propagator in the aforementioned system, thus being able to try to
visualize some characteristic anomaly in the interference fringes as we change the
values for the coupling factor. We also analyzed the dynamics of visibilities in the
two configurations, comparing the validity regimes between the models. Such
knowledge led us to the theoretical analysis of the double slit experiment with
matter waves, however, with some peculiarities, since the focus is on open
quantum systems (OQS's).

As técnicas de análise multivariadas são métodos estatísticos usados
para estudar três variáveis ou mais, a fim de compreender como as variáveis
se relacionam e quais impactos possuem no conjunto amostral. Tais técnicas
podem ser utilizados em dados de espectroscopia Raman como em trabalhos
relacionados a fibra capilar. O interesse em estudar fibras capilares tem
aumentado devido ao seu grande impacto econômico no mercado. A fibra
capilar e a pele são as primeiras partes do nosso corpo a entrar em contato
com a poluição existente no ar e há o interesse em saber quais os efeitos
desses poluentes na fibra capilar. Com base nesses trabalhos, usamos a
espectroscopia Raman aliada à análise multivariada para investigar as
alterações bioquímicas causadas pela poluição na fibra capilar. Neste trabalho
foram utilizadas amostras de fibra capilares comerciais descoloridos, que foram
divididos em dois grupos o grupo controle nomeado como limpo e o grupo que

sofreu o processo de poluição nomeado poluído. Os espectros Raman foram
obtidos na região de 400 a 1800 cm-1 com aquisição de 5 acumulações de 40
segundos, objetiva de 100x, laser de excitação com λ = 785 nm. Os espectros
foram pré-processados, passando por um ajuste de linha de base e
normalização vetorial. Pela análise espectral foi observado algumas diferenças
entre os espectros das fibras limpas e poluídas, nos picos que são
característicos da fibra capilar, como o pico de 500 cm-1 atribuída a ponte de
dissulfeto(S-S), o pico devido ao modo vibracional C-C em 927 cm-1 , pico em
995 cm-1 referente a fenilalanina, pico da amida III (desordenada) em 1243 cm-
1 , o pico em 1443 cm-1 atribuída também ao estiramento CH2 e o pico em
1663 cm-1 atribuída a amida I. Com a análise de Componentes Principais foi
plotado a PC1xPC2 e observado agrupamentos nítidos das fibras limpas e das
poluídas, indicando alterações bioquímicas na fibra capilar devido a poluição.
Com base no Loading Plot foi observado que os picos de 995 cm-1, atribuída a
fenilalanina, o pico de 1443 cm-1 atribuída ao grupo funcional CH2, o de 1660
cm-1 (Amida I) e o modo vibracional de C-N representado pelo pico 1120 cm-1,
foram os picos que se mostraram mais alterados. Conclui-se nesse trabalho
que as fibras poluídas sofreram principalmente os seguintes efeitos: Tanto na
cutícula quanto na região do córtex ocorre quebra da ligação de dissulfeto(S-
S); redução do tipo de α-hélice e causando um acrescimento no teor de
estruturas secundarias do tipo β-folha e espiral aleatório; as vibrações devido a
deformação do grupo funcional metileno (CH2). Além disso, os resultados
mostram a capacidade notável do uso da espectroscopia Raman aliada à
análise multivariada para análise e investigação de alterações bioquímicas.

Over the past years, materials with magnetic frustration have called the
attention of the community due to their unusual properties. For instance,
frustration in the Kagome lattice leads to suppression of long-range spin
correlations, which is expected to be a candidate for a spin liquid state. Some of
these features have been analyzed previously through many different
techniques, despite controversies about the results in the literature, in particular
on the critical transition to a Mott-insulator state. Furthermore, recent
realizations employing ultracold atoms have increased the interest in this
subject. Given this, the present work investigates the repulsive Hubbard model
on the Kagome lattice by unbiased quantum Monte Carlo simulations. We
examine its thermodynamic properties, as well as the magnetic and transport
response of the system at finite temperatures. From these results, we discussthe possible occurrence of adiabatic cooling, a quite important feature inultracold systems, and the presence of a metal-to-insulator transition for a finiteinteraction strength. We expect that our findings may shed light on these issues,and may guide future experiments in ultracold atoms.

Epidemiological outbreaks in the asynchronous SIR (susceptible-
infected-removed) model and their spreading in the square lattice and in the
Voronoi-Delaunay triangulation were studied using Monte Carlo simulations.
The distribution of clusters (removed sites) at steady state was done using the
Newman-Ziff algorithm in order to map the problem in a percolation conjecture.
The observables measured with percolation analog were the order parameter,
susceptibility and Binder cumulant to estimate the critical point. As rates of
infection and cure were regulated, the system in both lattices presents a
transition from an epidemic (active) to an endemic (absorbing) phase. Along the
same lines of thought, the exponents found necessarily found that the model in
both cases belongs to the dynamic percolation universality class, indicating that

the Delaunay triangulation is not altered due to quenched disorder. In a first
principles approach, the problem was also investigated by
mean-field theory as a way of estimating an epidemiological spread in a
branching process by reaction-diffusion.

.

Nesse trabalho, estudamos teoricamente os efeitos da inclusão de amplitudes de probabilidade
menos prováveis no experimento de interferência na fenda dupla, considerando ondas de matéria. Diante
disso, introduzimos o conceito de integrais de caminho de Feynman que fornecem o suporte matemático
para a existência desse tipo de amplitude de probabilidade, também conhecido como trajetórias exóticas.
Recentemente, trabalhos teóricos e experimentais tem utilizado o chamado parâmetro de Sorkin
para quantificar o efeito de trajetórias exóticas na fenda dupla e tripla. Nesse sentido, fizemos um estudo
bastante detalhado explorando as principais características e diferenças na forma de quantificar esses
efeitos em bambos os cenários de interferometria com ondas de matéria.

Dentre muitas diferenças, mostramos que partindo da definição do parâmetro de Sorkin da
literatura, que foi inicialmente definido na fenda tripla, seria impossível, com base nessa definição,
mensurar o efeito de caminhos exóticos na fenda dupla. Por outro lado, em nosso trabalho, introduzimos
uma forma de quantificar os efeitos de trajetórias exóticas, que é valido em ambas as situações
interferométricas. Nossa definição utiliza as diferenças de intensidade total e clássica, na tela de detecção,
para aferir a magnitude dessas trajetórias menos prováveis.
Por fim, utilizamos a função de Wigner para explorar as manifestações de caminhos exóticos no
espaço das posições e momento. Diante disso, fomos capazes de definir um parâmetro análogo ao fator de
Sorkin para o espaço de fase. Nessa direção, exploramos a negatividade da função de Wigner como uma
nova forma de quantificar os efeitos de caminhos exóticos na fenda dupla.

No presente trabalho, o efeito da hidratação no espectro Raman dos vinte
aminoácidos proteicos foi estudado através de cálculos de teoria do funcional
da densidade. O espectro Raman dos aminoácidos para a fase gasosa e para
a forma zwitteriônica foi obtido, e a atribuição dos modos vibracionais foi
realizada baseada na distribuição de energia potencial (PED). Uma análise
comparativa dos espectros foi realizada e discutida.

Neste trabalho, investigamos as propriedades ópticas não lineares de
nanocaixas bimetálicas de Prata/Ouro (Ag/Au), obtidas pelo método de
substituição galvânica, através do experimento de Varredura-Z. As medidas de
varreduras z foram realizadas nas amostras de nanocubos de Ag e três de
nanocaixas bimetálicas de Ag/Au, com concentrações de 1.5; 3.0 e 6.0mL de
solução ácida contendo ouro, para distintas concentrações de solução
galvânica e intensidades de pico (98-489 GW/cm 2 ) do feixe de excitação. A
substituição galvânica possibilita deslocamento da Banda de Ressonância de
Plasmon (SPR), em relação aos nanocubos de Prata, ocasionando uma
mudança na resposta óptica. Determinamos a refração não linear das soluções
coloidais e, também, a supressão dos efeitos do solvente. A absorção não
linear observadas na estrutras bimetálicas indicam a presença absorção
saturada (SA) nas intensidades mais baixas e absorção saturada reversa
(RSA) nas mais elevadas, indicando que esses materiais nanoestruturados são
ótimo candidatos para aplicações fotônicas.

A pele é o indicador da idade cronológica não por ser o maior órgão do corpo
mais o único em está em contato com o meio ambiente. Nessa situação, sob
influência da radiação solar. Devido a exposição cumulativo ao sol longo da
vida o envelhecimento natural da pele é acelerado dando lugar ao
envelhecimento prematuro denominado fotoenvelhecimento. As principais
alterações na pele fotoenvelhecida são observados por danos as proteínas
estruturais presente na derme, especificamente, as fibras de colágeno que
sofrem degradação e fragmentação nesse processo. Recentemente, a
microscopia óptica de geração de segundo harmônico (SHG) uma técnica não
linear coerente vem se tornando uma ferramenta alternativa às técnicas
convencionais histológicas no ambiente acadêmico e cliníco no monitoramente
do colágeno pois possui especificidade permitindo imagens de alto contraste e
informações morfológicas em profundidades maiores. Neste estudo,
quantificamos a densidade, alinhamento, comprimento e largura média da fibra 

de colágeno de biopsias da pele humana fotoprotegida e fotoexposta de seis
voluntários divididos igualmente entre dois grupos, exposição solar moderado
(ESM) e exposição solar excessiva (ESE). Demonstramos diferenças
importantes nessas regiões utilizando técnicas quantitativa de análise de
imagens através da densidade integrada, algoritmo de rastreamento de fibra
combinado com transformada Curvelet (CT-FIRE) e representação da fibra em
Curvelet (CFR). A densidade, alinhamento e comprimento da fibra foram
maiores em média na região fotoexposta no grupo ESM comparado ao grupo
ESE. Porém, nenhuma diferença foi observada na largura média da fibra de
colágeno. Ao comparar a região fotoprotegido entre os dois grupos,
observamos nenhuma diferença entre a densidade, alinhamento e largura da
fibra, contudo, o alinhamento da fibra foi maior no grupo ESM. Tanto no grupo
ESM quanto no grupo ESE, o alinhamento e comprimento foram maiores na
região fotoexposto comparado a região fotoprotegida. No entanto, a largura
média da fibra foi maior na região fotoprotegida nos dois grupos. Nenhuma
diferença significativa na densidade de colágeno foi observada entre as duas
regiões, fotoprotegida e fotoexpostos, no grupo ESM. Por outro lado, no grupo
ESE, a densidade foi estatisticamente maior na região fotoprotegida
comparada a região fotoexposta. Os resultados deste estudo indicam que a
técnica SHG combinado com recursos de análises de imagens podem
concorrer como alternativa para pesquisas laboratoriais básicas em
dermatologia na avaliação do envelhecimento cutâneo da pele envelhecida
cronologicamente e fotoenvelhecimento.

Estudamos a interação entre criação de partículas, informação quântica mútua e emaranhamento bipartido para dois campos escalares maciços que interagem num espaço de tempo Robertson-Walker. Ao considerarmos um modelo de dois campos que gera correlações bipartites, mostramos de forma explícita como o emaranhamento quântico de campo livre do modo-sábio experimenta o enriquecimento gravitacional gerado pela interação. Além disso, verificamos que esta melhoria é aumentada para um maior acoplamento entre os dois campos.

A fenilalanina (fórmula molecular C₉H₁₁NO₂), objeto de estudo desse trabalho, é um aminoácido essencial, sendo também um dos aminoácidos aromáticos que exibem propriedades de absorção de radiação ultravioleta. A L-fenilalanina registra uma demanda substancial na fabricação de adoçantes de alta intensidade e de vários fármacos sintéticos. Também é usada como uma potenciadora nutricional, infusão de aminoácidos na preparação de complexos de aminoácidos. Participa também de diversos processos bioquímicos relacionados à constituição de proteínas e enzimas do corpo humano. Além disso, este aminoácido é usado como matéria-prima de uma variedade de drogas anticâncer e agentes de sabor doce. No presente trabalho, cristais de cloridrato de L-fenilalanina (C₉H₁₂NO₂⁺Cl^-) foram obtidos pelo método de evaporação lenta do solvente à temperatura ambiente. A estrutura dos cristais foi confirmada através de difração de raios-X de monocristal, onde constatou-se que o mesmo se cristaliza na estrutura ortorrômbica ao longo do grupo espacial _ com quatro moléculas por cela unitária. O espectro Raman dos cristais foi obtido à temperatura ambiente, e a atribuição dos modos vibracionais foi realizada baseada em cálculos DFT. Experimentos de espectroscopia Raman em condições extremas de altas pressões foram realizados no intervalo de 0,0 a 7,8 GPa foram realizados, e o cristal mostrou evidências de duas transições de fase sofridas pelo cristal entre 0,5 e 1,0 GPa e entre 3,4 e 4,2 GPa. Experimentos de espectroscopia Raman a altas temperaturas (de 293 a 388 K) mostraram indícios de que o cristal apresenta uma transição de fase entre 373 e 378 K, acompanhado pela perda das moléculas de HCl presentes na estrutura cristalina.

A técnica de elipsometria padrão já vem se mostrando bastante eficiente na caracterização de óxidos condutores transparentes (TCOs). O ZnO é um semicondutor com um grande band gap (), tendo uma boa condutividade e transparência na regia do visível do espectro. Os filmes analisados neste trabalho foram obtidos através da conversão termal de um precursor orgânico (acetato de zinco di-hidratado) em um material inorgânico a uma temperatura de 300º C, depositado sobre um substrato de SiO₂/Si-cristalino por dois diferentes métodos: spin-coat e spray-pyrolysis. Antes da comparação entre as propriedades dos filmes em relação ao método de deposição um modelo ótico que descreva o ZnO precisou ser construído. Visando representar da melhor forma as propriedades óticas do material, três diferentes modelos de dispersão e de função dielétrica foram utilizados: Forouhi e Bloomer (F&B), Tauc-Lorentz e Tanguy. Além do modelo de Drude para a descrição das propriedades elétricas do material. Por fim o melhor modelo para a comparação entre os métodos de deposição foi Drude/Tanguy/Lorentz, onde se constatou a maior condutividade dos filmes depositados por spray-pyrolysis e diferenças em transições na região do ultravioleta representadas através de uma banda de Lorentz.

De forma mais abrangente a elipsometria generalizada vai além, com a obtenção das matrizes de Jones para materiais sem simetria axial, ou seja, um material onde as propriedades variam com a direção em que a amostra é analisada. Dessa forma é necessária uma configuração onde diversas medidas são realizadas em função da rotação do estado de polarização analisado. Para tanto foi necessário desenvolver um programa que permitisse analisar e ajustar os dados. O programa foi testado no SiO₂/Si-cristalino, um material já bastante conhecido e descrito na literatura como axial, utilizado para a regressão dos dados experimentais a linguagem Maple, onde alimentado com as medidas e considerando uma amostra geral (não-axial) encontramos parâmetros para descrever o SiO₂ como sendo axial, confirmando assim que metodologia utilizada está correta. A aplicação específica com quebra da simetria axial por um campo magnético encontra-se em andamento.

Neste trabalho, foi realizado o estudo das propriedades estruturais e vibracionais do cristal de cloridrato de D-císteina monohidratado (DCYSCLM), fórmula molecular (_), através de experimentos de difração de raios-x de monocristal e espectroscopia Raman. Utilizando espectroscopia Raman, o cristal DCYSCLM foi estudado a temperatura ambiente e a baixas temperaturas (8 a 300 K). A estrutura do cristal foi determinada, e verificou-se que o sistema se cristaliza na estrutura ortorrômbica pertencendo ao grupo espacial _ com quatro fórmulas por célula unitária. Com a diminuição da temperatura, foi observado que o perfil do espectro Raman foi mantido e não apresentou indícios de transição de fase sofrida pelo cristal DCYSCLM. Porém, foram observadas algumas descontinuidades no número de onda de alguns modos vibracionais associados a ligações de hidrogênio em duas regiões de temperatura: entre 35 e 50K e entre 250 e 260 K. As descontinuidades observadas foram associadas a mudanças conformacionais das moléculas na célula unitária. O cristal DCYSCLM mostrou-se estável em baixas temperaturas (8 a 300 K), e esta estabilidade é explicada considerando a complexa rede de ligações de hidrogênio do cristal.

Se fosse possível enumerar os principais fundamentos da Física, sem sombra de duvidas, o princípio da superposição estaria entre os mais importantes. Frequentemente, encontramos em livros clássicos de Mecânica Quântica o experimento de fenda dupla de Young sendo utilizado para ilustrar o princípio da superposição. Diante disso, ѱ1 e ѱ2, são descritos com as funções de onda na tela de detecção quando estão abertas as fendas 1 ou 2 respectivamente, já a função de ondas para ambas as fendas abertas ѱ é descrita simplesmente pela soma _.

No entanto, em 2011 H. De Raedt mostrou através de simulações numéricas das equações de Marxwell que essa superposição é aproximada no regime clássico. Assumir que a função de onda de uma configuração de multifendas, é simplesmente a superposição de funções oriundas das configurações com fendas individuais é apenas uma aproximação. Na teoria quântica, a forma de corrigir essa superposição seria utilizar o formalismo das integrais de caminho de Feynman que prever a inclusão de todos os possíveis caminhos de sair da fonte e chegar na tela de detecção. Diante disso, é possível adicionar a contribuição oriunda de funções que podem representar voltas entre as fendas (trajetórias exóticas). Embora, esses caminhos sejam menos prováveis iremos mostra nesse trabalho quais os efeitos físicos em experimentos de interferometria com ondas de matéria.

 Os nanomateriais de carbono são popularmente conhecidos por suas potenciais aplicações na indústria e tecnologia dos materiais eletrônicos. A disposição geométrica das ligações de carbono na rede do grafeno, por exemplo, revela diferentes características no transporte elêtronico em relação aos metais e semicondutores usuais. Desta forma, pesquisadores do mundo todo buscam incansavelmente compreender a Física desses nanomateriais. O nosso trabalho abrange estudos das propriedades mecânicas dos nanotubos de phagrafeno: propriedades energéticas, estruturais e elásticas. O phagrafeno, assim como o grafeno, é uma rede bidimensional, mas com carbonos arranjados em pentágonos(p), hexágonos(h) e heptágonos(a), daí o nome “phagrafeno”. Usando simulações com Dinâmica Molecular e cálculos de primeiros princípios DFT (Density Functional Theory), observamos o caráter anisotrópico fortemente presente nos nanotubos de phagrafeno tanto com respeito a energia de formação (curvatura) quanto ao se aplicar tensão uniaxial ao longo do comprimento desses nanotubos. Os nanotubos com quiralidade (n,0) se apresentam com maior estabilidade energética dos que os de quiralidade (0,n). Analisamos o módulo de Young (Y), por meio de curvas de stress-strain. Para nanotubos do tipo (0,n) obtivemos um módulo de Young médio de 820±14 GPa, stress crítico médio de 160±5 GPa e strain crítico médio de 0.29, enquanto que nanotubos de quiralidade (n,0) mostram valores médios de 690±16 GPa para o módulo de Young, 114±2 GPa para o stress crítico, e 0.31 para o strain crítico. Os valores Y para o phagrafeno revelam-se menores

quando comparados aos nanotubos de carbono convencionais. Por fim, realizamos um estudo de tensão axial em temperaturas de 300K e 900K nos nanotubos de phagrafeno e verificamos a diminuação do módulo de Young e modificações substanciais nas propriedades mecânicas dos mesmos.

O carbono é um dos elementos mais abundantes na natureza. As diferentes hibridizações acessı́veis ao carbono permitem que ele forme materiais distintos com uma variedade de dimensões, o que é uma caracterı́stica fortemente relacionada às propriedades eletrônicas do átomo de carbono. Como as propriedades desses materiais à base de carbono estão diretamente relacionadas às suas estruturas atômicas, é necessário um profundo entendimento da relação entre essas duas caracterı́sticas. Portanto, isso tem motivado a investigação de muitos materiais bidimensionais (além do grafeno, que é um semicondutor de gap zero), tais como graphenylene, phagraphene, haecklites e etc. Logo, considerando a idéia de sistemas de carbono com hibridização sp 2 e com uma unidade estrutural diferente da do grafeno, como o graphenylene por exemplo, propomos neste trabalho um sistema bidimensional hipotético onde a unidade estrutural é um grupo naftil. De acordo com o modo como estas unidades de naphthyl estão dispostas na estrutura, podemos ter duas redes 2D diferentes. Nós nomeamos o primeiro sistema como naphthylene-α, e o segundo como naphthylene-β. Além de estudarmos esses sistemas bidimensionais, também propusemos e investigamos as propriedades eletrônicas de diferentes famı́lias de nanofitas que podem ser construı́das a partir desses sistemas 2D. Todos os cálculos foram realizados utilizando a Teoria do Funcional da Densidade por meio do código SIESTA. Nossos estudos mostram que a maioria dos sistemas investigados apresenta um comportamento metálico, e os estados próximos ao nı́vel de Fermi não são estados de borda como nas nanofitas de grafeno, mas são distribuı́dos ao longo de toda a estrutura.

Nessa dissertação, estudamos as propriedades vibracionais dos teluretos de sódio (Na2TeO3) e prata (Ag2TeO3) a temperatura ambiente e com variação de temperatura. Neste estudo foram realizados através de experimentos de difração de raios-X, espectroscopias no infravermelho e Raman. Desta maneira, a estrutura cristalográfica do telureto de sódio foi identificada (por meio da difração de raios-X à temperatura ambiente) como sendo monoclínica com grupo espacial P21/c (C²_5h, No 14) e para o telureto de prata como incomensurável por apresentar baixa intensidade dos planos, mas quando realizado tratamento térmico do mesmo o espectro Raman coincidiu com o a fase monoclínica. Feito isto, os espectros Raman dos teluretos de sódio e prata são mostrados e descritos em uma variação de temperatura compreendia entre 298 e 823 Kelvin. Como complementação e melhor entendimento foi feita a teoria de grupo, coletado e descrito os espectros infravermelho e Raman a temperatura ambiente, para estes teluretos. Foram observados experimentalmente 23 modos ativos no Raman e quatro modos no infravermelho para o Na2TeO3, em condições ambientes. Na evolução dos espectros Raman com temperatura, três dos modos vibracionais encontrados desapareceram: um em aproximadamente 460 K (255 cm−1) e os outros dois em torno de 700 K (168 e 362 cm−1). Observamos ainda inversão de intensidade entre os dois primeiros picos (picos inicialmente abaixo de 100 cm⁻¹). Nos dw/dt dos picos, observamos descontinuidades destes modos em ∼ 700 K. Assim, podemos dizer que o Na₂TeO₃ durante o processo de aquecimento sofre uma mudança conformacional em ∼ 450 K e uma transição de fase em ∼ 700 K. Para o espectro Raman do telureto de prata com temperatura, constatamos um total de 12 modos vibracionais ativos no Raman e cinco no infravermelho. Analisando estes espectros, produzidos durante o aquecimento da amostra, notamos descontinuidades nas bandas para a temperatura de 573 K e 700 K. Além disso, nota-se o desaparecimento de uma das bandas em torno de 423K (∼ 702 cm⁻¹), assim como o desaparecimento (∼ 638 cm⁻¹) e surgimento de uma banda (∼ 670 cm−1) em 573 K. Portanto, podemos dizer que o Ag₂TeO₃ durante o processo de aquecimento sofre duas transformações de fase: uma transformação de fase em ∼ 573 K e outra em ∼ 700 K.

Nessa dissertação estudamos efeitos de perda de coerência no experimento de fenda dupla com ondas de matéria de moléculas grandes. Calculamos a matriz densidade na tela de detecção considerando um estado inicial Gaussiano e uma evolução dada por um propagador que inclui efeitos de perda de coerência devido à fonte e efeitos devido ao acoplamento com o ambiente. Atenção especial foi dada ao acoplamento do sistema quântico de interesse com as moléculas de ar. De posse da matriz densidade calculamos a função de Wigner na tela de detecção e estudamos seu comportamento em função da constante de acoplamento entre o sistema quântico de interesse e as moléculas de ar. Mostramos que a redução do volume da parte negativa da função de Wigner com o aumento da constante de acoplamento serve como um indicador de transição do comportamento quântico para o comportamento clássico do sistema de interesse. Calculamos a entropia de Shannon e estudamos o efeito de localização no espaço de posição, momento e de fase produzido pelo acoplamento com o ambiente.

Com o surgimento dos materiais nanométricos, novas aplicações para estes materiais vem sendo projetadas e implementadas na área da nanotecnologia. Estudamos os Nanotubos de Carbono de Parede Dupla (Double Wall Carbon Nanotubes – DWCNTs) no que diz respeito a sua estabilidade estrutural quando submetidos a condições extremas de pressão e temperatura. Este trabalho tem como objetivo mostrar o comportamento das polimerizaçoẽs induzidas sob altas pressões e temperaturas. No estudo das propriedades estruturais dos nanotubos, usamos simulações de Dinâmica Molecular com potenciais semi-empíricos (REBO) e Lennard-Jones, com condições periódicas de contorno. Utilizamos DWCNTs do tipo armchair (5,5)@(10,10) e zigzag (9,0)@(17,0), com diâmetros externos de 13,57 Ang 13,32 Ang. Observamos que, com a aplicação de pressão os tubos adquirem formas circular (até 2GPa), poligonal (até 6GPa) e colapsadas (após 8GPa). Com o aumento da temperatura, estas estruturas passam para forma polimerizada, grafitizada e, por fim, amorfizada. Concluímos que a pressão nos nanotubos de carbono é uma variável fundamental para a ocorrência de grafitização nos nanotubos de carbono e que quanto maior a pressão, menor é a temperatura na qual o material se grafitiza. Já a variável da temperatura não tem tanta dependência neste processo, mas por ́outro lado, tem papel fundamental no processo de amorfização dos tubos. Concluímos também que quanto maior a pressão menor é a temperatura na qual os tubos começam a criar ligações entre si favorecendo a polimerização, na qual também mostramos que após o resfriamento das estruturas, elas permanecem praticamente com o número de ligações equivalente ao adquiridos durante o banho térmico, ou seja, os ́atomos com configuração sp3 não se desfazem com o resfriamento em temperatura ambiente. Por fim, sugerimos uma possibilidade de podermos aumentar a resistência dos nanotubos de carbono, desde que essa conversão de áomos sp2 para sp3 tenha um percentual razoável.

Na construção de dispositivos orgânicos são utilizadas macromoléculas como camadas ativas. Estes materiais são depositados em substratos transparentes condutores, o mais utilizado é o óxido de indio e estanho (ITO). O tratamento e a composição do ITO é amplamente estudada com o intuito de melhorar as propriedades morfológicas e elétricas para obter um melhor rendimento quântico dos PLEDs. (“Polymeric Light Emitting Diode”)

Neste trabalho foi estudada a influência do tratamento de superfície ITO, submetido a plasma de argônio, nitrogênio e oxigênio, nas propriedades elétricas e morfológicas dos PLEDs com uma arquitetura do tipo “sanduíche”, ou seja, ITO/Camada Ativa/Metal e ITO/HIL/Camada Ativa/Metal. Como camada ativa do PLED utilizou-se o polímero semicondutor poli (2–metoxi–5- (2’etil-hexiloxi)-1,4-fenileno vinileno) (MEH-PPV) e como camada injetora de buracos (HIL) o condutor iônico Poli(3,4-etilenodioxitiofeno):poli(estireno sulfonato) (PEDOT:PSS).

No decorrer do trabalho foi observado, nas curvas de densidade de corrente (mA/cm²) x Tensão (V), um efeito descrito na literatura como anomalous currente (Anomalia na corrente) em aproximadamente V conduzindo a um efeito de Negative Differential Resistence (NDR). Observou-se também nestas curvas uma redução na tensão de condução, de 19,00 V(nos PLEDs com ITO sem tratamento) para 12,02 V (nos PLEDs com ITO tratado com plasma de Oxigênio). No mesmo sentido, foi observado que a anomalia na corrente esta estritamente ligada à presença do ar. Também, há indícios que o método de medição e o contato na interface ITO/Polímero são parâmetros que podem contribuir para o aparecimento deste fenômeno. Da análise das curvas de impedância, com relação ao dispositivo ITO/MEH-PPV/Al com ITO sem tratamento e tratados por plasma, pode-se observar que os sistemas apresentaram relaxação Debye, porém os dispositivos sem tratamento apresentou uma freqüência de relaxação enquanto que os dispositivos tratados por plasma apresentaram duas frequências de relaxação o que pode evidenciar a modificação causada pelo plasma. Para os dispositivos do tipo ITO/PEDOT:PSS//MEH-PPV/Al foram investigados, pela caracterização AC no ar e em vácuo, o efeito de anomalia na corrente na região de aparecimento do fenômeno (3 V), observou que não há mudança significativa em comparação ar–vácuo. Esse resultado corrobora com os resultados J x V, que o método de medição é um parâmetro importante no aparecimento do fenômeno.

A tecnica de Ângulo de contato foi utilizadas para estudar a molhabilidade do substrato. A morfologia da superfície foi estudada com técnica de microscopia de força atômica (AFM). O vidro não tratado e ITO tem ângulo de contato maior que 45º. No entanto, quando ambos os substratos são expostos ao plasma, a superfície torna-se hidrófilica permitindo uma boa aderência da água. A molhabilidade do substrato aumenta com o aumento do tempo de plasma e, para tempos superiores a 1 min, não se observa uma variação significativa ficando em torno de 10º. A rugosidade quadrática média de ambos os substratos submetidos ao plasma não apresentam variação significativa quando comparada com substratos não tratados. No caso do vidro, a mudança de morfologia é mais pronunciada quando comparada à ITO. A variação de rugosidade é de aproximadamente 2nm, de acordo com a literatura, para ter uma influência significativa da rugosidade no ângulo de contato ela deve ser superior a 0,1 μm.

Neste trabalho apresentamos resultados referentes aos estudos de nanotubos de carbono de parede simples CNTs (Carbon Nanotubes) e nanotubos de grafino GyNTs (Graphyne Nanotubes) submetidos a condições extremas de tensões longitudinal usando ferramentas computacionais. Partindo de cálculos teóricos (Dinâmica Molecular) de propriedades estruturais usando potenciais clássicos, estudamos a evolução estrutural dos CNTs e GyNTs, suas propriedades mecânicas refletidas pelo análise do módulo de Young. Estudamos ainda a evolução dinâmica estrutural através de curvas stress- strain. Analisando alguns pontos críticos fundamentais que caracterizam mudanças estruturais peculiares a cada tubo bem como a presença de um ponto crítico máximo refletida pela ruptura ou restruturação dos nanotubos. Os resultados obtidos mostraram uma peculiar restruturação para cada tubo. Para os CNTs e GyNTs discutimos uma evolução dinâmica com presença de aumento do comprimento do tubo até um strain limite, mostrando que o tubo alpha-GyNTs apresentam o maior strain suportado dentre todos os tubos simulados cerca de quase 60% de strain, além de apresentar uma importante mudança de fase estrutural, caracterizada pelo aparecimento de novas ligações químicas. Os demais tubos apresentaram restruturação também peculiar: tubos alpha-Armchair apresentou um colapso a baixo strain; gamma-Zigzag se comportou de maneira semelhante ao CNTs zigzag convencional e gamma-Zigzag observou-se a presença de um enrugamento da superfície caracterizado pela presença de ligações C-C das cadeias de carbono fora de seu plano de curvatura.

Motivados por recente experimento em que fulerenos foram colapsados em unidades mais simples, propomos novos sistemas 1D conceitualmente construídos a partir desses blocos básicos. Esses produtos A e B da abertura do C60 foram concatenados de modo a formar diversas nanofitas de carbono. Analisamos as propriedades eletrônicas destes sistemas através de dois métodos: teoria do funcional da densidade e tight-binding. Mostramos que tais sistemas podem se comportar como metais ou semicondutores, dependendo da estratégia de construção da fita. Investigamos ainda como as propriedades eletrônicas variam com a largura do sistema e observamos que estas fitas apresentarem uma modulação do gap de energia em um intervalo que vai de 0.0 eV (sistemas metálicos) a um valor máximo de 1, 5 eV. Observamos ainda que estes sistemas podem apresentar gap direto ou indireto, dependendo da largura das fitas e de detalhes de sua geometria.

Este trabalho apresenta os estudos realizados sobre a síntese, caracterização estrutural e vibracional, bem como a estabilidade do molibdato de prata (Ag₂MoO₄) e do tungstato de prata (Ag₂MoO₄). O molibdato de prata foi sintetizado utilizando-se o método hidrotérmico e caracterizado por difração de raios-X, refinamento Rietveld, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e espectroscopia infravermelho. Os resultados evidenciaram que o molibdato de prata se cristalizou na estrutura cúbica do tipo spinel, sendo denominada de β-Ag₂MoO₄. O β-Ag₂MoO₄ foi submetido a baixas temperaturas no intervalo entre -150 e 27°C e, com o auxílio do método quimiométrico (análise de componentes principais) foi possível verificar que esse material se manteve estável no intervalo de temperatura estudado, mas entre -40 e -60 °C foram detectadas descontinuidades na largura à meia altura e no número de onda dos modos vibracionais relacionados ao estiramento simétrico da ligação Mo–O do cluster [MoO₄] e ao estiramento da ligação Ag–O. Essas descontinuidades foram explicadas como possíveis conformações nos clusters [MoO₄] e [AgO₆]. O tungstato de prata foi sintetizado pelo método de coprecipitação e caracterizado por difração de raios-X, refinamento Rietveld, espectroscopias infravermelho e Raman. Os policristais de tungstato de prata apresentaram estrutura ortorrômbica (α-Ag₂WO₄). Sua estabilidade foi verificada quando submetido a temperaturas elevadas no intervalo entre 25 e 550°C. Os espectros Raman coletados nesse intervalo de temperatura sugerem que os modos localizados entre 400 e 700 cm^-1 são fortemente dependentes do aumento de temperatura. Da análise dos dados Raman, verificou-se uma descontinuidade no número de onda do modo vibracional do estiramento simétrico da ligação W–O em torno da temperatura de 350 °C, que foi associado a mudanças conformacionais nos clusters [WO₄]. Como análise complementar, o tratamento quimiométrico dos dados também confirmou as mudanças conformacionais observadas em 350°C.

O modelo de Anderson periódico têm se mostrado eficiente no tratamento de sistemas de elétrons localizados. A depleção de tais redes pode ser considerada uma rota possível para fases magnéticas diversificadas. Neste trabalho abordamos o modelo de Anderson bidimensional, com depleções regulares, numa rede bipartite e em regime half-filling, utilizando o método determinantal quantum monte carlo, resolvendo exatamente redes de tamanho finito. Partimos de uma análise do fator de estrutura magnético do sistema, em busca de indícios  de correlações de longo alcance, fazendo depois uma extrapolação dos resultados para o limite termodinâmico. Analisando as correlações totais, foi possível verificar a ocorrência de ordenamento ferromagnético para o modelo e a existência de um crossover em relação à localização dos momentos magnéticos nos sítios, à medida que o acoplamento do sistema varia. A análise das correlações individuais em função do acoplamento da rede oferece um vislumbre
dos mecanismos físicos responsáveis pela fase magnética e pelo crossover existente.

No presente trabalho usou-se da técnica de espectroscopia de Lente térmica (LT) com configuração descasada, no estudo das propriedades termo-ópticas do sal tetrapotássio-3,4,9,10-perileno tetracarboxilato (PTK) um derivado do composto perileno. Os derivados de perileno têm sido alvos de vários estudos que reportam suas propriedades como fotoluminescente, fotocondutor, hipersensibilidade por células solares e transporte de medicamentos pelo corpo. As seguintes propriedades do PTK foram determinadas tais como: difusividade térmica, eficiência quântica, calor especifico e condutividade térmica em função da concentração. Um comportamento de decaimento exponencial foi observado para a difusividade térmica com o aumento da concentração e no mesmo aparato experimental de LT verificou-se também o efeito Soret para as amostras mais concentradas, onde o calor induzido pelo laser de excitação induziu um gradiente de concentração fortemente ativado devido as grande rotações e conformações no estado excitado que as moléculas do perileno pode apresentar. Também, determinou-se que a eficiência quântica do PTK, que apresentou uma diminuição em função do aumento da concentração. A espectroscopia de lente térmica permitiu determinar os parâmetros termo-ópticos do PTk e a partir dos resultados foi observado um rendimento quântico ao redor de 70%, que permite considerar o PTK como uma substância de grande potencial para aplicação como dispositivo fluorescente. Além disso, observamos a difusão de massa do PTK mesmo em pequenas concentrações e baixa intensidade do laser de excitação, indicando uma alta mobilidade do material.

Correlações entre observáveis associados a duas partículas tem sido estudadas teoricamente e experimentalmente para mostrar o carácter não local da mecânica quântica. O exemplo mais conhecido é de um sistema de duas partículas de spin meio. Embora não localidade possa também ser exibida para observáveis associados a uma única partícula, que sistemas podem apresentar tal comportamento não foi tratado anteriormente. Nesta dissertação, mostramos que há não localidade para as correlações entre os observáveis posição e momento associado a uma única partícula. Para tanto, consideramos o experimento de fenda-dupla modelado por um estado Gaussiano inicialmente correlacionado. Observamos que o carácter positivo ou negativo da função de Wigner associada com a função de onda na tela de detecção depende das correlações σ_xp (um tipo de correlação entre posição e momento que depende do estado inicial e da dinâmica quântica). Para mostrar que existem correlações não locais entre posição e momento quando a partícula chega na tela de detecção construímos a desigualdade de Bell a partir da função de Wigner. Observamos que tal desigualdade é violada quando a função de Wigner tem partes negativas bem como quando só há partes positivas. O caso correspondente a função de Wigner completamente positiva é o
análogo do estado original EPR (de duas partículas) para uma única partícula.

Este trabalho tem o objetivo de compreender as propriedades vibracionais de nanotubos de carbono de duas e três camadas sob o efeito de compressão hidrostática. Para isso, esses sistemas foram estudados na presença de um meio compressor (argônio) e arranjados na forma de feixes (bundles). Foram realizadas simulações de minimização de energia e de dinâmica molecular para calcular os modos RBMs e suas frequências em DWNTs e TWNTs com diversos tipos de acoplamento entre camadas. Os resultados sugerem que existem diferenças significativas de comportamento nos modos RBMs para os tubos correspondentes em DWNTs e TWNTs. Em algumas situações foi possível observar uma resposta mais acentuada entre tubo externo e intermediário no TWNT, em relação aos seus correspondentes no DWNT (tubo externo e interno) de mesmo diâmetro e quiralidade. Outros resultados interessantes e que são encontrados em alguns experimentos na literatura puderam ser observados, tais como: o fato do acoplamento mudar a frequência dos tubos (Em geral, ocorre aumento, mas também pode ocorrer redução), o efeito de blindagem dos tubos externos sobre os tubos internos nos MWNTs, tubos de grande diâmetro arranjados em bundles têm sua seção transversal mudada de circular para poligonal quando submetidos à variação da pressão e outros. Os resultados são claros e nos levam a confirmar que se pode encontrar situações de acoplamento entre tubos para formar MWNTs de duas e três camadas em que os tubos correspondentes nessas estruturas respondem de maneira diferenciada quando submetidos à pressão.

Neste trabalho desenvolvemos o estudo das propriedades eletrônicas de nanotubos BCN (9,0), (10,0) e (6,6). O desenvolvimento dos nanotubos BCN (9,0), (10,0) e (6,6) têm suporte de cálculos de variáveis aleatórias do Método de Monte Carlo com apoio do algoritmo de Metropolis considerando as diversas propabilidades de ocupação dos estados energéticos em função das variações de temperatura do sistema. Em seguida desenvolvemos cálculos de estrutura eletrônica, Tight Binding, para encontrar os hamiltonianos que foram fundamentais para o cálculo de Transporte Eletrônico nos sistemas BCN (9,0), (10,0) e (6,6) e obtivemos a compreensão das propriedades eletrônicas dos tipos metálicas e semicondutores.

Os materiais nanoestruturados de carbono têm se mostrado como potenciais candidatos a substituírem o silício na constante corrida em busca da miniaturização de dispositivos eletrônicos para escalas de tamanho cada vez menores. Nesta dissertação, foram feitas simulações computacionais para se determinar as propriedades eletrônicas e de transporte de nanofitas de grafeno com reconstruções 57, localizadas ou estendidas ao longo das bordas. Referente à estrutura eletrônica, as simulações se basearam no método Tight Binding, onde utilizamos um Hamiltoniano de Hubbard que acrescenta ao Hamiltoniano do sistema um parâmetro pertencente as interações eletrônicas envolvendo o spin. Referentes ao transporte eletrônico, as simulações foram obtidas por meio das funções de Green via formalismo de Landauer. Primeiramente, foram feitas análise em DFT que serviram para demostrar a eficiência da descrição TBU para estes sistemas grafíticos. Em seguida, observamos que as nanofitas analisadas apresentaram uma mudança no padrão das bandas de energia, provocada pela inserção das reconstruções, quando em comparação com os sistemas sem reconstruções. Mostramos que diferentes configurações magnéticas em nanofitas com distribuições locais de reconstruções podem resultar em um comportamento tipo chave de corrente para estas estruturas. Mostramos ainda que o comportamento de chave do sistema é refente à configuração dos terminais, e não devido às reconstruções. Entretanto, a inserção de reconstruções entre os terminais reduz drasticamente o custo energético para inverter a orientação ferromagnética de um terminal com relação a outro (processo de ligar/desligar a chave). Além disso, observamos que este tipo de configuração atômica não se apresenta como um eficiente filtro de spin, pois não obtivemos uma relação direta entre o número de reconstruções e a eficiência do filtro. Além disso, estudamos 4 sistemas com reconstruções estendidas ao longo das bordas, sendo que um destes se comportou como um eficiente filtro de spin no nível de Fermi, com o valor de 94, 07%, que não é susceptível a pequenas variações de energias no entorno desse nível. Por fim, analisamos a LDOS desse sistema e constatamos que a distribuição espacial dos níveis de diferentes orientações de spin é um fator importante para tal efeito.

Neste trabalho, foram feitas simulações computacionais para se determinar as propriedades eletrônicas e de transporte em nanofitas de grafeno com bordas de geometria complexa. Quanto à estrutura eletrônica as simulações se basearam no método Tight Binding, utilizando ainda um Hamiltoniano de Hubbard que acrescenta ao Hamiltoniano do sistema um parâmetro on site de repulsão eletrônica. Os cálculos referentes ao transporte eletrônico foram obtidos por meio das funções de Green via formalismo de Landauer - Büttiker. Observamos que as propriedades eletrônicas e de transporte da estrutura estudada, que chamamos de RGNW do inglês reflected graphene nanowiggles ou nanofitas de grafeno de bordas sinuosas refletidas, possuem forte dependência com a sua geometria e configuração magnética. Esta dependência é caracterizada por bandas de energia com um gap variável, níveis eletrônicos degenerados ou não com relação ao spin e diferenças acentuadas nas bandas associadas às densidades de spin estudadas. Além disso, observamos esta dependência no perfil da condutância para cada um dos sistemas. Nós focamos nossa investigação nas bandas próximas ao Nível de Fermi, uma
vez que é bem conhecido da literatura que para este limite o método Tight Binding tem boa concordância com métodos mais sofisticados. Propomos que, por conta desta variação na estrutura eletrônica e de transporte, podemos pensar em aplicar tais sistemas à nanoeletrônica e spintrônica, uma vez que podemos controlar as propriedades do sistema através de sua configuração magnética, idealizando uma chave de circuito por exemplo. Constatamos também que a configuração antiferromagnética (AFM-AAAA) é a mais estável.

Neste trabalho estudamos processos de percolação de esferas rígidas em um plano inclinado com obstáculos que simulam meios desordenados bidimensionais. A dinâmica de uma partícula num meio desordenado é um interessante objeto de estudo nos ramos das físicas teórica e experimental, da tecnologia e demais ciências. Neste trabalho apresentamos resultados experimentais da dinâmica de uma partícula esférica de diâmetro d, lançada num meio desordenado ao longo de um plano inclinado. O meio desordenado é composto por distribuições aleatórias de pinos metálicos em uma rede quadrada com probabilidade de ocupação, aqui denominada de (1-p), e p a probabilidade de sítios vazios. Associada a cada configuração de p existe uma distância média l entre os pinos. O movimento da partícula que atua sobre a configuração foi produzido pela componente de seu próprio peso paralela à superfície do plano inclinado. Os resultados aqui apresentados foram obtidos por meio de vários lançamentos de esfera para diferentes ângulos de inclinação, incluindo médias dos alcances da esfera na rede para configurações com diferentes valores de p. A partir destes lançamentos obtivemos tanto eventos em que a esfera percolava quanto eventos em que ela era capturada pela aleatoriedade dos pinos antes que atingisse a outra extremidade. Deste modo o modelo experimental conseguiu caracterizar as mudanças de comportamento da percolação na rede, quando variamos o parâmetro de densidade, evidenciando o que pode ser uma transição de fase geométrica. Encontramos também o limiar de percolação da esfera no meio desordenado com valor crítico 0,58 < pc < 0,60, e um comportamento linear do alcance médio com relação ao parâmetro d/l, onde d/l representa a dificuldade da esfera de diâmetro d atravessar uma rede de pinos.

A Física de estruturas formadas a partir do empacotamento de fios em cavidades bidimensionais tem sido explorada nos últimos anos em conexão com sistemas amassados e uma série de temas que vão desde aplicações para a embalagem de DNA em cápsulas virais à teoria de gravidade quântica bidimensional. O fio quando injetado numa cavidade bidimensional se dobra formando uma estrutura rígida composta por uma série de estruturas fechadas que chamamos de alças ou laços. Neste trabalho estudamos a extração de um fio empacotado em uma cavidade circular bidimensional com o objetivo de remover laços individualmente e mensurar a força necessária para desempacotar estas estruturas. O tamanho de cada alça removida, o valor máximo da força necessária para desempacotar cada alça, e o comprimento total do fio extraído foram medidos e relacionados com um crescimento exponencial e um modelo de campo médio consistente com a literatura de arames amassados. Leis de escala para este processo são comentadas, bem como a relação entre os processos de empacotamento e desempacotamento do fio.  A estrutura da exposição desta dissertação é a que segue: no Capítulo 1 fazemos uma revisão detalhada dos trabalhos existentes na literatura, os quais reportam informações importantes para o estudo de fios empacotados em cavidades bidimensionais até o momento. No Capítulo 2 apresentamos nosso procedimento experimental de empacotamento e desempacotamento de fios nas cavidades circulares com d = 15 cm e d = 22 cm, enfatizando a formação e a construção do aparato e das estruturas formadas. No Capítulo 3 discutimos modelos estatísticos dos processos a partir dos dados experimentais obtidos. Finalmente, no Capítulo 4 apresentamos nossas conclusões sobre o tema aqui discutido.

O polímero semicondutor poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) tem sido alvo de inúmeras pesquisas devido às suas propriedades opto-eletrônicas que viabilizam o seu uso principalmente na fabricação de dispositivos fotovoltaicos orgânicos (OPVs) e transistores de efeito de campo (OFETs). Este trabalho apresenta um estudo a cerca das propriedades de transporte de carga em dispositivos monocamada de P3HT sob diferentes atmosferas de medida [inerte (N2) e não inerte (O2)]. Todas as amostras foram produzidas em atmosfera inerte para evitar quaisquer efeitos de dopagem ou degradação do polímero durante o processo de fabricaçãoo das amostras. As propriedades ópticas e morfológicas foram analisadas através de medidas de absorção na região do UV-Vis e Microscopia de Força Atômica (AFM), respectivamente. Quanto às propriedades elétricas utilizamos diferentes técnicas de caracterização. Através de medidas de corrente vs. tensão identicamos os regimes de transporte e injeção de carga no material. Além disso, identificamos a presença de níveis de armadilha de carga na amostra com estrutura ITO/P3HT/Al caracterizada em atmosfera ambiente (O2) e na amostra ITO/PEDOT:PSS/P3HT/Al caracterizada em atmosfera inerte. Este resultado é corroborado pelas medidas de capacitância vs. tensão (C-V), pois estas apresentaram um primeiro pico devido ao potencial de interface (Vbi) e um segundo pico atribuído à presença de níveis de armadilha pela dopagem do P3HT com o oxigênio. A mobilidade dos portadores de carga e a constante dielétrica do polímero foram estimadas através da técnica de foto-CELIV sob a variação de diferentes parâmetros experimentais de medida.

Muitos dos dispositivos tecnológicos modernos dependem de materiais magnéticos, dentre os quais incluem os geradores e transformadores de energia elétrica, os motores elétricos, os rádios, os televisores, telefones, computadores e componentes de sistemas de reprodução de som e vídeo. Os molibdatos de metais de transição têm sido gradualmente utilizados como alternativas promissoras e eficazes, pois oferecem vantagens como baixo custo, recursos abundantes, além de não agredirem o meio ambiente. O molibdato de cobalto em particular, tem despertado grande interesse da comunidade devido às suas excelentes propriedades catalíticas, eletroquímicas e magnéticas e, em virtude disso, oferecem inúmeras aplicações, que vão desde o uso em materiais ânodos em baterias de lítio e capacitores eletroquímicos à oxidação fotocatalítica de corantes. Neste estudo, bastões de molibdato de cobalto puro e dopado com zinco Zn_xCo_(1-x)MoO₄ (x = 0, 1, 2 e 3%), foram sintetizadas pelo método hidrotérmico e caracterizados por difração de Raios-X, espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia Raman, espectroscopia na região do ultravioleta e visível (UV-vis), microscopia eletrônica de varredura (MEV), EDS e medidas magnéticas. Após caracterização foi observado, na análise magnética, que o molibdato de cobalto puro na temperatura ambiente é paramagnético e, após a dopagem com zinco, passa a ser ferromagnético.

Neste trabalho será apresentado o cálculo dos expoentes críticos com violação de Lorentz em uma teoria O(N) do campo escalar lambda phi 4, onde introduzimos o método de Callan-Symanzik com momentos externos nulos. Embora as constantes de renormalização, a função beta e as dimensões anômalas adquiram correções quânticas com a violacao de Lorentz, o resultado dos expoentes críticos são os mesmos encontrados com invariância de Lorentz. Os resultados para todos esses expoentes concordam perfeitamente com aqueles obtidos para uma teoria sem massa renormalizada com momento externos arbitrários.

Análises de espectroscopia, energia dispersiva de raios-X e difração de raios-X de materiais paleontológicos como, por exemplo, excrementos fossilizados de de organismos que estiveram presentes nos intestinos de animais que os originaram têm fornecido inúmeras informações sobre a paleoecologia, o paleoclima e as condições químicas nas quais os mesmos foram preservados. Portanto, o estudo desses materiais tem grande importância científica para o estado do Piauí, onde há abundantes sítios paleontológicos que se encontram pouco estudados. Tendo em vista sua constituição físico-químicas em geral, os fósseis podem ser adequadamente estudados por técnicas de espectrosocpia, energia dispersiva de raios-X e difração de raios-X para identificar e caracterizar os compostos que constituem o material fossilizado. Elas permitem obter informações dos espectros moleculares das substâncias orgânicas e inorgânicas presentes nestes materiais fossilizados, como também, estes estudos podem revelar serem bastante promissores para auxiliar a novas interpretações paleoambientais, sobre a área em discussão e seus estratos deposicionais. Essas técnicas possibilitam, principalmente, inferências com relação aos eventos fossildiagenéticos, do processo de fossilização e melhor entendimento de características mineralógicas do antigo ambiente de vida do organismo fossilizado. O conhecimento dessas etapas durante a fossilização do organismo será de grande valia para a realização de pesquisas futuras. Neste contexto, o presente trabalho trata do estudo da caracterização de dois icnofósseis, denominados coprólitos, um da Formação Pedra de Fogo, Bacia Sedimentar do Parnaíba e o outro da Formação Rio do Rasto, Bacia Sedimentar do Paraná por meio de técnicas de espectroscopia, energia dispersiva de raios-X e difração de raios-X, bem como discutir, com base nessa caracterização, aspectos relacionados aos hábitos alimentares dos animais produtores desses coprólitos que viviam nas referidas regiões durante o período permiano.

Os molibdatos constituem uma classe de materiais pertencentes ao grupo dos óxidos de metais de transição com grande importância, devido suas propriedades ópticas, elétricas, expansão térmica negativa, aplicações em lasers, cintiladores etc. Neste trabalho foram investigadas as propriedades estruturais e vibracionais dos molibdatos de prata (Ag₂MoO₄), ferro (Fe₂(MoO₄)₃) e sódio-cério (NaCe(MoO₄)₂) utilizando espectroscopia Raman e difração de raios-X. Os molibdatos foram obtidos pelo método de síntese hidrotermal, tal método possibilita a obtenção de cristais com uma temperatura de tratamento relativamente baixa. Usando difração de raios-X observou-se que os materiais sintetizados foram o Ag₂MoO₄ – cúbico, Fe₂(MoO₄)₃ – monoclínico e NaCe(MoO₄)₂ – tetragonal. A análise dos espectros Raman em função da alta temperatura no Ag₂MoO₄, mostrou que este molibdato sofre duas transições de fases em torno de 510 K (tetragonal) e 720 K (fase reentrante – cúbica). Nos experimentos de espectroscopia Raman em função da pressão hidrostática realizados no Fe₂(MoO₄)₃ foi observado uma diminuição gradativa de intensidade dos modos vibracionais com o aumento da pressão, onde acima de 2,4 GPa observa-se apenas bandas largas em altos números de onda e que os modos da rede tornam-se imperceptíveis, evidenciando uma transição para uma fase desordenada que geralmente leva a uma amorfização. A transição para a fase desordenada é reversível o que mostra que o material não entrou em um estado de amorfização. Utilizando microscopia eletrônica de varredura observou-se que os cristais de NaCe(MoO₄)₂ são de tamanhos micrométricos e morfologia uniforme. Com as análises de difração de raios-X, Raman e microscopia eletrônica de varredura observa-se que o método de síntese é eficiente e que o molibdato de prata sofre transições de fase em altas temperaturas, o molibdato de ferro tem princípio de amorfização induzida por pressão e que o molibdato de sódio-cério apresenta morfologia diferentes das apresentadas na literatura para esse material.

Neste trabalho estudamos o efeito de ligações direcionadas no modelo de Potts em uma dimensão com q=3 e 8 estados.  Mostramos que este modelo apresenta uma transição de fase de 1ª e 2ª ordem que depende da probabilidade de direcionamento das ligações e dos números de estados deste modelo.

Nesta dissertação estuda-se a interação de bolas de arame porosas mergulhadas em um fluido. Na primeira parte, propriedades básicas das bolas são investigadas. Através do método massa-tamanho, foi obtida a dimensão fractal para as bolas de fio amassado, igual a 2,65 ± 0,07. Determinou-se a dimensão fractal da seção transversal das bolas de fio amassado, que é igual a 1,54 ± 0,03. Comprovou-se que outras grandezas que caracterizam as bolas de fio amassado também escalam com diâmetro. Entre outros foram, obtidos  os seguintes expoentes: da rugosidade versus diâmetro é igual a 0,35 ± 0,10 e do volume de poros versus diâmetro é igual a 3,06 ± 0,13. Descreveu-se uma lei linear para a porosidade das bolas de fio e encontrou-se no limite termodinâmico, quando o diâmetro, ξ, vai ao infinito que ρ → 0,91. Na segunda parte deste trabalho, submergiu-se e emergiu-se as bolas de fio amassado (em água) para estudar as forças de interação da água com as mesmas. Este processo apresentou um efeito de histerese, encontrado nas medidas de evolução da força em função da profundida. Interpretou-se este efeito como uma consequência da força de tensão superficial somada ao peso da água que ficou aderida à bola de fio amassado, quando a mesma estava emergindo.

Embora a conexão com a realidade na teoria descrita pela mecânica quântica seja feita em termos do módulo quadrado da função de onda, as fases carregam bastantes informações, levando por exemplo ao surgimento de correlações entre posição e momento na dinâmica quântica. A conexão entre fases e correlações implica que podemos obter informações sobre o padrão de interferência a partir dessas correlações. Neste trabalho, apresentamos um tratamento do padrão de interferência na fenda dupla com ondas de matéria representadas por pacotes de ondas Gaussianos e evoluídos por funções de Green. Calculamos as correlações entre posição e momento e as incertezas em posição e  momento e estudamos as alterações da gaussianidade do pacote de ondas no anteparo via relação de incerteza generalizada de Robertson-Schrödinger. Exploramos a conexão entre fases e correlações na intensidade, visibilidade e previsibilidade para o experimento de fenda dupla. Essa formulação indicou alguns aspectos que podem ser úteis para o tratamento teórico e experimental de interferometria com partículas, átomos e moléculas podendo ser discutida em cursos introdutórios de mecânica quântica.

Nesta dissertação, as propriedades de transporte eletronico de junções grafíticas de três terminais são estudadas utilizando-se uma combinação de método tight-binding e teoria de transporte eletrônico baseada nos formalismos de fun\c cões de Green e de Landauer. As junções são compostas de uma estrutura triangular composta de três nanofitas de grafeno de borda armchair unidas de modo a formar um triângulo equilátero. Nós mostramos como detalhes da região central influenciam o transporte ressonante através das regiões triangulares e destacamos as características especiais do fluxo de corrente como função da geometria. Estas propriedades explicitam um conjunto de funcionalidades visando o desenvolvimento de nanocircuitos complexos baseados no carbono e de dispositivos operacionais em nanoescala.

Com os avanços tecnológicos na área de dispositivos eletrônicos se faz necessário o estudo da influência dos substratos sobre as propriedades ópticas, elétricas e morfológicas desses dispositivos. Para a construção desses dispositivos depositam-se filmes finos de macromoléculas sobre o substrato. Com o intuito de estudar a influência da limpeza do vidro sobre as propriedades ópticas e morfológicas de filmes poliméricos foi realizada neste trabalho uma análise da superfície desse substrato. Os vidros foram limpos com plasma de nitrogênio e argônio. Das imagens de microscopia de força atômica da superfície do substrato obtivemos a rugosidade média quadrática e distribuição de alturas. A medida do Ângulo de contato nos permitiu obter a molhabilidade da superfície. As medidas do ângulo de contato foram realizadas usando água (Milli Q). Observa-se tanto para o Vidro como para o ITO que os valores dos ângulos de contato medidos em função do tempo de plasma mostram que a molhabilidade do substrato aumenta com o aumento do tempo. Em relação à variação de pressão do plasma não se observa mudanças significativas nos valores dos ângulos de contato. O ângulo de contato diminui de 50º para ~7º para o vidro e de 90º para ~7º para o ITO. Ambos os substratos são hidrofílicos, porém ao ser exposto ao plasma de Nitrogênio ou a Argônio à superfície torna-se mais hidrofílica permitindo uma boa aderência da água. A rugosidade média quadrática dos substratos não apresenta uma grande variação na rugosidade, no entanto a topografia da superfície varia ficando mais uniforme.

Investigamos os efeitos da interação spin-órbita do tipo Rashba, Dresselhauss e Zeeman e de um 
potencial com modulação periódica bidimensional sobre as propriedades físicas de um gás de
elétrons bidimensional, na presença de um campo magnético externo constante com respeito a 
direção de confinamento. O sistema é caracterizado pelos parâmetros que determinam a 
intensidade e direção do campo magnético, as intensidades das interações Rashba e Dresselhaus.
Soluções da equação de Schrödinger foram obtidas para diferentes conjuntos de parâmetros, o 
que nos permitiu a obtenção do espectro de energia em função do fluxo de campo magnético p/q, 
possibilitou a análise das condutividades Hall. Analise da importância relativa da interação Zeeman,
da interação spin-órbita e da modulação periódica bidimensional sobre estas propriedades. Além 
disso, também observamos que a condutividade Hall é quantizada no caso da modulação periódica,
interação spin-órbita e campo paralelo à direção de crescimento, podendo assumir somente valores 
múltiplos de e²/h os números inteiros que aparecem são conhecidos como números de Chern que 
estão intimamente relacionados com a fase de Berry. Na presença de um campo paralelo a região 
em que o gás se encontra confinado ou da interação spin-órbita e acoplamento entre as bandas, 
surgem valores intermediários para condutividade Hall rearranjo, abrindo e fechando gaps.

Neste trabalho, aplicamos a espectroscopia de lente térmica no modo descasado para caracterizarmos o comportamento fototérmico de biocombustíveis através da determinação das difusividades térmicas do biodiesel de babaçu e do oleato de metila, bem como a variação do parâmetro θ (que está relacionado com a diferença de fase do feixe de prova) e do tempo característico t_c variando os diversos parâmetros que interferem no processo, como a potência do feixe laser de excitação, a temperatura inicial e a composição da amostra. Atestamos o aparato experimental pela verificação da difusividade térmica de materiais cujos valores são conhecidos na literatura. Os resultados mostraram uma diminuição da difusividade térmica com o aumento da temperatura ambiente inicial, sendo mais intensa para a amostra de oleato de metila do que no biodiesel de babaçu. Variando a potência do laser de bombeio, confirmamos o modelo teórico de Shen, válido para baixas absorções. Na parte final de nosso trabalho, aplicamos a técnica espectroscopia de lente térmica para certificação da qualidade dos biodieseis realizando medidas de difusividade térmicas das misturas óleo/biodiesel, onde o óleo foi definido como o contaminante do biodiesel. Resultados mostraram que o acréscimo de 2,5% de ácido oleico no volume de oleato de metila altera a difusividade térmica em 4,8%. Para um acréscimo de 5,0% de ácido oleico no volume, esta alteração foi de 15,0%. Já no caso da adição de 5,0% de óleo de coco babaçu em biodiesel de babaçu, pudemos observar uma mudança na difusividade do biodiesel de babaçu em 13,1%. Esperamos, portanto, que esse estudo venha a contribuir para a caracterização fototérmica de biocombustíveis e na melhoria e análise de sua qualidade.

Nanopartículas de Molibdato e Tungstato de Cério foram sintetizados por coprecipitação e caracterizadas pelas técnicas: difração de Raios-X, espectroscopia Raman e infravermelho. Tais nanopartículas foram utilizados como catalisadores no processo de fotodegradação do corante Azul Remazol R. A capacidade de fotodegradação de ambos os materiais foi verificada através da análise de UV-vis que mostrou que a degradação do corante utilizando estas nanopartículas apresentaram alta atividade catalítica para a degradação deste corante.

Neste trabalho investigamos as propriedades de polariton de plasmons em super-redes levnado em consideração uma proposta de função dielétrica do tipo Drude modificado. Queremos investigar de maneira teórica os efeitos que tal função dielétrica modificada exerce sobre as propriedades ópticas tais como índice de refração, coeficiente de extinção, transmitância e absorbância. Calculamos os espectros de polariton de plasmon no volume e na superfície de super-redes infinitas e semi-infitas binária com uma camada tendo função dielétrica tipo Drude modificada. E finalmente calculamos o espectro de polariton de plasmom no volume para um super-rede periódica construída a partir da segunda geração de Fibonacci.

Neste trabalho foram preparados filmes finos auto sustentados de Polianilina e da blenda Polianilina / Goma do Cajueiro ( PAni/GC ) em algumas proporções. A Goma é uma resina extraída da planta do cajueiro (Anacardium occidentale), árvore abundante na região nordeste do Brasil, principalmente nos estados do Piauí e Ceará. Os filmes foram caracterizados através das técnicas de espectroscopia de impedância elétrica e medidas elétricas em regime DC, ambas com variação de temperatura no intervalo de 30^oC até 80^oC, espectroscopia na região do Infravermelho - FTIR e por Análises Térmicas - TG e DSC. Os filmes de PAni e as blendas foram preparados pelo método convencional tipo “casting” após a síntese química da polianilina e a preparação das blendas deu-se com a incorporação da Goma ainda no processo de síntese da própria Polianilina. As medidas foram realizadas em materiais não dopados e dopados em ácido sulfúrico. Nas medidas de Análise térmica observou-se pouca alteração do comportamento térmico das blendas com relação à PAni pura, mesmo quando as amostras foram dopadas. As medidas de FTIR apresentaram diferenças entre o estado de oxidação das blendas e Pani, mas não foi possível verificar em nossos resultados uma forte interação química entre os constituintes das Blendas. Já as medidas elétricas de impedância AC e em regime DC, no geral, nos indicam que para as amostras não dopadas o comportamento elétrico desses materiais é típico de um material semicondutor, onde a condutividade elétrica aumenta com o aumento da temperatura. Além disso, quando se compara as medidas de condutividade da PAni pura com as blendas, observa-se que a condutividade tem uma pequena queda ao se incorporar a goma do cajueiro. Para as amostras dopadas ocorre o contrário, a condutividade elétrica decai com o aumento da temperatura, apresentando um comportamento tipo metálico, e quanto maior a quantidade de goma na mistura, maior a condutividade, alcançando um valor superior a 10^-3 S/m para a amostra com maior quantidade de goma. O filme de PAni pura nesta mesma dopagem apresenta uma condutividade da ordem de 10^-6 S/m. O modelo fenomenológico conhecido como “diagrama Cole-Cole” nos indica que tanto α (parâmetro de desordem) quanto τ (tempo de relaxação) dependem fortemente da dopagem e da temperatura de medida, e que a incorporação da goma na blenda também afeta esses parâmetros, indicando mudança na condutividade. As curvas de condutividade em função do inverso da temperatura (gráficos ln σ x 1/T) para as amostras não dopadas nos indicam que poderá está ocorrendo dois distintos comportamentos da condutividade independente da quantidade de goma na blenda, um na região de 30^o a 50^oC com energia de ativação em torno de 0,71 eV e o outro na região de 50^o a 80^oC com 0,48 eV, indicando que em 50^oC deve estar ocorrendo uma mudança, provavelmente estrutural na PAni, devido à sua transição vítrea.

Este trabalho investiga o método elestrospray para a deposição de partículas submicrométricas em substratos de vidro. O princípio de operação do electrospray consiste na aplicação de alta tensão em um tubo capilar metálico pelo qual escoa o fluido de trabalho enquanto um coletor metálico, sobre o qual é condicionado o substrato, é mantido aterrado. O incremento de cargas na solução induz a repulsão coulombiana de forma que, ao atingir certas densidades de carga, as forças de coesão do líquido são vencidas, formando um fino aerossol com partículas submicrométricas.

Utilizou-se uma solução de 0,4 ml de verniz vitral, utilizado como marcador, em 18,0 ml de clorofórmio. As concentrações utilizadas buscaram reproduzir as condições de tensão superficial obtidas em soluções com polímeros conjugados. Foram depositadas séries temporais – com tempos de deposição de 30 a 300 segundos e passo de 30 segundos - nas quais foram investigados os efeitos da vazão volumétrica e da espessura da agulha sobre o tamanho das estruturas formadas. Foram aplicados quatro diferentes fluxos em agulhas com espessuras de 340, 580 e 750 m totalizando um montante de 120 amostras.

As análises das partículas depositadas foram realizadas por meio de micrografias obtidas em microscópio ótico e microscopia de força atômica (AFM). As micrografias óticas foram obtidas no equipamento Axiolab com lentes Carl Zeiss CP ACHROMAT com ampliação de 5 vezes. Esta condição possibilitou a identificação de microagregados maiores do que aproximadamente 1,0 m. As micrografias de AFM foram realizadas em amostras com o menor tempo de deposição (30 s), para as diferentes vazões e agulhas, de forma a levantar a distribuição de tamanho de partículas em função dos parâmetros empregados. As micrografias foram analisadas por meio de rotinas computacionais escritas em Matlab e programas especializados (Gwyddion e WSxM).

As análises das micrografias óticas sugerem o crescimento exponencial da área depositada e do número de grãos em função do tempo de deposição. O aumento da vazão implicou no crescimento do número de agregados presentes nas amostras. Essa característica foi mais destacada em amostras depositadas com a agulha de maior espessura (750 m). As taxas de recobrimento, apesar de flutuantes, se mostraram maiores conforme o aumento da espessura das agulhas.

A partir das análises das micrografias de AFM, observou-se que o aumento do fluxo não influenciou significativamente no tamanho médio das partículas depositadas, uma vez que as deposições ocorreram na condição de formação do cone de Taylor. No entanto, os histogramas do número de partículas em função do raio equivalente a um disco, mostram a ejeção preferencial de partículas com dimensões semelhantes para agulhas de mesma espessura, independentemente da vazão. Foram estimadas partículas com raios variando de 2,8 a 35,8 nm, com uma dispersão máxima de 28,0 nm para uma mesma condição de deposição, confirmando a aplicabilidade do método electrospray para a deposição de partículas submicrométricas.

Neste trabalho, estudou-se, através de simulações de Monte Carlo, o modelo de Ising ferromagnético em uma rede direcionada de Voronoi-Delaunay em duas dimensões. Foram empregados extensivas simulações de Monte Carlo utilizando o algoritimo de banho térmico, teoria de escala de tamanho finito, colapso de dados e assumimos que o valor do fator de acoplamento J = 1. Com a simulação foram encontrados valores para as razões entre expoentes críticos β/ν , γ/ν e 1/ν , comparamos então esses valores com os expoentes encontrados para o modelo de Ising ferromagnetico puro, onde verificamos uma mudança na classe de universalidade.

Neste trabalho investigamos o comportamento crítico de Lifshitz de um sistema físico com interação competitiva, em particular um sistema m-axial isotrópico. Introduzimos o formalismo de uma teoria quântica de campos escalar para este sistema. Calculamos os expoentes críticos η₃ e ν₃ em duas situações distintas: Na primeira calculamos as integrais de Feynman exatamente, e na segunda calculamos as integrais de Feynman usando a aproximação ortogonal. Por um lado, o expoente crítico η₃ foi calculado até a ordem de 2-loops nas duas situações. Por outro lado, o expoente crítico ν₃ foi calculado até a ordem de 3-loops nas duas situações. Os resultados para todos os expoentes concordam perfeitamente com os calculados anteriormente usando uma teoria de pertubação sem massa renormalizada em momentos externos arbitrários e fixos, e também uma teoria de pertubação massiva renormalizada em momentos externos nulos.

Neste trabalho estamos apresentando um novo material que uni as características condutoras já conhecidas do Polianilina -Pani com o Líquido da Castanha de Caju - LCC ainda pouco explorado cientificamente e tecnologicamente.  Com isto, estamos agregando valores a um dos nossos bens nativos mais explorados pela comunidade da região.  Este novo material, a blenda Pani/LCC, foi caracterizada através de medidas de Termogravimetria, Análise Mecânico-Dinâmica, Difratometria de Raio-X, FTIR e Espectroscopia de Impedância Elétrica.  Inicialmente caracterizamos a Polianilina para servir como referência às análises da blenda.  Preparamos várias composições nas razões em massa: %Pani/%LCC = 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 e 40/60. Variamos a temperatura de medida nas caracterizações de Impedância e dopamos a Pani  e as blendas nas razões molares: 0,05 mol/L, 0,1 mol/L e 0,5 mol/L.  As amostras não dopadas apresentaram um comportamento típico de um sistema sólido desordenado e a Pani dopada e algumas blendas com maior concentração de LCC apresentaram comportamento "tipo metálico" quando dopadas principalmente com 0,5 mol/L.  Utilizados o modelo fenomenológico de Havriliaki - Negami para a condução na Pani pura dopada e não dopada e seus resultados foram satisfatórios.  No geral, a blenda Pani/LCC foi caraterizada e com estes resultados iniciais poderão ser propostas aplicações tecnológicas principalmente na área da eletrônica orgânica.

Em alguns sistemas, como por exemplo, o MOSFET de silício ou
poços quânticos do tipo GaAs/AlGaAs, encontramos elétrons que se
comportam como um gás de elétrons em duas dimensões (GE2D). Estes
sistemas, capazes de confinar elétrons em duas dimensões, são
possíveis graças ao desenvolvimento das técnicas de crescimento de
materiais. Dois exemplos destas técnicas são a MBE (Molecular Beam
Epitaxy) e a MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition). A
relativa facilidade de fabricação destes sistemas atraiu o interesse
no estudo de GE2D através da descrição de suas propriedades de
transporte, tendo em vista a aplicação em dispositivos. Merece
destaque no estudo do GE2D a medição da condutividade Hall em um
MOSFET de silício, realizadas por von Klitzing e colaboradores em 1980
e que resultaram no premio Nobel de 1985 devido a descoberta do efeito
Hall quântico. Nosso objetivo geral neste projeto é determinar a
influência relativa das interações Zeeman e Spin-Órbita sobre as
propriedades de transporte e termodinâmicas de um GE2D bidimensional
nanoestruturado, submetido a um potencial periódico bidimensional numa
rede quadrada.

Através de simulações de Monte Carlo estudamos o modelo de Potts bidimensional com estados q=3 e q=4 nas redes direcionadas de pequeno mundo.  No sistema desordenado é simulada a aplicação do Método de Monte Carlo com o algoritmo atualizado de Banho Térmico. Neste modelo uma transição de fase de primeira e segunda ordem estão  presentes para q=3 estados dependendo da probabilidade de religação p, mas para q=4 apresentam apenas uma transição de fase de primeira ordem, independentemente de p. Este comportamento crítico é diferente do modelo de Potts na rede quadrada, onde a transição de fase de segunda ordem está presente para q≤4  e uma transição de fase de primeira ordem está presente para q>4.

USAMOS O FORMALISMO DE FUNÇÕES DE GREEN PARA CALCULAR O ESPECTRO DE EXCITAÇÕES ASSOCIADOS A IMPUREZAS EM SISTEMAS MAGNÉTICOS DE BAIXA DIMENSÃO. INICIAMOS O ESTUDO PARA UMA IMPUREZA MAGNÉTICA ISOLADA IMPLANTADA NA REGIÃO DO VOLUME EM UM FILME FERROMAGNÉTICO DESCRITO PELO MODELO DE ISING COM CAMPO TRANSVERSO. AS PROPRIEDADES DINÂMICAS DO SISTEMA FERROMAGNÉTICO SÃO DESCRITAS ATRAVÉS DO MÉTODO DA EQUAÇÃO DE MOVIMENTO COM EXPRESSÕES EXPLÍCITAS PARA AS FUNÇÕES DE GREEN PARA UM FERROMAGNETO SEM IMPUREZAS. A FUNÇÃO DE GREEN PARA UM FILME FERROMAGNÉTICO CONTENDO IMPUREZAS É OBTIDA ATRAVÉS DA EQUAÇÃO DE DYSON.  ATRAVÉS DE UM HAMILTONIANO ORIGINAL, PASSAMOS DO MODELO DE HEISENBERG PARA O MODELO DE ISING VARIANDO UM PARÂMETRO EXPLICITO (Λ), ONDE AVALIAMOS A INFLUÊNCIA DE IMPUREZAS EM DUAS DISPOSIÇÕES GEOMÉTRICAS DISTINTAS RESPECTIVAMENTE: CADEIA LINEAR FERROMAGNÉTICA COM UMA IMPUREZA LOCALIZADA E DUAS IMPUREZAS MAGNÉTICAS ACOPLADAS APENAS COM SEUS VIZINHOS MAIS PRÓXIMOS.  OBTEMOS RESULTADOS PARA A FREQUÊNCIA DOS MODOS LOCALIZADOS COMO FUNÇÃO DO PARÂMETRO DE TROCA ENTRE A IMPUREZA E SEUS VIZINHOS, DO PARÂMETRO DE CAMPO EFETIVO NAS IMPUREZAS E DO PARÂMETRO EXPLICITO (Λ ).

Neste trabalho, investigamos a influência das interações spin-órbita do tipo Rashba, Dresselhauss e de um potencial com modulação espacial aperiódica unidimensional sobre um Gás de Elétrons Bidimensional. A aperiodicidade do potencial é conseguida usando-se a sequência binária de Fibonacci, o que descreve um sistema periódico com falhas no crescimento. As soluções da equação de Schrodinger foram obtidas para diferentes conjuntos de parâmetros, o que nos permitiu a obtenção da densidade de estados e energia de Fermi do sistema para cada conjunto de parâmetro. A obtenção destes resultados possibilitou a análise das condutividades Hall, colisional e difusiva, a energia livre e a magnetização na direção do campo em função da inclinação e do módulo do campo externo e a análise da importância relativa destas interações sobre as propriedades físicas do gás. Observamos modulações na densidade de estados devidas à interação spin-órbita. Este comportamento também é observado no comportamento dos observáveis que dependem das variáveis dinâmicas do sistema. Além disso, também observamos que a condutividade Hall é quantizada no caso da ausência da modulação periódica, interação spin-órbita e campo paralelo à direção de crescimento, podendo assumir somente valores múltiplos de e²/h. Na presença de uma componente do campo paralela a região em que o gás se encontra confinado ou a interação spin-órbita,  surgem plateaus intermediários (2n + 1)e²/(2h) entre quaisquer plateaus de ordem n e n + 1. Ao se incluir a modulação, a condutividade Hall passa a ter valores contínuos entre dois plateaus quaisquer. Também observamos que a modulação torna não-nula a contribuição da difusão para a condutividade. A contribuição difusiva permite ainda, identificar a natureza da modulação, se é periódica ou aperiódica.

O estudo de dispositivos semicondutores orgânicos tem sido uma grande área de pesquisa nos últimos anos; esforços de diversos cientistas para entender e conseguir maiores eficiências são reportados na literatura praticamente de forma diária. Um dos ramos de pesquisa nesta área está relacionado com o estudo das propriedades de dispositivos híbridos (mistura de compostos orgânicos e inorgânicos como camada ativa). Neste sentido estudamos as propriedades da mistura híbrida orgânico: inorgânico em dispositivos constituídos de filmes finos incorporando nanopartículas de TiO₂ numa matriz polimérica de poli[2-metóxi, 5-(2’ – etil-hexilóxi)-1,4-fenileno vinileno] (MEH-PPV). Exploramos as propriedades deste polímero como meio ativo para fotocaptação e como transportador de buracos. Dispositivos foram fabricados pela técnica de centrifugação, spincoating, usando soluções de MEH-PPV em clorobenzeno com concentração fixa de 8,0 mg/ml e proporções variadas em peso para as nanopartículas de TiO₂ (20, 33, 43 e 50%) dentro dessa solução. Propriedades ópticas de absorção no UV-Vis e fotoluminescência (PL) ajudam a sustentar a hipótese de transferência de elétrons entre o polímero e a nanopartícula. Espectroscopia Raman foi realizada para verificar o comportamento vibracional do polímero na presença de nanopartícula, mostrando que não há mudanças espectrais significativas. As curvas de corrente vs. Tensão no escuro permitem determinar as regiões características de transporte, corrente limitada por armadilhas ou por cargas espaciais. Os dispositivos foram caracterizados por medidas de corrente-tensão sob condições simuladas AM 1,5 e medidas de eficiência (IPCE). A amostra de 20% mostrou IPCE mais próximo de curva de absorção, isto também se reflete em parâmetros como o fator de preenchimento e a eficiência. Resumindo, os melhores parâmetros para fotodiodo foram obtidos para a amostra de 20%, no entanto na medida em que a concentração cresce a máxima corrente no escuro foi obtida para a concentração máxima de 43%.

Durante décadas sistemas magnéticas com desordem aleatória foram extensivamente estudadas por Stinchcombe em 1983, e durante este tempo o foco era esclarecer o papel desta desordem descorrelacionada no comportamento crítico destes sistemas. A conjectura de Harris [1], de que uma fraca desordem não alteraria o comportamento crítico próximo a uma transição de fase de segunda para sistemas em que o expoente crítico do calor específico é menor do que zero, permanece. Porém, além da desordem aleatória, sistemas reais ou artificiais podem apresentar desordem correlacionada, onde a vacâncias ou átomos não-magnéticos podem apresentar algum tipo de correlação espacial, como a observada experimentalmente em sistemas magnéticos Thuston e outros [2]. A reformulação do critério de Harris por A. Weinrib e B. I. Halperin [3] prevê que sistemas com desordem correlacionada de longo alcance podem pertencer a uma outra classe de universalidade que a do sistema puro, se, para ad, os expoentes do comprimento de correlação e do calor específico foram dados por v=2/a e α=2(a-d)/a, onde a é o expoente associado à função de correlação de distribuição de desordem. Neste trabalho apresentaremos resultados obtidos com o método Monte Carlo aplicado ao Modelo Ising na rede quadrada, onde as ligações são distribuídas segundo a sequência quasiperiódica de Fibonacci. Para a rede quadrada as nossas propostas de ligações entre os sítios são três, a primeira já conhecida, (a) Ligação Aleatória, a segunda chamaremos de (b) Ligação Fibonacci-A e a terceira (c) Ligação Fibonacci-B. As ligações podem ser tanto de natureza ferromagnéticas quanto antiferromagnéticas. Nossa meta é introduzir correlação entre as ligações existentes entre os spins nos sítios da rede para analisar o estudo dinâmico (função de autocorrelação temporal) para vários tempos de envelhecimento verificando se o sistema apresentava comportamento tipo vidro de spin e ainda se há alguma mudança no comportamento termodinâmico das funções que são possíveis de serem investigadas usando o método Monte Carlo (parâmetro de ordem de Edward-Anderson, q_EA, do cumulante de Binder, _GL ,susceptibilidade,  χ , energia e calor específico) do modelo.