Search

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In this work was studied of the structural and magnetic properties of non-magnetic ions (V and Y) doped RCrO4 (R = Gd, Tb, Dy, Er and Yb) compounds obtained by the coprecipitation method. X-ray diffraction (XRD) analyzes combined with Rietveld refinement confirm the formation of a single phase consistent with the zircon-type structure, tetragonal symmetry and I41/amd space group. The lattice parameter and in the unit cell volume changes as a function of both V and Y concentration. The Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) analyzes semiquantitatively shown that the concentrations are close to the nominal value. The T-dependent magnetic susceptibility measurements (x(T)) are characterized by thermal hysteresis below the transition temperature and an evident displacement of the maximum of x(T) with increasing doping concentration, characterizing a systematic decrease in temperatures 24 to 3 K for the V-doped samples and 24 to 9 K for the Y-doped samples. These results show that the R-O-Cr magnetic interaction takes an important role in determining the magnetic properties in these RCrO4 compounds. The Curie-Weiss temperatures indicate an antiferromagnetic order for the rare earth sublattice, ferromagnetic for the chromium sublattice and indicate that for RCrO4 compounds the magnetic interaction paths between R-O-Cr ions along the c-axis is dominant. Although there are different magnetic interactions in the RCrO4 compounds, the effects of frustration seem to be stabilized, since all samples presented f values close to 1. The magnetization measurements as a function of the applied magnetic field (MvsH) performed at T = 2 K displays a ferromagnetic character for the RCrO4 compounds, also showing a decrease in magnetization for the Y-doped samples. However, for the compounds with R = Yb is verified the appearance of an anomaly in the low field region except for the compound YbVO4. Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades estruturais e magnéticas de compostos RCrO4 (R = Gd, Tb, Dy, Er e Yb) dopados com íons não magnéticos (V e Y), obtidos pelo método de coprecipitação. As análises de difração de raios X (DRX) aliadas ao refinamento Rietveld confirmam a formação de fase única consistente com a estrutura do tipo zircônia, simetria tetragonal e grupo espacial I41/amd. Os parâmetros de rede e o volume da cela unitária mudam em função da concentração de V e Y. As análises de Espectroscopia por Energia Dispersiva em Raios X (EDS) comprovam semiquantativamente que as concentrações obtidas para os compostos dopados são próximas das nominais. As medidas de susceptibilidade magnética em função da temperatura (x(T)) são caracterizadas por histereses térmicas abaixo da temperatura de transição e um evidente deslocamento do máximo de x(T) com o aumento da concentração dos dopantes, caracterizando um decréscimo sistemático das temperaturas de transição de 24 a 3 K para as amostras dopadas com V e de 24 a 9 K para as amostras dopadas com Y. Esses resultados evidenciam que a interação magnética R-O-Cr possui um papel importante na determinação das propriedades magnéticas dos compostos RCrO4. As temperaturas de Curie-Weiss indicam um ordenamento antiferromagnético para a sub-rede dos terras raras, ferromagnético para a sub-rede do cromo e indicam que para os compostos RCrO4 os caminhos de interação magnética entre os íons R-O-Cr ao longo do eixo c devem ser dominantes. Embora exista diferentes interações magnéticas nos compostos RCrO4, os efeitos da frustração parecem estar estabilizados, já que todas as amostras apresentaram valores de f próximos de 1. As medidas de magnetização em função do campo magnético aplicado (MvsH) realizadas em T = 2 K exibem um caráter ferromagnético para os compostos RCrO4, mostrando também uma diminuição da magnetização para as amostras dopadas com Y. No entanto, para os compostos com R = Yb é verificado o surgimento de uma anomalia na região de baixo campo, exceto o composto YbVO4. São Cristóvão

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Pirogermanatos de lantanídeos (Ln2Ge2O7 – Ln = lantanídeos com exceção do Ce e Pm) foram preparados via síntese em sal fundido (NaCl como fluxo) na temperatura de 900ºC por 4h. As cerâmicas produzidas foram caracterizadas do ponto de vista estrutural, químico, morfológico, óptico-vibracional, luminescente, magnético e térmico. Os materiais obtidos apresentaram elevada pureza e cristalinidade, sendo pertencentes a duas fases estruturais: triclínica (P1, #1) para lantanídeos de maior raio iônico (La-Eu), e tetragonal (P41212, #92) para lantanídeos de menor raio iônico (Gd-Lu). Foram obtidos espectros vibracionais das amostras com estrutura triclínicas, onde foi possível observar todos os 63 fônons previstos pela teoria de grupos; assim como para as cerâmicas tetragonais, onde foram determinados 53 modos de um total de 81 bandas previstas. A caracterização completa e inédita das propriedades ópticas através de reflectância difusa (DRS) foi realizada, podendo-se observar várias transições eletrônicas e determinar os valores de band gap para toda a série de pirogermanatos. Esse estudo auxiliou na investigação das propriedades luminescentes desses compostos, que apresentaram emissões relevantes tanto no visível quanto no infravermelho. Foram produzidos pirogermanatos pelo método de síntese em estado sólido, em temperaturas entre 900 e 1300 ºC por 4h, para comparação entre as rotas de síntese e investigação de polimorfismo a altas temperaturas em algumas composições químicas já conhecidas. Somente o Gd2Ge2O7 apresentou polimorfismo com o aumento da temperatura. A transformação polimórfica foi observada também por espalhamento Raman e DRS, de forma coerente com a caracterização por difração de raios X. O polimorfismo do Gd2Ge2O7 foi investigado também utilizando Eu3+ como sonda estrutural. Finalmente, foram realizados estudos em soluções sólidas de Eu2-xGdxGe2O7 (x=0-2), obtidas a 1100 ºC por 4h. O intuito desse estudo foi entender as mudanças nas propriedades estruturais, vibracionais e ópticas em decorrência da troca do íon Ln3+. A transformação polimórfica também foi observada nesse conjunto de materiais de forma inédita por espectroscopia Raman, DRS e luminescência. As propriedades luminescentes foram estudadas em diferentes pirogermanatos dopados com outros íons Ln3+. Foi possível perceber a vasta gama de opções de propriedades luminescentes, resultado de processos de downshifting ou conversão ascendente de energia, o que permite propor esses materiais para aplicação fotônica como dispositivos emissores e termômetros ópticos. Lanthanide pyrogermanates (Ln2Ge2O7 – Ln = lanthanides except for Ce and Pm) were prepared via synthesis in molten salt (NaCl as flow) at 900ºC for 4h. The ceramics produced were characterized from the structural, chemical, morphological, optical-vibrational, luminescent, magnetic and thermal point of view. The materials obtained presented high purity and crystallinity, belonging to two structural phases: triclinic (P1, #1) for higher ionic radius lanthanides (La-Eu), and tetragonal (P41212, #92) for lower ionic radius lanthanides (Gd-Lu). Raman spectra were obtained for both crystalline phases. In the case of samples with triclinic structure, it was possible to observe all 63 phonons predicted by group theory; for tetragonal ceramics, 53 modes of a total of 81 predicted were determined. The complete and first-time characterization of optical properties through DRS was performed, in addition to obtaining the band gap values for the entire series. This study assisted in the luminescent investigation of these compounds that presented relevant emissions in both visible and IV. Pyrogermanates were produced by the solid-state synthesis method, at temperatures between 900 and 1300 ºC for 4h, for comparison between the synthesis routes and investigation of polymorphism at high temperatures in some known chemical compositions. Only Gd2Ge2O7 presented polymorphism with increasing temperature polymorphic transition was also observed by Raman spectroscopy and DRS, presenting great coherence with the characterization by XRD. The polymorphism of Gd2Ge2O7 was also investigated using Eu3+ as a structural probe. Studies were conducted on solid solutions of Eu2-xGdxGe2O7 (x=0-2) at 1100 ºC in 4h. The purpose of this study was to understand the changes in structural, vibrational and optical properties due to the exchange of Ln3+. Polymorphic transformation was also observed in this set in an unprecedented way by Raman, DRS and luminescence spectroscopy, both in accordance with previous studies. Finally, the last study was luminescence measurements in different pyrogermanates doped with other Ln3+ ions. It was possible to observe the wide range of options of luminescent materials by both downshifting and up conversion energy process, which allows the proposed use of these materials as emitting devices and optical thermometers.

Magnetic properties of BiFe1-xCrxO3 perovskite-type solids reaction synthesized at high pressure were investigated and a magnetic phase diagram was established. X-ray diffraction data revealed a crystal structure transformation from rhombohedral to monoclinic as Cr3+ ions substituted Fe ions in the samples. Néel temperature TN and spin-reorientation temperature TSR were determined from dM/dT by measuring the temperature dependence of magnetization (M-T). The magnetization results indicated that TN and TSR were strongly dependent on Cr3+ ion doping; both TN and TSR decreased with the increase of Cr3+ doping. The magnetic hysteresis loops investigated at room temperature reflected an antiferromagnetic behavior from x= 0.4 to 0.6 and weak ferromagnetic at x=1.0. Besides, the remnant magnetization Mr and maximum magnetization Mmax increased with increasing x from 0.4 up to 1.0. The Cr doping was found to be helpful in reducing coercivity Hc for the magnetic samples from x= 0.4 to 0.8 and their applications as magnetic sensors are possible. Resumo Propriedades magnéticas de BiFe1-xCrxO3 do tipo perovskita sintetizado por reação no estado sólido a alta pressão foram investigadas e um diagrama de fase magnética foi estabelecido. Os dados de difração de raios X revelaram a transformação da estrutura cristalina de romboédrica para monoclínica conforme íons de Cr3+ substituíram íons de Fe nas amostras. As temperaturas de Néel TN e de reorientação de spin TSR foram determinadas a partir de dM/dT por meio da medição da magnetização em função da temperatura (M-T). Os resultados da magnetização indicaram que TN e TSR foram fortemente dependentes da dopagem de íon Cr3+; TN e TSR diminuíram com o aumento da dopagem de Cr3+. Os laços de histerese magnética investigados à temperatura ambiente refletiram um comportamento antiferromagnético de x= 0,4 a 0,6 e ferromagnético fraco em x=1,0. Além disso, a magnetização remanescente Mr e a magnetização máxima Mmax aumentaram com o aumento de x de 0,4 até 1,0. A dopagem de Cr foi útil na redução da coercividade Hc para amostras magnéticas de x= 0,4 a 0,8 e suas aplicações como sensores magnéticos são possíveis.

Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE In this work, structural, electronic, magnetic, and optical properties of the hexagonal LuMnO3 and HoMnO3 multiferroic compounds were studied. These materials with P63cm crystallographic space group (ferroelectric phase) gained attention of researchers because of their magnetoelectric coupling below the Néel temperature (TN < 90 K in the case of LuMnO3 and TN < 72 K in the case of HoMnO3). In this condition, these materials can be applied in new technologies in the spintronic field. The present study was carried out through calculations based on Non-collinear Spin Density Functional Theory using the All-electron Full-Potential Linearized Augmented Plane Wave electronic structure method implemented in the Elk computational code. The exchange and correlation electronic effects were considered in the framework of Local Spin Density Approximation including the effective Hubbard (Ueff) correction. The general objective of the thesis work was to contribute to the elucidation of divergent results in the literature on some of the structural, electronic, magnetic and optical properties of LuMnO3 and HoMnO3. For the first time in the literature, the combination of calculation methods described above was applied to investigate the aforementioned properties of LuMnO3 and HoMnO3. In the case of LuMnO3, the results reveal that the P63cm crystallographic space group with the Γ3 + Γ4 magnetic structure (o = 80°) should be the ground state of the material. Based on these results, the electronic band structure, the effective mass tensor of the charge carriers (electrons and holes), density of states, and the dielectric tensor of the material were calculated. The results were compared and discussed with those in the literature. The energy band gap value of 1.2 eV agrees very well with that predicted from optical conductivity measured (1.1 eV). In the case of HoMnO3, the magnetic structure of the ground state was determined and, based on it, the electronic and optical properties were calculated. The HoMnO3 calculations showed that the material has a non-collinear magnetic structure for both Ho3+ and Mn3+ ions sublattices. The magnetic configuration in the Mn3+ ion sublattice agrees with the results predicted by some experimentalists. However, in the case of the Ho3+ ion sublattice, the results are different from those predicted in the literature. The calculated energy band gap was 1.25 eV. This result agrees very well with what was experimentally predicted (1.4 eV). In addition, the material presents values charge carriers effective mass similar to LuMnO3. This characteristic of HoMnO3, together with other fundamental properties similar to that of LuMnO3, allows us to conclude that HoMnO3 exhibits potential as a photoferroic material. Neste trabalho, foram estudadas as das propriedades estruturais, eletrônicas, magnéticas e ópticas dos compostos hexagonais multiferróicos LuMnO3 e HoMnO3. Esses materiais com grupo espacial cristalográfico P63cm (fase ferroelétrica) têm se destacado na literatura por exibir acoplamento magnetoelétrico abaixo da temperatura de Néel (TN < 90 K no caso do LuMnO3 e TN < 72 K no caso do HoMnO3). Nessa condição, esses materiais podem ser aplicados em novas tecnologias no campo da spintrônica. O presente estudo foi realizado através de cálculos baseados em Non-collinear Spin Density Functional Theory utilizando o método de cálculo de estrutura eletrônica denominado de All-electron Full-potential Linearized Augmented Plane Wave implementado no código computacional Elk. Os efeitos de troca e correlação eletrônica foram considerados usando a Local Spin Density Approximation incluindo correção de Hubbard (Ueff). O objetivo geral do trabalho de tese foi contribuir na elucidação de resultados divergentes na literatura sobre algumas das propriedades estruturais, eletrônicas, magnéticas e ópticas do LuMnO3 e do HoMnO3. Pela primeira vez na literatura foi aplicada a combinação de métodos de cálculos descritos anteriormente para a investigação das referidas propriedades. No caso do LuMnO3, os resultados revelaram que o grupo espacial cristalográfico P63cm com a estrutura magnética do tipo Γ3 + Γ4 (o = 80°) deve representar o estado fundamental do material. Com base nesses resultados, foram calculadas a estrutura de bandas eletrônicas, o tensor massa efetiva dos portadores de carga (elétrons e buracos), densidade de estados e o tensor dielétrico do material. Os resultados foram comparados e discutidos com os existentes na literatura. O valor da energia de band gap de 1,2 eV concorda muito bem com o resultado experimental de medidas de condutividade óptica estimado em 1,1 eV. No caso do HoMnO3 foi determinada a estrutura magnética do estado fundamental e com base nela foram calculadas as propriedades eletrônicas e ópticas. Os cálculos do HoMnO3 mostram que o material apresenta estrutura magnética não colinear para ambos os íons nas sub-redes do Ho3+ e Mn3+. A configuração magnética na sub-rede do íon Mn3+ concorda com os resultados previstos por alguns experimentalistas. Porém, no caso da sub-rede do íon Ho3+, o resultado é diferente daqueles previstos pela literatura. A energia de band gap calculada foi de 1,25 eV. Esse resultado concorda muito bem com o previsto experimentalmente (1,4 eV). Além disso, o material apresenta valores de massa efetiva dos portadores de carga semelhantes ao do LuMnO3. Essa característica do HoMnO3, juntamente com outras propriedades fundamentais semelhantes ao do LuMnO3, permite concluir que o HoMnO3 exibe potencial como material fotoferróico. São Cristóvão

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Nanopartículas magnéticas (MNPs) têm recebido especial interesse pelo amplo escopo de aplicações tecnológicas tais como nanoadsorventes magnéticos eficientes e de baixo custo para remoção de metais contaminantes na água. No presente trabalho, nanoferritas e nanoferritas nióbio foram sintetizadas pelo método de co-precipitação, caracterizadas e avaliadas como materiais nanoadsorventes na remoção de íons metálicos de Pb+2, Fe+3, Al+3, Mn+2 de soluções aquosas e em condições reais com água do Rio Doce. Foi realizado um estudo de prospecção tecnológica da tecnologia com o uso das nanopartículas de ferritas nióbio em aplicações de remoção de metais na água com o fim de avaliar a maturidade da tecnologia quando comparado com os outros nanoadsorventes magnéticos e encontrou-se que o nanomaterial não tem alto grau de maturidade, porém a novidade do material na remoção de metais na água. As nanopartículas preparadas foram caracterizadas por FTIR, DRS, medições de tamanho e potencial zeta, fluorescência de raios X por reflexão total – TXRF, espectroscopia raman, difração de raios X, termogravimetria, microscopias de transmissão e varredura TEM e MEV, medidas de magnetização, espectroscopia de ressonância paramagnética electrónica - EPR, espectroscopia Mössbauer e análise de adsorção gasosa de Nitrogênio. Os resultados mostraram partículas magnéticas de dimensões nanométricas, morfologias esféricas variáveis com diâmetros entre 3 e 20 nm e comportamento superparamagnético a temperatura ambiente. O recobrimento com citrato e β-ciclodextrina, mostrou uma diminuição na agregação das nanopartículas. Os resultados de adsorção de metais, mostraram a remoção de 100% dos íons de Pb+2 e de 63% dois íons de Fe+3 em solução aquosa. A prova de conceito feita com a água do Rio Doce, mostra a remoção de 74,8% de íons de Mn+2 e 38,9% de íons de Pb+2. Em função dos resultados obtidos nesse trabalho, concluiu-se que as nanoferritas de nióbio apresentam um grande potencial tecnológico como material magnético nanoadsorvente de alta eficiência na remoção de íons como Pb+2, Fe+3 e Mn+2 de águas contaminadas. Magnetic nanoparticles (MNPs) have received special interest due a wide range of technological applications, including efficient and low-cost magnetic nanoadsorbents for the removal of contaminating metals in water. In the present work, nanoferrites and niobium nanoferrites were synthesized by co-precipitation method, characterized, and evaluated as nanoadsorbent materials in the removal of Pb+2, Fe+3, Al+3, Mn+2 metal ions from aqueous solutions and under real-world conditions with water from the Rio Doce. The use of niobium ferrite nanoparticles in metal removal applications in water were compared to other magnetic nanoadsorbents to assess the maturity of the technology, and it was discovered that the nanomaterial lacks technological maturity, nevertheless the novelty of the material is metal removal in water. To characterize the nanoparticles, researchers used FTIR, DRS, size and zeta potential measurements, total reflection X-ray fluorescence - TXRF, Raman spectroscopy, X-ray diffraction, thermogravimetry, transmission and scanning microscopy TEM and SEM, magnetization measurements, electron paramagnetic resonance spectroscopy - EPR, Mössbauer spectroscopy, and nitrogen gas adsorption analysis. The findings revealed magnetic particles with nanometric dimensions, variable spherical morphologies with diameters ranging from 3 to 20 nm, and superparamagnetic behavior at room temperature. The aggregation of nanoparticles was reduced when they were coated with citrate and β-cyclodextrin. The metal adsorption results showed that 100% of Pb+2 ions and 63% of two Fe+3 ions were removed in aqueous solution, The proof of concept using Rio Doce water demonstrate the removal of 74.8% of Mn+2 ions and 38.9% of Pb+2 ions. According to the result of this research, niobium nanoferrites have significant technological potential as a high efficiency nanoadsorbent magnetic material for removing ions such as Pb+2, Fe+3, and Mn+2 from contaminated water.

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2021. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Os nanocolóides magnéticos são alvo de diversas pesquisas nos últimos anos por causa do grande potencial, versatilidade e aplicações em diversas áreas. Os fluidos magnéticos (FM) são nanopartículas magnéticas com certos fenômenos físico-quimícos, como o superparamagnétismo e o alto campo de saturação, que surgem em decorrência do tamanho finito e dos efeitos de superfície que dominam o comportamento magnético das nanopartículas individuais. Partindo desse contexto, foram sintetizados fluidos magnéticos do tipo core-shell a base de nanopartículas de cobre pelo método de coprecipitação hidrotérmica em meio alcalino, onde foi investigado a influência do pH da base utilizada no controle do tamanho das nanopartículas. A composição química foi caracterizada pelas técnicas de Espectroscopia por Dispersão de raios-X (EDX) e Espectrometria de Absorção Atômica em Chama (FAAS) e foi utilizado as técnicas de Difração de raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) para a determinação estrutural e morfológica das nanopartículas. Confirmou-se o papel preponderante da base na determinação do tamanho médio, obteve-se nanopartículas esféricas e com estrutura cristalina do tipo espinélio. Ainda foram investigadas as propriedades magnéticas por meio das medidas de histerese a baixa temperatura, ZFCFC (é uma técnica muito usada para determinar a temperatura de bloqueio) e o modelo de Langevin. Obteve-se uma magnetização de saturação superior em comparação a ferritas puras(bulk) de cobre, o diâmetro e a polidispersão obtidos pelas técnicas de magnetização estão bem próximos dos valores encontrados pelo TEM e DRX, além disso as nanopartículas obtidas são moles e possuem uma anisotropia unixial. Magnetic nanocolloids have been the subject of several researches in recent years because of their great potential, versatility and applications in several areas. Magnetic fluids (FM) are magnetic nanoparticles with certain physicochemical phenomena, such as superparamagnetism and high saturation field, which arise as a result of finite size and surface effects that dominate the magnetic behavior of individual nanoparticles. Based on this context, core-shell magnetic fluids based on copper nanoparticles were synthesized by the hydrothermal co-precipitation method in alkaline medium, where the influence of the pH of the base used in controlling the size of the nanoparticles was investigated. The chemical composition was characterized by X-ray Dispersion Spectroscopy (EDX) and Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS) techniques and X-ray Diffraction (DRX), Transmission Electron Microscopy (TEM) techniques were used for the structural and morphological determination of nanoparticles. The preponderant role of the base in the determination of the average size was confirmed, obtaining spherical nanoparticles with a crystalline structure of the spinel type. The magnetic properties were also investigated through the measures of hysteresis at low temperature, ZFC-FC (is a widely used technique to determine the lock temperature) and the Langevin model. It was obtained a higher saturation magnetization compared to pure copper ferrites, the diameter and polydispersion obtained by magnetization techniques are very close to the values found by TEM and XRD, in addition the obtained nanoparticles are soft and have a unixial anisotropy.

Orientador: Edson Zacarias da Silva Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho estudamos as propriedades eletrônicas e magnéticas da liga Pd3Fe. Estudamos a fase ordenada do Pd3Fe empregando o método Iinear de orbitais muffin-tin com a aproximação das esferas atômicas, o qual é de primeiros princípios e inclui polarização de spin. Os resultados teóricos de propriedades térmicas e magnéticas mostram boa concordância com a experiência. Explicamos aqui a formação de momentos magnéticos localizados a partir de elétrons completamente delocalizados. Investigamos a influência do hidrogênio nas propriedades físicas do composto Pd3Fe, onde obtivemos uma redução drástica nos momentos magnéticos nos sítios de Pd e Fe, o que é corroborado pela experiência. Usamos os potenciais convergidos do composto Pd3Fe ferromagnético para analisarmos a influência da desordem na estrutura eletrônica do Pd3Fe. Empregamos para isso uma versão que inclui polarização de spin, do método da função de Green com a aproximação do potencial coerente (ou KKR-CPA). Os resultados assim obtidos mostram que em ligas aleatórias ferromagnéticas ocorrem diferentes graus de desordem para as diferentes direções de spin. Explicamos a formação dos momentos magnéticos nestas ligas a partir da existência de estados de 'cristal virtual' para elétrons com spin up e de estados de 'bandas separadas' para elétrons com spin down. Por último empregamos os orbitais muffin-tin para calcularmos o espectro de fotoemissão de raios-X dos compostos Pd3Fe e Pd3FeH, o que nos permite uma estreita conexão com a experiência Abstract: In this work we study the electronic and magnetic properties of the Pd3Fe alloy. For the ordered phase of Pd3Fe we employed the Linear Muffin-Tin Orbitals Method, with the atomic sphere approximation, which is a first principles method and includes spin polarization. The theoretical results for the thermal and magnetic properties show good agreement with experience. Here we explain the formation of the localized magnetic moments from completely itinerant electrons. We investigate the influence of the hydrogen in the physical properties of the compound Pd3Fe, where we obtain a drastic reduction in the magnetic moments at the Pd and Fe sites. This reduction is confirmed by experience. The self consistent potentials of the Pd3Fe compound were used for an analysis of the influence of the disorder in the electronic structure of Pd3Fe alloy. To this end, we employ a spin polarized version of the Green¿s Function Method with the Coherent Potential Approximation (or KKR-CPA).The results obtained show that in random ferromagnetic alloys different degrees of disorder occurs for the different spin directions. The formation of the magnetic moments in these alloys were explained from the existence of 'virtual crystal' states for spin up electrons and 'split band' states for spin down electrons. Finally we employ the muffin-tin orbitals to calculate the X-ray photoemission spectra of the Pd3Fe and Pd3FeH compounds, which allows us a direct comparison between theory and experiment Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientadores: Oscar Ferreira de Lima, Carlos Rettori Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Apresenta-se neste trabalho um estudo do comportamento da magnetização e da rede de vórtices, quando um monocristal supercondutor de ErBa2Cu3O7-d com defeitos colunares sofre rotação em um campo magnético fixo. Descreve-se os procedimentos usados no desenvolvimento de cadinhos de BaZrO3, e no crescimento de monocristais de YBa2Cu3O7-d e ErBa2Cu3O7-d neste cadinho e em cadinhos comerciais de Zircônia. Os desenvolvimentos são acompanhados de análises de difração de Raios-X, Microscopia Óptica, e Microscopia de Varredura Eletrônica. Os monocristais crescidos são caracterizados por medidas de magnetização dc e susceptibilidade ac. Os maiores e melhores cristais obtidos apresentaram tamanhos da ordem de 1x2mm2, transição supercondutora em tomo de 90K e largura de transição menor do que 1K. Levanta-se a curva de HCl(T) para os referidos materiais, para efeito de comparação. Introduziu-se Defeitos Colunares em um monocristal de ErBa2Cu3O7-d através da irradiação por íons de 26+Au com energia de 309MeV, e a dependência angular da magnetização irreversível deste cristal foi medida através de ciclos de histerese magnética em diversos ângulos. Desenvolveu-se um procedimento alternativo para estudo da dependência angular da resposta magnética, baseado em rotação da amostra sob campo magnético fixo, que apresenta diversas melhorias em relação ao método tradicional de ciclos de histerese. O procedimento foi modelado por equações que foram verificadas experimentalmente, e o novo método foi discutido em termos das vantagens, limitações e condições de equivalência ao de ciclos de histerese. Aplicou-se este método alternativo no estudo da magnetização irreversível e do efeito lock-in de vórtices no monocristal de ErBa2Cu3O7-d com defeitos colunares. Verificou-se experimentalmente a previsão teórica da dependência com 1/H do ângulo de lock-in, que traz implícito um comportamento do tipo Bose-glass da rede de vórtices, com interação de longo alcance entre estes e os defeitos colunares Abstract: We present in this work a study of the magnetization and vortex lattice behavior, when a superconducting ErBa2CU3O7-d single crystal with columnar defects is rotated under a fixed magnetic field. We describe the procedures used in the development of BaZrO3 crucibles, and in the growth of YBa2CU3O7-d and ErBa2CU3O7-d single crystals using this crucible and also commercial Zirconia ones. The developments were followed by X-Ray diffraction, SEM and Optical Microscopy analyses. Single crystals were characterized by dc magnetization and ac susceptibility measurements. The largest and best crystals obtained presented sizes of order 1x2mm2, superconducting transition around 90K and transition width less than 1K. The HC1(T) curve for the referred materials was obtained, for comparative purposes. We have introduced Columnar Defects in an ErBa2CU3O7-d ê single crystal, through irradiation by 26+Au ions with energy 309MeV, and the angular dependence of the irreversible magnetization of this crystal was measured by magnetic hysteresis loops at several angles. We have developed an alternate procedure for the study of the angular dependence of the magnetic response, based on sample rotation under a fixed magnetic field, which presents several improvements with respect to the traditional hysteresis loop method The procedure was modeled through equations which were experimentally verified, and the new method was discussed in terms of advantages, limitations and conditions under which it is equivalent to the hysteresis loops. The new method was applied to the study of irreversible magnetization and vortex lock-in effect on the ErBa2CU3O7-d single crystal with columnar defects. We have experimentally verified the theoretical prediction of a 1/H dependence of the lock-in angle, which implies a Bose-glass type behavior of the vortex lattice, with long range interaction between these and the columnar defects Doutorado Física Doutor em Ciências

Currently, ferrites have been the subject of much research due to their advantages and properties that can be easily manipulated, thus being of great technological and scientific interest. Therefore, the distribution of cations and magnetic interactions highlight an important role in these materials and, therefore, have their scientific importance. The relationships between chemical composition, crystal structure, magnetic and electrical behavior were investigated in copper aluminum ferrites. The CuAlXFe2-XO4 ferrites, where x = 0.0; 0.5; 1.0, and 1.5 were obtained by the conventional ceramic method, the solid-state reaction between iron, aluminum, and copper oxides. The oxide mixture was pre-sintered for 24 hours at 800°C and then sintered at 1100°C for 8 hours. The magnetic properties were measured by a vibrating sample magnetometer and determined from the hysteresis graph, noting that it has a moderate magnetic material behavior due to the magnetization curve profile and coercivity values ​​(~223kA/m). The electrical conductivity of the pellets was obtained from voltage-by-current characteristics as a function of temperature. The electrical conductivity of the pellets was obtained from voltage-by-current characteristics as a function of temperature. The dependence of electrical conductivity with the temperature of copper aluminate ferrites with different compositions presented a semiconductor behavior and with the increase of the material resistivity with the increase of the aluminum content, it occurs due to its conductive property. It was also observed that the saturation magnetization decreases with increasing aluminum concentration, showing the behavior of a soft paramagnetic material. En la actualidad, las ferritas han sido objeto de mucha investigación debido a sus ventajas y propiedades de fácil manipulación, siendo así de gran interés tecnológico y científico. Por tanto, la distribución de cationes y las interacciones magnéticas destacan un papel importante en estos materiales y, por tanto, tienen su importancia científica. Se investigaron las relaciones entre la composición química, la estructura cristalina, el comportamiento magnético y eléctrico en ferritas de cobre y aluminio. Las ferritas CuAlXFe2-XO4, donde x = 0.0; 0,5; 1.0 y 1.5 se obtuvieron por el método cerámico convencional, la reacción en estado sólido entre óxidos de hierro, aluminio y cobre. La mezcla de óxidos se pre-sinterizó durante 24 horas a 800 ° C y luego se sinterizó a 1100 ° C durante 8 horas. Las propiedades magnéticas se midieron con un magnetómetro de muestra vibrante y se determinaron a partir del gráfico de histéresis, notando que tiene un comportamiento de material magnético moderado debido al perfil de la curva de magnetización y los valores de coercitividad (~ 223kA / m). La conductividad eléctrica de los gránulos se obtuvo a partir de las características de voltaje por corriente en función de la temperatura. La conductividad eléctrica de los gránulos se obtuvo a partir de las características voltaje por corriente en función de la temperatura. La dependencia de la conductividad eléctrica con la temperatura de las ferritas de aluminato de cobre con diferentes composiciones mostró un comportamiento semiconductor y con el aumento de la resistividad del material con el aumento del contenido de aluminio, se produce debido a su propiedad conductora. También se observó que la magnetización de saturación disminuye al aumentar la concentración de aluminio, mostrando el comportamiento de un material paramagnético y blando. Atualmente, as ferritas têm sido tema de muitas pesquisas devido as suas vantagens e propriedades que podem ser facilmente manipuladas, sendo assim de grande interesse tecnológico e científico. Para tanto, a distribuição dos cátions e interações magnéticas destacam um papel importante nestes materiais e, portanto, têm sua importância científica. As relações entre a composição química, estrutura cristalina, comportamento magnético e elétrico foram investigadas em ferritas de aluminato de cobre. As ferritas CuAlXFe2-XO4, onde x = 0,0; 0,5; 1,0 e 1,5 foram obtidas pelo método convencional de cerâmicas, reação estado-sólido entre os óxidos de ferro, alumínio e cobre. A mistura de óxidos foram pré-sinterizadas por 24 horas a 800°C e depois sinterizadas a 1100°C durante 8h. As propriedades magnéticas foram medidas por um magnetômetro de amostra vibrante e determinadas a partir do gráfico de histerese, observando-se que possui um comportamento de um material magnético moderado devido ao perfil da curva de magnetização e valores de coercividade (~223kA/m). A condutividade elétrica das pastilhas foi obtida a partir de características de tensão pela corrente em função da temperatura. A dependência da condutividade elétrica com a temperatura das ferritas de aluminato de cobre com diferentes composições apresentou um comportamento semicondutor e com o aumento da resistividade do material com o aumento do teor de alumínio ocorre devido à sua propriedade condutora. Também se observou que a magnetização de saturação diminui com o aumento da concentração de alumínio, apresentando comportamento de um material paramagnético e mole.

The need for renewable and clean fuels, such as hydrogen gas (H2) has attracted considerable interest in recent years. In this context, water electrolysis (water splitting) is capable of producing these gases through two semi-reactions, OER (Oxygen Evolution Reaction) and HER (Hydrogen Evolution Reaction). Thus, this work presents an experimental study of bimetallic magnetic alloys based on transition metals (Ni, Fe and Co) that were produced by two synthesis methodologies, Solution Blow Spinning (SBS) and Sol-gel Proteic (SG), with nanofibers and nanoparticles nanostructures, respectively. These bimetallic alloys have potential application in electrocatalysts for OER in an alkaline medium. A total of seven samples were produced, three by SBS (NiFe-NiFe2O4, NiFe-carbon and Fe0,5Co0,5-Co1,15Fe1,15O4/carbon) and four by SG (NiFe-500, NiFe-700, CoFe2/CoFe2O4 and CoFe2). Elementary and advanced characterization techniques, such as scanning and transmission electron microscopes, X-ray dispersive energy spectroscopy, X-ray diffraction with Rietveld refinement, X-ray photoelectron spectroscopy, Mössbauer spectroscopy, magnetization measurements in the function of field (MXH) and temperature (MXT), linear-cyclic voltammetry (LSV and CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) have been applied to provide a detailed understanding of the morphological, structural, magnetic and electrochemical properties of bimetallic alloys produced. The fibers produced by SBS had an average diameter ranging from 51-1503 nm, while the nanoparticles dispersed in the carbonaceous matrix have an average diameter ranging from 7-55 nm. The size distribution of the nanoparticles produced by SG is in the range of 30-588 nm. X-ray diffraction confirms the polycrystalline characteristic of the samples; crystallite sizes ranged from 7-64 nm. Mössbauer spectroscopy, a technique for identifying chemical species using gamma radiation, confirms the formation of bimetallic alloys. From the electrochemical point of view, the CoFe2 sample produced by SG presents the smallest superpotential at 10 mA cm-2, η = 288 mV, followed by NiFe-carbon samples (η = 296 mV, produced by SBS), CoFe2/CoFe2O4 (η = 304 mV, produced by SG), NiFe-700 (η = 307 mV, produced by SG), Fe0,5Co0,5-Co1,15Fe1,15O4/carbon (η = 308 mV, produced by SBS), NiFe-NiFe2O4 (η = 316 mV, produced by SBS) and NiFe-500 (η = 319 mV, produced by SG). All samples have excellent chemical/mechanical stability of the electrodes. In addition, it was observed that the magnetic properties, such as saturation magnetization (MS), remnant magnetization (MR), coercivity (Hc) and Curie temperature (TC), depending on the atomic amount of Ni, Fe and Co contained in the alloys, as well as, of the present phases and crystalline structures formed. The magnetic results showed that alloys produced by the Sol-gel proteic route have greater saturation magnetization (Ms): 226 emu/g for CoFe2, 196 emu/g for CoFe2/CoFe2O4, 173,6 emu/g for NiFe-700, 164,2 emu/g for NiFe-500, 116 emu/g for NiFe-NiFe2O4 and 30,2 emu/g for NiFe-carbon. From the MXT curves, the blocking temperatures (TB) of the NiFe-NiFe2O4 and NiFe-carbon samples were determined to be 117 and 115 K, respectively. The NiFe-NiFe2O4 sample showed improved magnetic permeability, that is, rapid response to small variations in the magnetic field. In general, it is observed that nanoparticles have the best catalytic activities and magnetic properties, in particular, the CoFe2 sample, which has the lowest superpotential (η = 288 mV) and the highest saturation magnetization (Ms = 226 emu/g). Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A necessidade de combustíveis renováveis e limpos, tais como hidrogênio gasoso (H2), tem atraído considerável interesse nos últimos anos. Nesse contexto, a eletrólise da água (water splitting) é capaz de produzir estes gases através de duas semirreações, a OER (Reação de Evolução de Oxigênio) e a HER (Reação de Evolução de Hidrogênio). Assim, neste trabalho apresenta-se um estudo, de cunho experimental, de ligas bimetálicas magnéticas à base de metais de transição (Ni, Fe e Co) que foram produzidas por duas metodologias de síntese, Solution Blow Spinning (SBS) e Sol-gel Protéico (SG), com nanoestruturas de nanofibras e nanopartículas, respectivamente. Estas ligas bimetálicas apresentam potencial aplicação em eletrocatalisadores para OER em meio alcalino. Um total de sete amostras foram produzidas, sendo três por SBS (NiFe-NiFe2O4, NiFecarbono e Fe0,5Co0,5-Co1,15Fe1,15O4/carbono) e quatro por SG (NiFe-500, NiFe-700, CoFe2/CoFe2O4 e CoFe2). Técnicas de caracterização elementares e avançadas, tais como, microscopias eletrônicas de varredura e transmissão, espectroscopia de energia dispersiva de raios-x, difração de raios-x com refinamento Rietveld, espectroscopia de fotoelétrons de raios-x, espectroscopia Mössbauer, medidas de magnetização em função do campo (MXH) e da temperatura (MXT), voltametria linear-cíclica (LSV e CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) foram aplicadas para fornecer um entendimento detalhado sobre as propriedades morfológicas, estruturais, magnéticas e eletroquímicas das ligas bimetálicas produzidas. As fibras produzidas por SBS apresentavam diâmetro médio que variavam de 51-1503 nm, enquanto as nanopartículas dispersas na matriz carbonácea apresentam diâmetro médio que varia de 7-55 nm. A distribuição de tamanho das nanopartículas produzidas por SG está na faixa de 30-588 nm. A difração de raios-x confirma a característica policristalina das amostras; os tamanhos dos cristalitos variou de 7-64 nm. A espectroscopia Mössbauer, técnica de identificação de espécies químicas usando radiação Gama, confirma a formação das ligas bimetálicas. Do ponto de vista eletroquímico, a amostra CoFe2 produzida por SG apresenta o menor sobrepotencial a 10 mA cm-2, η = 288 mV, seguida pelas amostras NiFe-carbono (η = 296 mV, produzida por SBS), CoFe2/CoFe2O4 (η = 304 mV, produzida por SG), NiFe-700 (η = 307 mV, produzida por SG), Fe0,5Co0,5-Co1,15Fe1,15O4/carbono (η = 308 mV, produzida por SBS), NiFe-NiFe2O4 (η = 316 mV, produzida por SBS) e NiFe-500 (η = 319 mV, produzida por SG). Todas as amostras apresentam excelente estabilidade química/mecânica dos eletrodos. Além disso, foi observado que as propriedades magnéticas, magnetização de saturação (MS), magnetização remanescente (MR), coercividade (Hc) e temperatura de Curie (TC), dependem da quantidade atômica de Ni, Fe e Co contida nas ligas, bem como, das fases presentes e estruturas cristalinas formadas. Os resultados magnéticos mostraram que ligas produzidas pela rota Sol-gel protéico apresentam maior magnetização de saturação (Ms): 226 emu/g para CoFe2, 196 emu/g para CoFe2/CoFe2O4, 173,6 emu/g para NiFe-700, 164,2 emu/g para NiFe-500, 116 emu/g para NiFe-NiFe2O4 e 30,2 emu/g para NiFe-carbono. A partir das curvas MXT, as temperaturas de bloqueio (TB) das amostras NiFe-NiFe2O4 e NiFe-carbono foram determinadas como sendo 117 e 115 K, respectivamente. A amostra NiFe-NiFe2O4 apresentou permeabilidade magnética aprimorada, ou seja, rápida resposta a pequenas variações de campo magnético. No geral, observa-se que as nanopartículas apresentam as melhores atividades catalíticas e propriedades magnéticas, em particular, a amostra CoFe2, que apresenta o menor sobrepotencial (η = 288 mV) e a maior magnetização de saturação (Ms = 226 emu/g).

Submitted by Pâmela CTC/E (pamela.flegr@uerj.br) on 2021-10-21T17:46:45Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Vagner Jandre Monteiro - 2021 - Completa.pdf: 5351733 bytes, checksum: edc86f0f0b6b5a9825958e82d10149ea (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-21T17:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Vagner Jandre Monteiro - 2021 - Completa.pdf: 5351733 bytes, checksum: edc86f0f0b6b5a9825958e82d10149ea (MD5) Previous issue date: 2021-02-04 In this work, the intermetallic compounds TbxPr1-xAl2, with x = 0,1, 0,2, 0,25, 0,3, 0,5 e 0,75, were analyzed via numerical simulations of relevant physical properties, in this case, magnetization and specific heat. For the development of these simulations, the software Mathematica was used. Materials from these families have a magnetocaloric effect, an effect that has aroused interest due to the potential application, among others, as an alternative in refrigeration. In addition to these applications, there is also interest in ferrimagnetic materials for use as magnetic sensors and information storage technology. In this study, data from previously produced and characterized samples were analyzed and compared with the results of numerical simulations using theoretical models developed and available in the specialized literature, in particular the molecular field (or medium field) theory. From this, and considering several known properties of the compounds RAl2, where R is a rare earth element, it was assumed that the parameters of molecular, inter-network and crystalline field exhibit linear behavior. This allowed to obtain satisfactory results in agreement with the experimental data. In this way, the efficiency of the simulation and of the medium field approach was evidenced, also confirming the fact that several physical properties and parameters of the RAl2 family of compounds have linear behavior depending on the rare earth element involved. Finally, it was possible to perform analyzes and better understand some of the physical properties presented by the materials explored here and their derivations. Neste trabalho, os compostos intermetálicos TbxPr1-xAl2, com x = 0,1, 0,2, 0,25,0,3, 0,5 e 0,75, foram analisados via simulações numéricas de propriedades físicas pertinentes, no caso, a magnetização e o calor específico. Para o desenvolvimento destas simulações, foi utilizado o software Mathematica. Materiais destas famílias apresentam o efeito magnetocalórico, efeito este que vem despertando interesse devido à potencial aplicação, dentre outras, como alternativa em refrigeração. Além destas aplicações, também há interesse em materiais ferrimagnéticos para uso como sensores magnéticos e tecnologia de armazenamento de informações. Nesse estudo, dados de amostras produzidas e caracterizadas previamente foram analisadas e confrontadas com os resultados das simulações numéricas utilizando modelos teóricos desenvolvidos e disponíveis na literatura especializada, em particular a teoria do campo molecular (ou campo médio). A partir disto, e considerando diversas propriedades conhecidas dos compostos RAI2, onde R é um elemento terra rara, foi assumido que os parâmetros de campo molecular, inter-redes e de campo cristalino apresentam comportamento linear. Isto permitiu obter resultados satisfatórios em concordância com os dados experimentais. Dessa forma, ficou evidenciada a eficiência da simulação e da abordagem de campo médio, ratificando também o fato de que diversas propriedades física e parâmetros da família de compostos RAl2 tenham comportamento linear dependendo do elemento terra- rara envolvido. Por fim, foi possível realizar análises e compreender melhor algumas propriedades físicas apresentadas pelos materiais aqui explorados e suas derivações.

We report on the low-dimensional magnetic behavior of the series of compounds NiNb2−xVxO6 (0 x 2), with a columbite-type crystal structure stabilized at high pressure and temperature. Based on susceptibility, magnetization, and specific-heat measurements, the system is characterized as presenting quasi-one-dimensional magnetism, with Ni2+ magnetic moments that can be modeled as Ising spins, placed along zigzag chains in the crystal structure. The low-temperature phase is found to consist of an antiferromagnetic arrangement of ferromagnetic chains, and a metamagnetic transition to uniform ferromagnetic order is observed under magnetic fields slightly above μ0H = 1 T. We discuss the effects of substituting vanadium for niobium, maintaining the same crystal structure along the whole series of samples. In particular, the long-range magnetic order, most clearly seen for x = 0, tends to be suppressed as the vanadium content is increased. The exchange interactions are quantified, revealing that the ferromagnetic intrachain interactions vary from about 7 K for NiNb2O6 to 2 K for NiV2O6, remaining one order of magnitude larger than the mean antiferromagnetic interchain coupling.

Dissertação de Mestrado em Geociências apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia No presente trabalho são apresentados os resultados do estudo de Suscetibilidade Magnética (SM), integrando um conjunto de dados de espetrometria de raios gama das unidades do Jurássico Inferior da Bacia Lusitânica, e do estudo de alta resolução do membro Margo-calcários com Níveis Betuminosos (MCNB) da Formação de Vale das Fontes, de modo a correlacionar a SM com as interpretações sequenciais e as curvas de Magnetização Remanescente Isotérmica (MRI) com a evolução da variabilidade orgânica na referida unidade. A aplicação da SM e da espetrometria gama são controladas pelo aporte detrítico no ambiente marinho e permitem uma interpretação da mineralogia nas rochas sedimentares, bem como uma possível correlação entre elas. Ao todo foram analisadas 208 amostras das formações de Pereiros, Dagorda, Coimbra, Água de Madeiros, Vale das Fontes, Lemede, São Gião, Póvoa da Lomba e Cabo Carvoeiro. Os calcários mostram valores de SM mais baixos (-0,09 x 10-8 m3/kg), enquanto que as fácies lutíticas e as mais margosas mostram os valores mais elevados (15,82 x 10-8 m3/kg). O coeficiente de determinação (R2) entre a SM, o K e o Th é de 0,6198 e de 0,5687, respetivamente. Estas relações são intermédias, contudo mostram que há uma correspondência com a componente detrítica. A relação entre SM e U é muito baixa (R2= 0,1629), talvez porque o urânio não está contido na fração detrítica, mas na matéria orgânica que é diamagnética. Para o estudo de alta resolução do membro MCNB da Formação de Vale das Fontes foram recolhidas 185 amostras, no perfil de referência de Peniche. A análise da SM desta porção da sucessão pliensbaquiana (datada da Zona Margaritatus) mostra uma variabilidade entre 1,05 x 10-8 e 7,84 x 10-8 m3/kg, que segue o mesmo padrão das restantes unidades do Jurássico Inferior: valores mais baixos nos calcários, contrastando com valores mais elevados nas litologias mais argilosas, sendo que nos níveis mais ricos em matéria orgânica os valores de SM observados são igualmente baixos. A variabilidade vertical da SM evidencia uma certa hierarquia de ciclicidade, desde a 5ª à possível 3ª ordem, com padrões algo difíceis de correlacionar com a análise sequencial de 3ª ordem previamente definida para esta sucessão. No entanto, a variabilidade da SM observada na transição para a unidade suprajacente, a Formação de Lemede, onde se atingem os valores mais baixos, mostra uma boa correspondência com a evolução regressiva de 2ª ordem interpretada para a sequência pleinsbaquiana. Neste mesmo estudo foram obtidas as curvas de MRI de 52 amostras que incluem dois níveis de black shale (BS 1 e BS 2), para estudar a natureza e abundância relativa dos diferentes óxidos de ferro magnético contidos nas rochas. Nos níveis de black shale a SM é menor (BS 1 – 2 a 4 x 10-8 m3/kg; BS 2 – 7 a 12 x 10-8 m3/kg), algo que é corroborado pela baixa concentração de magnetite, e no caso do BS 2 pela adicional baixa concentração de hematite, e que pode ser justificado pela dissolução dos óxidos de ferro em ambiente anóxico. Os valores de S-ratio, um parâmetro magnético que mede a contribuição relativa de minerais de baixa (ex. magnetite) versus alta (ex. hematite) coercividade, são sistematicamente mais baixos nos níveis de black shale, o que indica uma maior proporção de hematite em relação à magnetite. Esta maior proporção deve-se ao facto de que a hematite é um mineral que permanece mais estável em condições redutoras. Estes parâmetros (baixos valores de SM, baixos valores de MRIS e baixos valores de S-ratio), representam um indicador valioso para identificar rochas ricas em matéria orgânica em perfis sedimentares de origem marinha. In this work, the results of the Magnetic Susceptibility (MS) study are presented, integrating a set of gamma ray spectrometry data from the Lower Jurassic units of the Lusitanian Basin, and the study of high resolution of the member Marls and Limestones with Organic-rich Facies (MLOF) of Vale das Fontes Formation, in order to correlate the MS with sequential interpretations and the Isothermal Remanent Magnetization (IRM) curves with the evolution of organic variability in the refered unit. The application of MS and gamma spectrometry are controlled by the detrital contribution in the marine environment and allows a mineralogic interpretation in sedimentary rocks, as well as a possible correlation between them. Altogether were analyzed 208 samples of Pereiros, Dagorda, Coimbra, Água de Madeiros, Vale das Fontes, Lemede, São Gião, Póvoa da Lomba and Cabo Carvoeiro formations. The limestones shows the lowest values of MS (-0,09 x 10-8 m3/kg), whereas lutitic and marly facies shows the highest values (15,82 x 10-8 m3/kg). The determination coefficient (R2) between MS and K and Th is 0,6198 and 0,5687, respectively. These relations are intermediate, however, they show that there is a correspondence with the detrital fraction. The relation between MS and U is very low (R2= 0,1629), maybe because the uranium is not in detrital fraction but in organic matter which is diamagnetic.For the high-resolution study of the member MLOF of Vale das Fontes Formation were collected 185 samples, in a referenced log of Peniche. The MS analysis in this Pliensbaquian section (dated from Margaritatus Zone) shows variability between 1,05 x 10-8 and 7,84 x 10-8 m3/kg, which follows the same pattern as the rest of the Lower Jurassic units: lowest values in limestones, contrasting with higher values in the more argillous lithologies, and in the richest levels of organic matter the MS values observed are equally low. The vertical variability of MS shows a certain hierarchy cyclicality, from the 5th to the possible 3rd order, with patterns that are difficult to correlate with the 3rd order sequential analyses previously defined for this succession. However, the MS variability observed in the transition to the uperlying unit, Lemede Formation, where the lowest values are reached, it shows a good correspondence with the 2nd order regressive evolution interpreted for Pliensbaquian sequence.In this same study were obtained IRM curves of 52 samples that include two levels of black shale (BS 1 and BS 2), to study the nature and relative abundance of the different magnetic iron oxides contained in the rocks. In the black shale levels the MS is lower (BS 1 – 2 a 4 x 10-8 m3/kg; BS 2 – 7 a 12 x 10-8 m3/kg), something that is supported by the low expression of magnetite, and in the case of BS 2 due to the additional low concentration of hematite, which can be justified by its dissolution of iron oxides in an anoxic environment. The S-ratio values, a magnetic parameter that measures the minerals relative contribution of low (eg magnetite) versus high (eg hematite) coercivity, are systematically lower in black shale levels, which indicates a higher proportion of hematite then magnetite. This higher proportion is because hematite is more stable in reducing conditions. These parameters (low values of MS, low values of SIRM, and low values of S-ratio), represented a valuable proxy to identify rich organic matter rocks on sedimentary logs of marine origin.

interesting properties of magnetic nanocomposites have attracted attention of both academic and industrial researchers. In this work, thermal, mechanical, morphological, and magnetic properties of polyethylene (PE) nanocomposites were inspected using carbon‐based magnetic fillers (CNi, CCo, and CFe). The melt mixing method was employed to prepare the nanocomposites using small amounts of filler ranging up to 2 wt%. Wood sawdust pyrolysis produces carbonized material activated by Ni, Co, or Fe salts and used as filler. The structural analysis was carried out using Fourier transform infrared spectroscopy indicating that the polymer chemical structure remains unaltered with the filler addition. Thermal stability of nanocomposites as well as the determination of metal amount in the carbon‐based fillers was investigated by thermogravimetric analysis. Filler introduction enhanced the onset and the maximum degradation temperatures up to 11°C and 8°C, respectively. The crystallization and melting temperatures examined by differential scanning calorimetry remained unchanged as compared to neat PE whereas the percent crystallinity was improved up to 8%. The incorporation of the filler leads to the improvement in the elastic modulus of the polymer matrix. The addition of 2.0 wt% of the metal‐carbonized filler in the diamagnetic polymer resulted in a thermoplastic nanocomposite with ferromagnetic behavior.

Agradecimentos: The authors gratefully acknowledge the financial support provided by the National Research Council of Argentina (CONICET, Grant PIP 11220170100677CO), the Science and Technology National Promotion Agency (ANPCyT, Grant PICT-2016-2034 and 2017-1318) and the National University of Mar del Plata (Project # 15/G557 - ING561/19). The work at UNICAMP was supported by FAPESP (2014/26672-8; 17/10581-1) and CNPq Brazil. Small-angle X-ray scattering data were acquired at beamline SAXS1 (proposal 20160488) at Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS) Abstract: Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (MNP) were synthesized and incorporated into alginate film forming solutions, leading to composite magnetic films. Both plasticized and non-plasticized films were obtained after casting and drying. It was found that part of the MNP are forming agglomerates or clusters of different sizes into the biopolymeric film, while the remaining ones seem to be perfectly dispersed, being the ratio of these arrangements dependent on nanoparticle and glycerol concentrations. We detected that these particles act also as reinforcements when incorporated into non-plasticized matrices, although present the opposite behavior when dispersed into samples containing glycerol. On the other hand, all composite films behave as super-paramagnetic materials, with increasing saturation magnetization as the content of MNP increases and mean blocking temperatures (< T-B >) ranging between 113 and 129 K, which is an expected result due to the strengthening of the dipolar interactions as the size and amount of clusters increase FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Fechado

Quasi-one-dimensional (Q1D) spin chain systems have great potential applications in high-density information storage devices, quantum information and computers, because of their quantum magnetism properties. The low-dimensional magnetic behavior has been investigated in ANb2O6, (A = Mn, Fe, Co or Ni) compounds, the structural and magnetic properties are very interesting because the system presents weakly interacting Ising chains, which leads to this quasi-one-dimensional magnetic order. Our investigation combines specific heat and magnetic measurements; x-ray and neutron diffraction (ND). In this work, we present a Co/Ni orthorhombic structure, called columbite, which crystallizes with Pbcn space group, whose formula is Co0.4Ni0.6Nb2O6. Co for Ni substitution induces a continuous lattice volume decrease, preserving the orthorhombic crystal structure. Magnetic susceptibility and specific heat measurements reveal that antiferromagnetic order occurs at 3.4 K, as a consequence of weak interchain interactions. Partial substitution of the magnetic ion tends to change the magnetic ordering observed in the CoNb2O6 and NiNb2O6. Lastly, we present this magnetic structure changes with the Ni-Co substitution.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Os óxidos metálicos podem apresentar diversas propriedades físicas interessantes tais como ferroeletricidade, magnetorresistência colossal, até supercondutividade, ocupando, portanto, uma posição de grande destaque no cenário tecnológico moderno. As perovskitas se destacam no cenário tecnológico pela sua ampla possibilidade de variação de composição gerando propriedades físicas e aplicações diversas. Neste trabalho reporta-se a síntese e caracterização de perovskitas com estequiometria LaCrBO6 (B= Fe, Co e Ni) destacando o efeito dos metais de transição nas propriedades magnéticas. As perovskitas foram sintetizadas utilizando a gelatina como agente quelante e calcinadas a 1200 ºC/2h e 1000ºC/2h. Os materiais sintetizados foram caracterizados por difração de raios X (DRX), com o uso do refinamento pelo método de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura (MEV) com auxílio de análise por dispersão de energia (EDS) e suas características magnéticas foram medidas por meio de espectroscopia Mossbauer e medidas de magnetização. Os resultados de DRX mostraram majoritariamente a formação da fase perovskita e fases secundárias em todas as amostras. As curvas de histerese e as medidas magnéticas em baixas temperaturas mostraram um comportamento ferromagnético para todas as amostras. Em temperatura ambiente observou-se um comportamento paramagnético para as amostras com ferro e níquel e um antiferromagnetismo declinado (AFM canted) para a amostra com cobalto. Também pode-se verificar fenômenos tecnologicamente importantes como a magnetização reversa na amostra com ferro e o “exchange bias” nas amostras com ferro e cobalto, com aplicações em cabeças de leitura magnética, memórias de acesso aleatório e dispositivos da spintrônica. Metal oxides have several interesting physical properties ranging from, for example, ferroelectricity, colossal magnetoresistance, to superconductivity, thus occupying a prominent position in the modern technological scene. The perovskite structure is the basis of a large number of oxides containing transition metals that exhibit these varied physical properties. In this work we report the synthesis and characterization of perovskites with stoichiometry LaCrBO6 (B = Fe, Co and Ni) highlighting the effect of transition metals on magnetic properties. The perovskites were synthesized by an alternative route to the traditional sol-gel, using the gelatin as a chelating agent and calcined at 1200 ºC / 2h and 1000ºC / 2h. The X-ray diffraction (XRD), using the Rietveld method, scanning electron microscopy (SEM) with the aid of energy dispersive analysis (EDS) and its magnetic characteristics were obtained by means of of Mossbauer spectroscopy and magnetization measurements. The perovskite structure was investigated by the combination of the X-ray diffraction results, allied to the refinement and showed mainly the formation of perovskite phase and secondary phases in all the samples. Hysteresis curves and magnetic measurements at low temperatures showed a ferromagnetic behavior for all samples. At room temperature a paramagnetic behavior was observed for the samples with iron and nickel and an antiferromagnetism declined (canted) for the sample with cobalt. It is also possible to verify a technologically important phenomenon known as "exchange bias" in the samples with iron and cobalt.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2020-01-08T13:50:49Z No. of bitstreams: 1 Ronaldo A. de Araújo.pdf: 6235294 bytes, checksum: c28695f18e10477daefcb82d5b93b26e (MD5) Made available in DSpace on 2020-01-08T13:50:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ronaldo A. de Araújo.pdf: 6235294 bytes, checksum: c28695f18e10477daefcb82d5b93b26e (MD5) Previous issue date: 2019-07-08 CNPq FAPEMA CAPES Structural, magnetic and magnetocaloric properties of the RNiGe3 (R = Pr, Nd, Eu, Dy, Ho and Er) compounds were studied. The samples were synthesized by arc melting technique under argon atmosphere. X-ray diffraction (XRD) measurements and analysis by using the Rietveld method confirm the desired crystallographic phase for all studied samples. Magnetization data shows antiferromagnetic ordering for RNiGe3 compounds, with Néel temperature (TN) around 21 K, 12.5 K, 14 K, 21 K, 9 K and 6 K for R = Pr, Nd, Eu, Dy, Ho and Er, respectively. For T

We have recently made studies of electrodeposits of Co onto graphene attached to different substrates, successfully performed via in-situ magnetization measurements. The magnetic analysis of deposits as a function of time lapse, indicate that Co grows with different magnetic characteristics from the beginning to the end of each run, independent of the substrate over which the graphene has been deposited on. In this technical note, we use these results and some obtained in several previous researches developed in our laboratory during the last 20 years, to show that the association of in-situ magnetometry with electrodeposition processes can be a powerful tool to understand the dynamics of the electrochemistry involved, as well as the physics of the magnetic materials fabricated. The Electrochemical Alternating Gradient Force Magnetometer (EC-AGFM) is appropriate for: (i) studying the magnetic properties of the electrodeposits either during deposition or dissolution; (ii) evaluating the electrodeposition dynamics via the sample’s magnetic response; (iii) scrutiny of the electrodeposits as they undergo chemical changes (oxidation, etc.); (iv) studying the deposited materials from the atomic level up to bulk; v) studying the effects of addition of trace amounts of anions in the solution and their impact on the magnetic properties of metal adatoms.

Submitted by Teresa Silva CTC/D (teresadasilvarj@gmail.com) on 2021-10-06T02:50:27Z No. of bitstreams: 1 Tese - Ana Carolina de Léo Silva - 2019 – Completa.pdf: 5251900 bytes, checksum: f337d00a84e8841a5e657c6b5c1afe09 (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-06T02:50:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Ana Carolina de Léo Silva - 2019 – Completa.pdf: 5251900 bytes, checksum: f337d00a84e8841a5e657c6b5c1afe09 (MD5) Previous issue date: 2019-04-29 Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL The current study has the experimental purpose of obtaining an unprecedented series of superconducting compounds (Y1-xNdx)Ba2Cu3O7-δ such that x = 0; 0.1; 0.2; 0.5 and 1,0 via the moist acetate route. The microstructure characterizations were compared with samples obtained using the conventional solid state method. Structural characterization was obtained by X-ray diffraction, stating that all the samples present the well-formed triple perovskite orthorhombic superconducting phase. The samples were subjected to electrical resistivity measurements and by means of derivation the critical temperatures of the resistive transition were obtained. Magnetic characterizations through magnetic hysteresis were made, extracting the critical current density, energy dissipated in the loop and pinning force density. Then, magnetic measurements in a constant magnetic field allowed to identify the magnetic irreversibility temperature of each sample, carried out in the cooling without presence of magnetic field (ZFC) and cooling with constant magnetic field applied (FC). Thus, this study confirms the superconducting properties of the Y/Nd-123 cuprates synthesized by the Acetate Method. Este estudo tem como propósito experimental a obtenção inédita não divulgada na literatura da série de compostos supercondutores (Y1-xNdx)Ba2Cu3O7-δ tais que x = 0; 0,1; 0,2; 0,5 e 1,0 através da rota úmida de acetato. As caracterizações de microestrutura foram comparadas com amostras obtidas via método convencional de estado sólido. A análise de difração de raios X, constatou que todas as amostras apresentaram a estrutura cristalina ortorrômbica da fase supercondutora, perovskita tripla bem formada. As amostras foram submetidas a medidas de resistividade elétrica e através de derivação foram obtidas as temperaturas críticas de transição resistiva. Caracterizações magnéticas através de histerese magnética foram feitas, extraindo-se a densidade de corrente crítica, energia dissipada no loop e densidade de força de pinning. Em seguida, medidas magnéticas em campo magnético constante permitiram identificar a temperatura de irreversibilidade magnética de cada amostra, realizadas no resfriamento sem presença de campo magnético (ZFC) e no resfriamento com campo magnético constante aplicado (FC). Desta forma este estudo comprova as propriedades supercondutoras das amostras de cupratos Y/Nd-123 sintetizadas pelo Método do Acetato.

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2019-04-26T14:00:55Z No. of bitstreams: 1 TayanneCristinaPereira.pdf: 2407167 bytes, checksum: 4c7b06a0e2edcede28fc758186a97721 (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-26T14:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TayanneCristinaPereira.pdf: 2407167 bytes, checksum: 4c7b06a0e2edcede28fc758186a97721 (MD5) Previous issue date: 2019-03-13 CAPES The aim of this research is to investigate the influence of rare earth (Sm3+ and Nd3+) additions on the structural, compositional, phonic, dielectric and magnetic properties of Ni-Zn-Co ferrite. Polycrystalline Ni0.1Co0.4Zn0.5SmxNdyFe2-(x+y)O4 (x=0.00; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04 and 0.05) were prepared by the microwave-hydrothermal method. All samples were characterized using WDXRF, XRD, FTIR, Raman, VSM, Impedance spectroscopy and Coaxial probe techniques. The WDXRF analyses indicate no significant deviations between the theoretical and empirical stoichiometries of all the samples. The phase identification of the materials by XRD reveals the single-phase and cubic spinel structure of the samples. The estimated average crystallite sizes using Rietveld refinement were approximately 7.5 nm. The infrared and Raman spectra exhibit all the features of the cubic spinel structure reported in the literature. The insertion of rare-earth influenced the magnetic properties. An increase in coercive field and a decrease in saturation magnetization were observed. All the samples exhibit superparamagnetic characteristics, the magnetic average size for all the samples was very close to the estimated by Rietveld Refinement. The dielectric properties, such as dielectric constant (ε'), dielectric loss factor (ε"), dielectric loss tangent (tan δ) and AC conductivity have been undertaken over a wide range of frequencies. The measurement of ε' and ε" shows a decrease with the increasing frequency and tends to reach a constant value at higher frequency. The tan δ decreased with an increase in the frequency. AC conductivity increased with the rise of the frequency. The addition of the rare-earth modifies the dielectric characteristics in relation of the Ni-Zn-Co ferrite. The dielectric loss at high frequency presented low values for doped ferrites, making them good candidates for application in microwave devices. O objetivo desta pesquisa é investigar a influência da adição de terra raras (Sm3+ e Nd3+) nas propriedades estruturais, composicionais, fônicas, magnéticas e dielétricas na ferrita de Ni-Zn-Co. O material policristalino Ni0,1Co0,4Zn0,5SmxNdyFe2-(x+y)O4 (x = y = 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 e 0,05) foram preparadas através do método hidrotermal assistido por micro-ondas. Todas as amostras foram caracterizadas utilizando-se as técnicas de WDXRF, DRX, FTIR, Raman, VSM, Espectroscopia de impedância e Coaxial Probe. A análise de WDXRF indicou que não houve nenhum desvio significante entre as estequiometrias teóricas e experimentais para todas as amostras. A identificação de fase dos materiais através do DRX revelou que todas as amostras foram monofásicas, do tipo espinélio e cúbicas de face centrada. O tamanho de cristalito médio estimado através do Refinamento Rietveld foi de aproximadamente 7,5 nm. A adição de terra raras influenciaram as propriedades magnéticas. Um aumento no campo coercivo e uma diminuição na magnetização de saturação foram observados. Todas as amostras apresentaram características superparamagnéticas, o tamanho magnético médio de todas as amostras se revelou próximo do tamanho estimado pelo Refinamento Rietveld. As propriedades dielétricas, como a constante dielétrica (ε'), o fator de perda (ε"), a tangente de perda dielétrica (tan δ) e a condutividade AC foram realizadas em uma ampla faixa de frequência. As medições de ε' e ε" revelaram uma queda com o incremento da frequência e tenderam a um valor constante em altas frequências. A tan δ decaiu com o aumento da frequência. A condutividade AC aumentou com a elevação da frequência. A adição de terra raras modificaram as características dielétricas em relação a ferrita de Ni-Zn-Co. A perda dielétrica em alta frequência apresentou valores baixos para as ferritas dopadas, tornando-as boas candidatas para aplicação em dispositivos de micro-ondas.

Maraging steels have low carbon content (

Agradecimentos: This study was financed in part by the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) - Finance code 001, and the National Council for Scientific and Technological Development - CNPq. The authors also thank financial support from FAPESP, LNLS, and CNPEM Abstract: Since the discovery of the giant magnetocaloric effect in the compound Gd5Si2Ge2, rare earth based intermetallics of the form R5(Si,Ge)4 have been largely investigated in their structural and magnetic properties. From the parent compounds Gd5Si4 and Nd5Si4, the present paper reports the magnetic and magnetocaloric properties of the series Si4. Our results indicate that the magnetic moments of the Gd and Nd sublattices are antiparallel, where the moment of each sublattice has almost the same magnitude near . The antiparallel alignment of the sublattices is detrimental to the magnetocaloric properties of the samples. The end members of the series present larger entropy changes, while for the compound such quantity is much lower when compared to all other samples COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP Fechado

CAPES Neste trabalho foram analisadas as propriedades magnéticas de nanopartículas magnéticas compostas de ferrita mista de Co-Zn-Cu do tipo núcleo/superfície, obtidas pelo método de coprecipitação hidrotérmica e dispersas em um meio liquido carreador. Neste contexto foram feitas investigações das nanopartículas não tratadas (sem casca superficial) e das partículas recobertas por uma camada superficial de maghemita. Ainda foi estudado o ferrofluido diluído para a determinar as propriedades intrínsecas das partículas e amostras em pó onde existem interações interpartículas. As propriedades magnéticas do material foram sondadas por medidas magnéticas realizadas em um magnetômetro de amostra vibrante (PPMS-VSM) em alto e baixo campo. Em alto campo foram realizadas ciclos de histerese magnética em diferentes temperaturas em campos entre -9 e +9 T. Em 300K foi utilizando o formalismo de Langevin que forneceu valores para o diâmetro médio das nanopartículas e para magnetização de saturação. O estudo em alto campo também permitiu a investigação da dependência térmica da magnetização por meio da Lei de Bloch. Ainda foi possível realizar a análise da dependência térmica do campo coercivo por meio da Lei de Kneller que forneceu valores para o campo coercivo intrínseco e para temperatura de bloqueio. Em baixo campo foram realizadas curvas ZFC-FCC para estudo do superparamagnetismo, em que foram obtidos valores para temperatura de bloqueio, energia de anisotropia e constante de anisotropia. Os resultados mostram que essas nanopartículas apresentam anisotropia elevada comparável com o valor da ferrita de cobalto. n this study were analyzed the magnetic properties of ferrofluids composed by magnetic nanoparticles of mixed Co-Zn-Cu ferrite obtained through the hydrothermal coprecipitation method and dispersed in a liquid carrier. In this context, investigations were made of the untreated nanoparticles (without shell) and the particles covered by a surface layer of maghemite. Diluted ferrofluid has also been studied to determine the intrinsic properties of the particles and powder samples where there exist interparticle interactions. The magnetic properties of the material were probed by magnetic measurements carried out on a high and low field in vibrating sample magnetometer (PPMS-VSM). In the high field, magnetic hysteresis loops were performed at different temperatures in fields between -9 and + 9 T. At 300 K was used the Langevin’s formalism that provided values for the diameter of the nanoparticle and for saturation magnetization. The high field study also allowed the investigation of the thermal dependence of magnetization through the use of Bloch’s Law. Moreover, was possible to perform the analysis of the thermal dependence of the coercive field that by means of the Kneller’s law that provided values for the intrinsic coercive field and for blocking temperature. In the field, ZFC-FCC curves were performed to study the superparamagnetic state, in which values for blocking temperature, anisotropy energy and anisotropy constant were obtained. The results show that these nanoparticles have high anisotropy comparable to the value of cobalt ferrite nanoparticles.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2018. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Como conseqüência da miniaturização geral dos dispositivos, os materiais nanocristalinos atraíram muita atenção de pesquisadores em várias áreas para estudar o tamanho finito e os efeitos de superfície. Estes efeitos geram novos fenômenos físicos e propriedades aprimoradas em relação à sua forma em "bulk". Entre esses materiais, os nanocristais (NCs) de óxido de zinco (ZnO) têm sido um dos mais intensamente estudados devido à baixa temperatura de processamento e total compatibilidade com a fabricação de circuitos integrados de larga escala. Os NCs de ZnO são reconhecidos como um material promissor para aplicações em spintrônica e para melhorar os dispositivos optoeletrônicos em nanoescala, tais como células solares, diodos emissores de luz orgânicos, diodos laser ultravioleta, etc. Desde o ponto de vista fundamental, o envolvimento dos efeitos em nanoescala permitiu maior compreensão e melhoria das propriedades dos materiais magnéticos e ópticos avançados. Devido ao intenso foco neste material, a literatura do ZnO é vasta e muitas vezes contraditória; no entanto, hoje em dia, as técnicas de absorção de raios-X (i.e., XANES e EXAFS) disponíveis em todo o mundo são usadas para decifrar a verdadeira origem das diferentes propriedades estruturais; e interações ópticas e magnéticas em compostos a base de ZnO. Devido à alta seletividade no átomo absorvedor e sua dependência da estrutura local dos íons estudados, essas técnicas podem oferecer informações valiosas. Na presente tese de doutorado, foram sintetizados NCs de ZnO dopado com Ni, Co, e Tb, obtidos através do método sol-gel e caracterizados por técnicas convencionais, tais como difração de raios-X (XRD), microscopia de transmissão de alta resolução (HRTEM), espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS), fotoluminescência (PL), ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e magnetometria baseada em SQUID; e técnicas avançadas com seletividade atômica, tais como espectroscopia de estrutura de absorção de raios-X próxima à borda (XANES) e espectroscopia da estrutura fina de absorção de raios-X estendida (XAFS). Análise detalhada dos padrões de XRD e imagens HRTEM indicam a formação de NCs de ZnO puro e dopado na estrutura wurtzita, com formas circulares e elípticas, e mudanças nos parâmetros de rede conforme o teor de dopante—em consistência com a análise de dados EXAFS. O sinal EXAFS medido na borda K do Co mostrou características consistentes com aquelas mostradas pela borda K do Zn nos NCs puros de ZnO, fornecendo evidência clara de que o Co apresenta uma coordenação tetraédrica. Os resultados do EXAFS na borda K do Ni e na borda L3 do Tb sugerem a modificação do ambiente local do Ni e Tb em comparação àquele observado para os sítios de Zn e Co. Além disso, os resultados de XPS e XANES indicaram que o Co e Ni assumem predominantemente o estado de valência 2+ e estão localizados principalmente em sítios tetraédricos e octaédricos, respectivamente. Estes resultados estão de acordo com a análise dos espectros de EPR e—no caso do Co—com as medições de PL que exibem uma banda de emissão no vermelho relacionada com a transição interna dos íons Co2+ em um campo de cristal tetraédrico. Para a dopagem com Tb foi determinado um estado de valência mista (3+/4+) e as medições de PL forneceram emissões estreitas de resolução bem definida características de transições intra-iônicas dos íons Tb3+. A correlação das técnicas de PL e EPR nos permitiu sugerir que o elétron preso em uma vacância de oxigênio participa na emissão no verde de amostras de ZnO dopadas com Co. Finalmente, as medições magnéticas confirmam os resultados obtidos com as outras técnicas, indicando que os momentos magnéticos são consistentes com a presença de íons Co2+, Ni2+ e Tb3+/Tb4+ nos NCs de ZnO dopados com Co, Ni e Tb, respectivamente. Além disso, os valores negativos da temperatura de Curie (θ) determinados para as amostras dopadas com Co e Tb indicaram a ocorrência de interações locais antiferromagnéticas e os valores positivos de θ nas amostras dopadas com Ni indicaram a ocorrência de interações locais ferromagnéticas. As a consequence of the general miniaturization of devices, nanocrystalline materials have attracted a great deal of attention from researchers in various areas to study finite-size and surface effects. These effects yield new physical phenomena and enhanced properties with respect to their bulk counterpart. Among these materials, Zinc Oxide (ZnO) nanocrystals (NCs) have been one of the most intensively studied owing to the low processing temperature and full compatibility with the large scale integrated circuit fabrication. ZnO NCs are recognized as a promising material for applications in spintronics and to improving nanoscale optoelectronic devices, such as bandgap engineered solar cells, organic light emitting diodes, ultraviolet laser diodes, etc. From the fundamental point of view, the involvement of nanoscale effects has allowed further understanding and improvement of the properties of advanced magnetic and optical materials. Because of the intense focus on this material, the ZnO literature is vast and often contradictory; nevertheless, nowadays, the X-ray absorption techniques (i.e., XANES and EXAFS) available around the world are being used to decipher the real origin of the different structural properties; and optical and magnetic interactions in ZnO-based compounds. Due to the high selectivity on the absorber atom and their dependence on the local structure of the studied ions these techniques can offer valuable information. In the present doctoral thesis, we have synthesized and performed a detailed study of Ni-, Co-, and Tb-doped ZnO NCs obtained via the sol-gel method. The NCs were characterized by conventional macroscopic techniques, such as X-ray diffraction (XRD), high-resolution transmission microscopy (HRTEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), photoluminescence (PL), electronic paramagnetic resonance (EPR), SQUID-based magnetometry; and element-specific advanced tools, such as X-ray absorption near-edge spectroscopy (XANES) and X-ray absorption fine structure (XAFS). Detailed analysis of the XRD patterns and HRTEM images indicate the formation of pure and doped ZnO NCs in the wurtzite structure, with circular- and elliptical-like shapes, and changes in the structural parameters with the dopant content—in consistency with the EXAFS data analysis. The experimental EXAFS signal measured at the Co K-edge showed features consistent with those displayed by the Zn K-edge of pure ZnO NCs providing clear evidence that Co ions are present in tetrahedral coordination. The EXAFS results at the Ni K- and Tb L3-edge suggest the modification of the Ni and Tb local environment in comparison to that observed for Zn and Co sites. Besides, XPS and XANES results indicated that Co and Ni ions assume predominantly the 2+ valence state and are mostly located in tetrahedral and octahedral sites, respectively. These results are in agreement with the analysis of EPR spectra and—in the case of Co—with the PL measurements, which exhibit a red emission band related to the internal transition of Co 2+ ions in a tetrahedral crystal field. For Tb-doping was determined a mixed-valence state (3+/4+) and the PL measurements provided additional well-resolve narrow emissions characteristic of intra-ionic transitions of Tb3+ ions. The correlation of PL and EPR techniques permitted us to suggest that the electron trapped in an oxygen vacancy participate in the green emission of Co-doped ZnO samples. Finally, the magnetic measurements confirm the results obtained from the other techniques indicating that the magnetic moments are consistent with the presence of Co2+, Ni2+, and Tb3+/Tb4+ ions in the Co-, Ni-, and Tb-doped ZnO NCs, respectively. Moreover, the negative values of the Curie temperature (θ) determined for samples doped with Co and Tb indicate the occurrence of local antiferromagnetic interactions and the positive θ values in the Ni-doped samples suggests the occurrence of local ferromagnetic interactions.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In this work was performed a theoretical study on the electronic and magnetic properties of hexagonal ferrites LuFeO3 (h-LuFeO3). Was employed the Full Potential Linearized Augmented Plane Wave (FPLAPW) electronic structure calculation method, based on the density functional theory (DFT) and implemented in Elk code. The calculations were performed with experimental ferroelectric h-LuFeO3 structure. First, we simulated the collinear magnetic spin configurations as ferromagnetic (FM) and the antiferromagnetic of type A (A-AFM) and of type G (G-AFM). The electronic exchange and correlation effects was treated by LSDA approach and was accounted the spin-orbit coupling (SOC). The G-AFM state was found to be the ground state between later three collinear magnetic structures simulated (FM, A-AFM and G-AFM). This result is in agreement with that previously published. Based on this ground state magnetic structure, we analyzed which is the best + method (around mean field (AMF), fully-localized limit (FLL) and of the interpolation (INT)) to be applied to our system. The INT method was found as more appropriated to treat the double counting correction in + method for the h-LuFeO3 system. As a second step of calculation in this work were simulated the , , , e non-collinear magnetic structures that have been pointed in the literature as the ground state of h-LuFeO3. The electronic XC effects were treated by LSDA approach and was accounted the SOC. The latter was responsible for canting of the spin moment in magnetic structures that this feature is allowed by symmetry ( , , e ). The spin configuration should be the ground state by our DFT- LSDA+SOC calculations. The total and partial density of states revealed that Fe 3d and O 2p states are strongly hybridized in the top of valence band and bottom of the conduction band in h-LuFeO3 compound. Was not found significate difference between the electronic structure of G-AFM and states. This conclusion is result of higher degree of magnetic frustration of the studied system. Was verified that the band gap energy is dependent on spin configuration, besides of dependence with the electronic XC scheme employed. Neste trabalho foi realizado um estudo teórico e computacional de propriedades eletrônicas e magnéticas da ferrita multiferróica hexagonal LuFeO3 (h-LuFeO3). Foi utilizado o método de cálculo de estrutura eletrônica denominado de Full Potential Linearized Augmented Plane Wave (FPLAPW) que é baseado na DFT e implementado no código computacional Elk. Os cálculos foram realizados com a estrutura ferroelétrica do h-LuFeO3. Primeiro, foram simuladas as estruturas magnéticas colineares do tipo ferromagnética (FM), antiferromagnética do tipo A (A-AFM) e do tipo G (G-AFM). Os efeitos de troca e correlação eletrônica foram tratados pela aproximação LSDA. A interação spin-órbita foi considerada. Os cálculos mostraram que a configuração de spin G-AFM é a de menor energia em relação às três colineares simuladas (FM, A-AFM e G-AFM). Este resultado está em concordância com aqueles previamente publicados. Diante desse fato, foram avaliados os diferentes métodos + (around mean field (AMF), fully localized limit (FLL) e o da interpolação (INT)) na base da configuração de spin do tipo G-AFM. Foi encontrado que o método INT é o mais apropriado para tratar as correções de dupla contagem em métodos + para o composto h-LuFeO3. Na segunda etapa dos cálculos deste trabalho, foram simuladas as estruturas magnéticas não colineares , , , e Essas são as possíveis candidatas a serem a do estado fundamental do h-LuFeO3, apontadas pela literatura experimental. Os efeitos de troca e correlação eletrônica foram tratados pela LSDA. Foi incluída a interação spin-órbita em todas as estruturas magnéticas simuladas. Verificou-se que essa interação é a responsável pelo canting dos momentos magnéticos nas estruturas ( , e ) que por simetria ele é permitido. Os resultados dos cálculos mostraram que é a configuração de spin de mais baixa energia. A análise das densidades de estados total e parcial revelaram que os estados 3d do Fe são hibridizados com os 2p dos O’s e predominam no topo da banda de valência e fundo da banda de condução do material. Não foi verificada nenhuma diferença significativa entre a densidade de estados no cálculo G-AFM e do tipo , resultado da frustação magnética do sistema. Verificou-se que existe dependência da energia de gap do material com a configuração magnética simulada, além da dependência com o funcional de troca e correlação eletrônico empregado. São Cristóvão, SE

A presente pesquisa compreende a integração de dados geofísicos, sismológicos e geológicos no domínio Setentrional da Província Borborema, Nordeste do Brasil. Essa região apresenta áreas com importantes registros de atividades neotectônicas. Além disso, é vista como uma das áreas mais sismicamente ativas na região intraplaca da América do Sul. As definições sobre quais estruturas foram reativadas ainda são motivos de debate. O principal objetivo desse estudo é investigar a correlação entre sismicidade e a trama estrutural do embasamento cristalino Pré-cambriano para a área epicentral das falhas Riacho Fundo e Samambaia. As falhas apresentam direção E-W e NE-SW, respectivamente, e exibem uma cinemática transcorrente destral. Os dados magnéticos foram processados, usando as mais variadas aplicações de filtros, a fim de encontrar o que melhor contribuisse com a investigação da reativação da trama estrutural dúctil. Nossa investigação mostrou uma correlação entre a trama do embasamento cristalino e a sismicidade, a qual foi feita a partir da comparação da sismicidade com lineamentos magnéticos. Na área da falha Riacho Fundo, a trama estrutural dúctil indica que a foliação regional é orientada na direção E-W, correlacionando dessa forma com a orientação da zona de epicentros e diques de basalto. Na região da falha Samambaia, a análise da trama estrutural indica que a foliação regional é orientada para NE-SW, o que coincide com a orientação dos epicentros e veios de quartzo-calcedônia. Além disso, em ambas as regiões foram aplicados filtros para encontrar as possíveis profundidades das fontes magnéticas, associadas as falhas e correlacionadas com a zona de hipocentros regional. Com o Matched Filter, para a área da falha Riacho Fundo conseguimos obter quatro profundidades: Profunda ~ 2.7 – 7.2 km, Intermediária (1) ~ 1.2 – 2.6 km, Intermediária (2) ~ 0.4 – 1.1 km e Rasa ~ 0.0 – 0.3 km; o mesmo foi feito para a área da falha Samambaia, as quatro profundidades encontradas para as fontes magnéticas foram: Profunda ~ 2.4 - 7.5 km, Intermediária (1) ~ 0.6 - 2.3 km, Intermediária (2) ~ 0.3 - 0.5 km, e Rasa ~ 0.0 - 0.2 km. Baseado nesses dados, podemos observar que essa correlação pode indicar uma reativação de estruturas e da trama estrutural preexistente para ambas as áreas. The present research includes the integration of geophysical, seismological and geological data in the Northern domain of Borborema Province, Northeast of Brazil. This region presents areas with important records of neotectonic activities, and is seen as one of the most seismically active areas in the intraplate region of South America. The definitions in detail of the region and on which structures have been reactivated are still reasons for debate. The main aim of this study is to investigate the correlation between seismicity and the fabric of the Precambrian crystalline basement for the epicentral area of the Riacho Fundo and Samambaia faults. The faults present E-W and NE-SW trend, respectively, and exhibit a dextral transcurrent kinematics. The magnetic data were processed using the most varied filter applications in order to find the one that best correlated to contribute to the investigation of the reactivation of the basement fabric. Our investigation showed a correlation between the crystalline basement fabric and seismicity, which was done by comparing seismicity with interpreted magnetic lineaments. In the area of the Riacho Fundo fault, Granite Meruoca, the ductile fabric pattern indicates that the regional foliation is E-W-trending, correlating with the orientation of the epicenters zone. In the Samambaia fault region, the analysis of the basement fabric indicates that the regional foliation is NE-SW-trending, which coincides with the orientation of the epicenters and the quartz-chalcedony veins. In addition, in both regions, filters were applied to find the possible depths of the magnetic sources, associated with the faults and correlated with the regional hypocenters zone. With the Matched Filter, for the area of the Riacho Fundo fault we can obtain four depths: Deep ~ 2.7 - 7.2 km, Intermediate (1) ~ 1.2 - 2.6 km, Intermediate (2) ~ 0.4 - 1.1 km and Shallow ~ 0.0 - 0.3 km; the same was done for the area of the Samambaia fault, the four depths found for the magnetic sources were: Deep ~ 2.4 - 7.5 km, Intermediate (1) ~ 0.6 - 2.3 km, Intermediate (2) ~ 0.3 - 0.5 km, and Shallow ~ 0.0 - 0.2 km. Based on these data, we can observe that this relationship may indicate a reactivation of structures and the preexisting fabric for both areas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq A hexaferrita de bário, um óxido de ferro de geometria hexagonal, desempenha atualmente um importante papel tecnológico em aplicalções como ímãs permanente, dispositivos de microondas e gravação magnética. Neste trabalho, investigamos os efeitos da dopagem com íons de La3+ e Co2+ sobre as propriedades magnéticas e estruturais da hexaferrita de bário. Duas séries de amostras foram produzidas, Ba1−αLaαFe12−xCoxO19 com α=0,30, x=(0,0; 0,25; 0,50; 0,75; e 1,0) e α=0,10, x=(0,25 e 0,50). As amostras foram sintetizadas através do método de Reação por Coordenação Iônica em matriz polimérica de quitosana e calcinados ao ar em 900 ◦C/4 h. A caracterização foi realizada por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura, magnetometria de amostra vibrante, espectroscopia Mössbauer e o sistema de medição de propriedades físicas. Os difratogramas de raios X revelaram a presença da fase cristalina do tipo BaFe12O19 em todas as amostras, com tamanho médio de partícula variando entre 58 - 71 nm, diminuindo com a dopagem. As microgra as eletrônicas apresentaram uma morfologia de partícula na forma de nanobastões, com comprimentos e diâmetros em torno de 190 nm e 70 nm, respectivamente. As análises detectaram impurezas de α-Fe2O3 e γ-Fe2O3, para a série com α=0,30. Os resultados das curvas M x H mostraram uma dependência da magnetização de saturação e coercividade com a dopagem, variando entre 62,9 - 68,8 emu/g, e 5,78 - 2,79 kOe, respectivamente. Uma melhora signi cativa (∼10%) na magnetização de saturação e um incremento no campo coercitivo foi observada na amostra Ba0,9La0,1Fe11,75Co0,25O19. As investigações através da espectroscopia Mössbauer demonstraram que a substituição do íon de Fe3+ por íons de Co2+ ocorreram com maior preferência nos sítios 4f1 e 2a da hexaferrita de bário. Nas medidas M x T foi detectado o efeito Hopkinson, um aumento da magnetização nas proximidades da temperatura de Curie. The barium hexaferrite, an iron oxide of hexagonal geometry, currently plays an important technological role in applications such as permanent magnets, microwave devices and magnetic recording. In this work, we investigated the e ects of doping with La3+ and Co2+ ions on the magnetic and structural properties of barium hexaferrite. Two series of samples were produced, Ba1−αLaαFe12−xCoxO19 with α=0.30, x=(0.0, 0.25, 0.50, 0.75 and 1.0) and α=0.10, x=(0.25 and 0.50). The samples were synthesized by the Ionic Coordination Reaction technical in chitosan polymer matrix and calcined in air 900 ◦C/4 h. The characterization was performed by X ray di ractometry, scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometry, Mössbauer spectroscopy and the physical properties measurement system. The X ray di ractograms revealed the presence of the BaFe12O19 type crystalline phase in all samples, with mean particle size ranging from 71 - 58 nm, decreasing with doping. The electron micrographs presented a particle morphology in the form of nanorods, with lengths and diameters around 190 nm and 70 nm, respectively. The analysis detected impurities of α-Fe2O3 and γ-Fe2O3, for the series with α=0.30. The results of the M x H curves showed a dependence of saturation magnetization and coercivity with doping, ranging from 62.9 - 68.8 emu/g, and 5.78 - 2.79 kOe, respectively. A signi- cant improvement (∼10%) at saturation magnetization and an increase in the coercive eld was observed in sample Ba0,9La0,1Fe11,75Co0,25O19. Investigations using Mössbauer spectroscopy demonstrated that the substitution of the Fe3+ by Co2+ ions occurred more strongly in 4f1 and 2a sites of barium hexaferrite. In the M x T measurements, was detected the Hopkinson e ect, an increase in magnetization near the Curie temperature.

FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais Este trabalho descreve a síntese e caracterização de seis compostos de coordenação, [Zn(bbpi)2] (1), [Ni(bbpi)2] (2), [Co2(1,2,3-tz)2] (3), {[Cu(3,4-PDC)(2-imdpi)]}n (4), {[Co(2-oxo)(H2O)2]}n (5) e {[Cu(2-oxo)(H2O)2]}n (6) contendo ligantes da família dos ácidos piridinodicarboxílicos e ligantes azóis, que podem proporcionar modos de coordenação interessantes frente aos íons metálicos da 1º série de transição selecionados para o trabalho ( Co2+, Ni2+, Cu2+ e Zn2+). Os ligantes utilizados foram ácido 1,2,3-triazol-4,5-dicarboxílico (1,2,3-tz), ácido 1,3-bisbenzil-2-oxoimidazolidino-4,5-dicarboxílico (2-oxo), 2,6-bis(2-benzimidazolil)piridino (bbpi), 2-(1H-imidazol-2-il)piridina (2-imdpi) e ácido 3,4-piridinodicarboxílico (H2PDC). Dos seis compostos descritos neste trabalho, apenas o composto (1) é descrito na literatura. Os compostos foram caracterizados por análise elementar, análise térmica (TG e DTA), espectroscopia vibracional na região do infravermelho, e difração de raios X por monocristal. Nesses compostos, os dados espectroscópicos estão em acordo com os dados de difração de raios X por monocristal. Para o composto (4) observou-se a formação de rede polimérica e para os compostos (5) e (6) observou-se a formação de cadeias poliméricas. Em todos os casos, os arranjos supramoleculares são formados por ligações de hidrogênio além de interação π-π stacking para o composto (4). Todos os compostos apresentam o metal central em geometria octaédrica, com exceção do composto (3) que apresenta dois íons de Co2+ cristalograficamente independentes com geometria pirâmide de base quadrada. Foi feita também a descrição topológica da rede polimérica formada, com auxílio do programa TOPOS. Realizou – se estudo do comportamento magnético para os compostos (2), (4) e (5), através da susceptibilidade magnética além de EPR para composto (5). O Composto (1) teve sua propriedade luminescente estudada através de espectrofotometria UV-Vis. This work describes the synthesis and characterization of six coordination compounds, [Zn(bbpi)2] (1), [Ni(bbpi)2] (2), [Co2(1,2,3-tz)2] (3), {[Cu(3,4-PDC)(2-imdpi)]}n (4), {[Co(2-oxo)(H2O)2](H2O)2]}n (6) containing ligands of the pyridinedicarboxylic acid family and azole ligands, which may provide interesting coordination modes against selected transition metal ions of the 1st transition series (Co2+, Ni2+, Cu2+ and Zn2+). The ligands used were 1,2,3-triazole-4,5-dicarboxylic acid (1,2,3-tz), 1,3-bisbenzyl-2-oxoimidazolidine-4,5-dicarboxylic acid (2-oxo), 2,6-bis (2-benzimidazolyl) pyridine (bppi), 2- (1H-imidazol-2-yl) pyridine (2-imdpi) and 3,4-pyridinedicarboxylic acid (H2PDC). Of the six compounds described in this work, only compound (1) is described in the literature. The compounds were characterized by elemental analysis, thermal analysis (TG and DTA), infrared vibrational spectroscopy, and X-ray diffraction by single crystal. In these compounds, the spectroscopic data are in agreement with the X-ray diffraction data by single crystal. For the compound (4) the formation of the polymer network was observed and for the compounds (5) and (6) the formation of polymer chains was observed. In all cases, supramolecular arrangements are formed by hydrogen bonds in addition to π-π stacking interaction for compound (4). All the compounds present the central metal in octahedral geometry, except for the compound (3) that presents two crystallographically independent Co2+ ions with square base pyramid geometry. The topological description of the polymer network was also made, with the help of the TOPOS program. The magnetic behavior for compounds (2), (4) and (5) was studied through magnetic susceptibility in addition to EPR for compound (5). Compound (1) had its luminescent property studied by UV-Vis spectrophotometry.

Resumo Os aços inoxidáveis ferríticos vêm ganhando cada vez mais espaço na indústria, devido principalmente a sua grande durabilidade e aplicabilidade. Nos últimos anos, o crescente avanço tecnológico da indústria metal mecânica, possibilitou o desenvolvimento de novas ligas e processos de soldagem deste metal. Em meio a estes processos, a soldagem por resistência tem sido muito utilizada por possibilitar rapidez com custo baixo. Muito embora existam poucas informações disponíveis na literatura, é reconhecido que a união pela mescla da atuação simultânea de calor e deformação, presentes no processo de soldagem por resistência, podem interferir diretamente nas propriedades magnéticas e mecânicas dos aços inoxidáveis ferríticos. Assim, uma avaliação destas características em produtos manufaturados torna-se importante em determinados setores industriais, notadamente nos de equipamentos eletrônicos e metrológicos. O objetivo desse artigo é a observação das tensões residuais e propriedades magnéticas em diferentes níveis de energia de soldagem e deformação no processo de soldagem a ponto por resistência elétrica em chapas de aço AISI 444. Os resultados mostraram que a energia de soldagem e deformação afetam as propriedades magnéticas, por outro lado não existe influência substancial na tensão residual. Abstract Ferritic stainless steel has been gaining space in the industry, due mainly to its durability and applicability. In recent years, the growing technological advances of the metalworking industry, enabled the development of new alloys and welding processes of this metal. In the midst of these processes, resistance spot welding has been largely used due to the very short process time with low cost. Although there is a lack of available information in the literature, the union of materials by the mixture of the simultaneous action of heat and deformation, present in the resistance spot welding, can affects the mechanical and magnetic properties directly of ferritic stainless steels. Thus, an evaluation of these characteristics in manufactured products becomes important in certain industrial sectors, especially in electronic and metrological equipment. The main objective of this article is the observation of residual stresses and magnetic properties at different levels of welding energy and deformation in the resistance spot welding process steel AISI 444. The results showed that welding and deformation energy affect magnetic properties, on the other hand there is no substantial influence on the residual stress.

CAPES No presente trabalho produzimos ligas quasicristalinas com composição nominal Al₈₀Mn₁₂Si₄Cr₄₋ₓREₓ (RE = Y, Sm e Nd) e x = 0, 1, 2, 3 e 4 at.% para estudar a influência da substituição do cromo por terras raras em suas respectivas propriedades magnéticas. As ligas foram produzidas pela técnica de melt-spinning na forma de fitas com largura e espessura típicas, respectivamente, de 2 mm e 60 μm. Medidas de difração de raio-X (DRX) mostraram padrões típicos para fases icosaedrais, caracterizadas pela presença de picos de difração em 2θ = 41°, 44°, 65° e 74°. Traços de uma segunda fase composta por Al puro ou pelo composto intermetálico Al₆Mn também foi detectada. Imagens de microscopia eletrônica de varredura revelaram a presença de cristais e clusters com simetria pentagonal embebidos em uma matriz metálica, o que corrobora os resultados obtidos pela DRX. O comportamento magnético das ligas com x = 0 e x = 4 at.% foi estudado através de medidas de magnetização realizadas em um Physical Properties Measurement System (PPMS). Medidas de suscetibilidade dc em um campo de 1 kOe com temperatura variando no intervalo 5 – 300 K mostraram um comportamento que obedece a lei de Curie-Weiss. Os valores de θ encontrados pela ajuste da lei de Curie-Weiss aos dados experimentais indicaram uma predominância de interação do tipo ferromagnética para as amostras de Al₈₀Mn₁₂Si₄Nd₄ e Al₈₀Mn₁₂Si₄Sm₄ com θ = 1,99 K e 0,39 K respectivamente, e do tipo antiferromagnética para as amostras Al₈₀Mn₁₂Si₄Cr₄ e Al₈₀Mn₁₂Si₄Y₄ com θ = -0,26 K e -4,88 K, respectivamente. Medidas de magnetização para T = 5 K com H = ± 85 kOe revelam uma histerese nas amostras com Nd e Sm com valores de coercitividade e remanência de 400 Oe e 0,19 emu/g para a primeira e de 540 Oe e 0,047 emu/g para a segunda amostra. Para as amostras com Cr e Y o comportamento observado foi puramente paramagnético. Esse comportamento está em acordo com o valores de θ obtidos através da medida da susceptibilidade magnética In the present work we produced quasicrystalline alloys with nominal composition Al₈₀Mn₁₂Si₄Cr₄₋ₓREₓ (RE = Y, Sm and Nd) and x = 0, 1, 2, 3 and 4 at.% to study the influence of chromium substitution by rare earths on their magnetic properties. The alloys were produced by the melt-spinning technique in the form of ribbons with a typical width and thickness, respectively, of 2 mm and 60 μm. X-ray diffraction (XRD) measurements showed typical patterns for icosahedral phases, characterized by the presence of diffraction peaks at 2θ = 41°, 44°, 65° and 74°. Traces of a second phase composed of pure Al or the intermetallic compound Al₆Mn was also detected. Scanning electron microscopy images revealed the presence of atomic arrangements with pentagonal symmetry embedded in a metallic matrix, which corroborates the results obtained by the XRD. The magnetic behavior of the alloys with x = 0 and x = 4 at% was studied by means of magnetization measurements performed in a Physical Properties Measurement System (PPMS). Measures of susceptibility dc in a 1 kOe field with temperature varying in the range 5 – 300 K showed a Curie-Weiss behavior. The values of θ found by adjusting the Curie-Weiss law to the experimental data indicated a predominance of ferromagnetic type interaction for the samples of Al80Mn12Si4Nd4 and Al80Mn12Si4Sm4 with θ = 1,99 K and 0,39 K respectively, and the antiferromagnetic type for the samples Al₈₀Mn₁₂Si₄Cr₄ and Al₈₀Mn₁₂Si₄Y₄ with θ = -0.26 K and -4.88 K, respectively. Magnetization measurements for T = 5 K with H = ± 85 kOe reveal a hysteresis in the samples with Nd and Sm with coercivity and remanence values of 400 Oe and 0.19 emu/g for the first and of 540 Oe and 0.047 emu/g for the later. For the Cr and Y samples, the observed behavior was purely paramagnetic. This behavior is in agreement with the values of θ obtained through the measurement of the magnetic susceptibility..

Tese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2018. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Neste trabalho é reportada a síntese e caracterização de nanopartículas de Fe3O4. Recoberta com uma camada de ácido oleico (Fe3O4@AO), e uma camada de AO e uma camada de óleo essencial (OE), (Fe3O4@AO/OE). O OE usado foi extraído das folhas da planta amazônica Croton cajucara Benth. Foram sintetizadas duas séries de Fe3O4/AO (amostras M1 e alf1) e de Fe3O4@AO/OE (amostras M2 e alf2) vislumbrando aplicações no tratamento de úlceras gástricas. A caracterização estrutural realizada via difração de raios-X confirmou a formação da fase de Fe3O4 no núcleo das nanopartículas das duas séries e cujos parâmetros de rede foram próximos ao valor da magnetita bulk. O tamanho de cristalito médio estimado foram de 10,1 nm e 8,1 nm para a amostra M1 e alf1, respectivamente. A caracterização morfológica realizada via Microscopia Eletrônica de Transmissão mostrou a formação de nanopartículas quase esféricas e monodispersas com tamanho de 10,5 nm e 13,7 nm para as amostras M1 e M2, e de 8,5 nm e 10,1 nm para as amostras alf1 e alf2, respectivamente. Os resultados obtidos das caracterizações feitas por Espectroscopia Infravermelha (FTIR) e Termogravimetria (TGA) confirmaram a presença do AO recobrindo a superfície das nanopartículas e a presença de OE sobre a camada de AO. Os resultados da caracterização por Espalhamento de Luz dinâmico (DSL) indicaram um tamanho hidrodinâmico de 14,5 nm e Potencial Zeta de -28 mV para a amostra alf2. A análise das curvas Zero Field Cooled (ZFC) e Field Cooled (FC) das medidas magnéticas revelaram a ocorrência de estado bloqueado/congelado abaixo do máximo na curva ZFC localizado em Tmax ~ 210 K e ~ 35 K para as amostras M1 e M2, e Tmax ~ 81 K e ~ 40 K para as amostras alf1 e alf2, respectivamente. A análise da dependência térmica do campo coercivo obtido dos laços de histerese em varias temperaturas revelou a ocorrência de um comportamento tipo spin-glass (CG) em baixas temperaturas e superparamagnético (SP) na região de T> 80K para a amostra recoberta com AO (alf1). Já para a amostra recoberta com as camadas de AO e OE (alf2), os resultados revelaram um comportamento de estado bloqueado (BS) consistente com partículas que não interagem para T< 40 K. Acima desta temperatura, o sistema apresenta um comportamento SP. Esse comportamento superparamagnético/bloqueado foi confirmado por medidas de espectroscopia Mössbauer a 77K. Os resultados de medidas de susceptibilidade AC confirmam a ocorrência do comportamento tipo spin-glass na amostra alf1, provocado pela ocorrência de fortes interações partícula-partícula. Esse comportamento tipo spin-glass desaparece na amostra alf2, na qual as interações são desprezíveis. Os ensaios biológicos realizados na amostra alf2 mostraram um baixo efeito citotóxico em células fibroblasto murino normal para dose abaixo de 25 μg/mL no teste de viabilidade celular (MTT). Não foi determina toxicidade aguda na dose de 25 μg/mL da amostra alf2 administrada via gavagem em camundongos depois de 24 h, mas verificou-se resposta ao campo magnético externo do material coletado nos estômagos dos animais. In this work the synthesis and characterization of Fe3O4 nanoparticles is reported. Covered with a layer of oleic acid (Fe3O4@AO), and a layer of AO and a layer of essential oil (OE), (Fe3O4 →AO/OE). The used OE was extracted from the leaves of the Croton cajucara Benth Amazonian plant. Two series of Fe3O4/AO (samples M1 and alf1) and Fe3O4 @ AO/OE (samples M2 and alf2) were synthesized for the treatment of gastric ulcers. The structural characterization performed by X-ray diffraction confirmed the formation of the Fe3O4 phase in the core of the nanoparticles of the two series and whose network parameters were close to the value of the bulk magnetite. The estimated average crystallite size was 10,1 nm and 8,1 nm for sample M1 and alf1, respectively. The morphological characterization carried out by Transmission Electron Microscopy showed the formation of almost spherical and monodisperse nanoparticles with a size of 10,5 nm and 13,7 nm for samples M1 and M2 and of 8,5 nm and 10,1 nm for samples alf1 and alf2 respectively. The results of the characterizations made by Infrared Spectroscopy (FTIR) and Thermogravimetry (TGA) confirmed the presence of AO by covering the surface of the nanoparticles and the presence of OE on the AO layer. The results of the Dynamic Light Scattering (DSL) characterization indicated a hydrodynamic size of 14,5 nm and Zeta Potential of -28 mV for the alf2 sample. The analysis of the Zero Field Cooled (ZFC) and Field Cooled (FC) curves of the magnetic measurements revealed the occurrence of a frozen / frozen state below the ZFC curve located at Tmax ~ 210 K and ~ 35 K for samples M1 and M2, and Tmax ~ 81 K and ~ 40 K for samples alf1 and alf2, respectively. The analysis of the thermal dependence of the coercive field obtained from the hysteresis loops at several temperatures revealed the occurrence of a low-temperature and superparamagnetic (SP) spin-glass (SP) behavior in the region of T> 80K for the sample coated with AO alf1). For the sample coated with the AO and OE (alf2) layers, the results revealed a blocked state behavior (BS) consistent with particles that do not interact at T

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In this work, was theoretically studied the structural, electronic and magnetic properties of multiferroic hexagonal manganite LuMnO3. For this compound, was simulated the crystal structure with P63cm and P63 crystallographic space group (CSG). Was employed the formalism of Density Functional Theory and the Full Potential Linearized Augmented Plane Wave (FP-LAPW) method implemented in Elk code. The exchange and correlation electronic effects were simulated by mean of LSDA. To better describe these effects, was employed the +U method (LSDA+U). Test with different +U method was performed. First, for both P63cm and P63 CSG, three collinear magnetic structures (ferromagnetic (FM), antiferromagnetic of type A (A-AFM) and of type G (G-AFM) were simulated. According to our results, the P63cm CSG with G-AFM state was found the most energetic favorable. This result was independent of either LSDA or LSDA+U method applied. In the second stage of the calculations, 2,3,4 and 3+4 non-collinear magnetic structures were performed. For these simulations, was employed only the LSDA scheme. Again, the P63cm CSG was found as the ground state for LuMnO3. Between the non-collinear magnetic structure simulated, the 3+4 was the lowest energy. For this magnetic structure, the band gap energy was underestimated (0.7 eV) in relation to experimental value (1.1 eV). However, the calculated spin magnetic (3.1uB) moment agree with experimental value (3.3 uB). Neste trabalho, foram estudadas teoricamente as propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas da manganita hexagonal multiferróica LuMnO3. Para esse composto, foram simuladas as estruturas cristalinas com grupos espaciais cristalográficos (GEC) P63cm e P63. Foi empregado o formalismo da Teoria do Funcional da Densidade utilizado o método de cálculo de estrutura eletrônica denominada de Full Potential Linearized Augmented Plane Wave (FP-LAPW) implementado no código Elk. Os efeitos de troca e correlação eletrônica foram simulados através da LSDA. Para melhorar a descrição desses efeitos, foi empregado o método +U (LSDA+U). Avaliação do método +U mais apropriado foi realizado. Primeiro, para os GEC P63cm e P63, foram simuladas três configurações magnéticas colineares: ferromagnética (FM), antiferromagnética do tipo A (A-AFM) e do tipo G (G-AFM). De acordo com os resultados, o grupo espacial P63cm com a configuração magnética G-AFM é a energeticamente favorável. Este resultado foi independente da aplicação dos métodos LSDA ou LSDA+U. Na segunda etapa dos cálculos, para os dois GEC, foram simuladas as configurações de spin não colineares do tipo 2,3,4 e 3+4. Nessas simulações foi empregado apenas o método LSDA. Novamente, obteve-se que o GEC P63cm é o estado fundamental para o composto. Entre as configurações magnéticas simuladas, a de menor energia foi a 3+4. A energia de band gap encontrada para essa configuração de spin é subestimada (0,7 eV) em relação ao valor experimental (1,1 eV). Porém, o momento magnético calculado (3,1uB) concordou bem com o valor experimental (3,3uB). São Cristóvão, SE

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The work was divided into two stages. In the first step was investigated the existence of spin-phonon coupling in the La1-xYxFeO3 compound. For this, La1-xYxFeO3 samples were prepared for x = 0.00, 0.20, 0.40, 0.50, 0.60, 0.80 and 1.00 by the combustion method. X-ray diffraction measurements together with the Rietveld refinement, showed that all the samples present a single phase with orthorhombic structure, was also checked a decrease in volume and the vibrational modes undergo a shift to high frequencies as the amount of Y increases. By varying the temperature in the Raman measurements anomalies were identified in the intensities of the vibrational modes before the magnetic transition temperatures. This fact was then associated with the spin-phonon coupling. In the second stage of this work was performed a reverse magnetization (MR) study on the compound LaFe0.5Cr0.5O3 pure and doped with Sr. It was verified in this work that the MR can be adjusted by doping with non-magnetic and non-isovalent ions, and by varying the heat treatment temperature to obtain the compound. For this, samples of La1-xSrxFe0.5Cr0.5O3 were produced for x = 0.00 0.10, 0.20 and 0.50 by the combustion method. X-ray diffraction measurements with the Rietveld method revealed that the samples had a single phase. Samples with x

In this work, magnetic measurements were carried out using vibrating sample magnetometry (VSM), Barkhausen magnetic noise measurements (BMN) and tests of eddy currents. Samples of ferritic (Fe-12Cr-5.5Mo) and superferritic (Fe-25Cr-5.9Mo-5.6Ni) stainless steels were used. The samples were submitted to thermal treatments of solubilization and aging. Conventional techniques of microstructural characterization like optical and scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Carbides of the type M(CrMo) 23 C 6 were visualized in the microstructure of the superferritic stainless steel. Evidences of the presence of α’ and Widmanstätten austenite were also found. Rhe formation of χ and σ phases are likely as well. As for the magnetic behavior, the two materials have low coercivity being classified as soft ferromagnetic. The results showed a tendency in increasing the magnetic hardness as a function of the precipitation process of secondary phases in the matrix. Thermal treatments performed at 600 ◦ C caused greater variations in the coercive field of the superferritic steel samples. For the ferritic steel, these variations were more intense in samples treated at 650 ◦ C. This evidence is associated with the intensification of the anchoring process of the domain walls as a consequence of the precipitation of secondary phases, mostly σ phase in the superferritic steel. The remanent magnetization and the saturation magnetization also underwent changes due to the thermal treatments of aging, with increase of the first one and a tendency of reduction in the second one. The BMN was sensitive to changes in microstructure caused by thermal treatments. It was observed that the signal intensity decreases with increasing heat treatment time. This behavior is a direct consequence of the phase precipitation process. Eddy current results showed that the superferritic samples treated at 500 ◦ C were significantly altered indicating possible changes in the microstructure, which resulted in variations in the impedance measurements. The results showed that phase precipitation in steels may be associated with changes in the magnetic properties of these materials. However, it must be considered that the complexity of the microstructure makes it difficult to establish an individual criterion that may cause the change of a specific parameter associated with the magnetization process. The collective effect of the anchoring process of domain walls should be taken into account. Nesse trabalho foram realizadas medidas magnéticas fazendo-se uso da técnica de magnetometria por amostra vibrante (MAV), medidas de ruı́do magnético de Barkhausen (RMB) e ensaios de correntes parasitas. Foram utilizadas amostras de aços inoxidáveis ferrı́tico (Fe-12Cr-5,5Mo) e superferrı́tico (Fe-25Cr-5,9Mo-5,6Ni). As amostras foram submetidas a tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento. Técnicas convencionais de caracterização microestrutural como microscopias ótica e eletrônica de varredura e difração de raios-X foram usadas. Carbonetos do tipo M(CrMo) 23 C 6 foram visualizados na microestrutura do aço inoxidável superferrı́tico. Também foram encontradas evidências da presença das fases α’ e austenita de Widmanstätten, sendo também provável a formação de fases χ e σ. Quanto ao comportamento magnético, os dois materiais possuem baixa coercividade sendo classificados como ferromagnéticos moles. Os resultados mostraram uma tendência no aumento da dureza magnética do material em função do processo de precipitação de fases secundárias na matriz. Os tratamentos térmicos realizados a 600 ◦ C foram os que causaram maiores variações no campo coercivo nas amostras de aço superferrı́tico. Para o aço ferrı́tico, essas variações se mostraram mais intensas nas amostras tratadas a 650 ◦ C. Essa evidência está associada à intensificação do processo de ancoragem das paredes de domı́nio em consequência da precipitação de fases secundárias, principalmente, precipitação de fase χ no aço superferrı́tico. A magnetização remanente e a magnetização de saturação também sofreram alterações devido aos tratamentos térmicos de envelhecimento, com aumento da primeira e uma tendência de redução na segunda. O RMB se mostrou sensı́vel às alterações na microestrutura ocasionadas pelos tratamentos térmicos. Observou-se que a intensidade do sinal diminui com o aumento do tempo de tratamento térmico. Esse comportamento é consequência direta do processo de precipitação de fases. Os resultados de correntes parasitas registraram que as amostras de superferrı́tico tratadas a 500 ◦ C sofreram alterações significativas nas regiões em que foram medidas indicando possı́veis alterações na microestrutura, o que acarretou em variações nas medidas de impedância. Os resultados mostraram que a precipitação de fases nos aços podem ser associadas a alterações nas propriedades magnéticas desses materiais. No entanto, deve-se considerar que a complexidade da microestrutura torna difı́cil estabelecer um critério individual que possa causar a alteração de um parâmetro especı́fico associado ao processo de magnetização. O efeito coletivo do processo de ancoragem das paredes de domı́nio deve ser levado em consideração.