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Orientador: Stephenson Caticha-Ellis Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho é utilizada a técnica de difração múltipla de raios-X no estudo da concentração e localização de impurezas na rede cristalina, acrescida da observação fundamental de que as impurezas não podem estar distribuídas com a mesma simetria do grupo espacial do cristal. Isto em princípio, poderia fazer aparecer intensidade espalhada nos nós proibidos da rede recíproca do cristal. Esse efeito foi efetivamente observado em diagramas de difração múltipla, onde através da escolha adequada das reflexões envolvidas, produz-se um reforço na intensidade espalhada nas posições proibidas para o cristal puro, porém observáveis no dopado. Foi desenvolvida a teoria das refletividades no caso cinemático que leva em conta o espalhamento pelos átomos de impurezas, cuja análise mostrou, em primeira aproximação, que a influência das impurezas pode se dar tanto nas posições permitidas para o cristal puro quanto nas proibidas, sendo que nas primeiras pode-se em princípio, obter informação sobre a posição e nas últimas, sobre a concentração das mesmas. A aplicação dessa teoria no caso da difração múltipla de raios-x forneceu subsídios para a escolha das posições de medida (reflexões múltiplas). Seu estudo analítico feito em aproximações de segunda e terceira ordens, resultou na escolha de casos de três feixes tipo Bragg-Bragg com ambas reflexões proibidas com acoplamento forte o caso mais favorável para o estudo da concentração. Ambos os casos Bragg-Bragg e Bragg~Laue, com reflexão secundária permitida são adequados ao estudo da localização das impurezas. Porém a sensibilidade varia muito segundo as reflexões envolvidas. Além disso, também é apresentada nesse trabalho, uma nova contribuição ao uso da difração múltipla com a escolha de um vetor primário proibido e sem simetria, o que produz várias vantagens, entre elas: discriminação por observação direta dos chamados pares de Bijvoet, desacoplamento dos casos de quatro feixes simultâneos transformando-os em casos de três feixes, uma indexação em forma absoluta usando apenas um espelho de simetria em diagramas de difração múltipla, assim como a possibilidade de se medir numa ou duas experiências a maior parte dos fatores de estrutura já corrigidos por absorção, Lorentz, polarização e extinção, fornecendo assim um método novo para medidas destinadas à resolução de estruturas. Sendo que a maior dificuldade experimental reside em que é necessário medir intensidades extremamente fracas, é preciso usar fontes geradoras de raios-X de alta potência. As experiências foram realizadas com um Rotaflex (ânodo rotatório) com alvo de Cu, no qual foram feitas várias adaptações para permitir as medidas pretendidas. Contudo a fonte aconselhável para esta experiência seria um síncroton. As amostras utilizadas foram placas cristalinas de Si puro e dopadas com Au e Sb, cortadas na direção [111] e também rutilo (TiO2) cortado na direção [201] proibida pelo grupo espacial e sem simetria especial, para usar a nova técnica de desacoplamento. Os resultados experimentais foram analisados através dos gráficos da relação R=[(sinal/ruído)dop]/[(sinal/ruído)puro] em função a concentração atômica (Au e Sb) para diferentes posições desses átomos na rede do Si. O fato importante a ser ressaltado é que a cada tipo de posição corresponde uma curva diferente no intervalo de concentrações possíveis, o que possibilita a sua discriminação. No caso do rutilo são mostrados diagramas de difração múltipla mostrando claramente o efeito de desacoplamento e indexação absoluta Abstract: Not informed Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Daltro Garcia Pinatti Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Não informado Abstract: Not informed. Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Navin Bhailalbhai Patel Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: A idéia de se fabricar lasers semicondutores de InGaAsP surgiu em fins de 76 quando o Prof. Navin Patel retornou de uma conferência nos Estados Unidos, na qual J. Hsieh havia apresentado um trabalho sobre tais lasers. Isso encaixou muito bem nos objetivos do grupo na época, que estava se voltando para a fabricação de lasers semicondutores de GaAlAs aplicáveis em comunicações ópticas, através do projeto Laser-Telebrás. Além de alguns trabalhos publicados em revistas internacionais, este é o principal fruto do trabalho iniciado na época. O trabalho, contém duas idéias novas. Primeiro, um laser especial que evita distorções e não-linearidades na curva de intensidade de luz como função da corrente foi fabricado e caracterizado. Segundo, uma inovação nos lasers convencionais foi feita com êxito: a introdução de camadas confinantes quaternárias cuja morfologia de superfície é melhor, possibilitando uniformizar as propriedades dos dispositivos de uma determinada pastilha, e aumentar a repetibilidade do processo de fabricação. Além dessas duas idéias, a tese contém toda tecnologia desenvolvida na fabricação, desde o crescimento epitaxial até a caracterização do dispositivo final, dos lasers semicondutores de InGaAsP, incluindo propriedades ópticas, elétricas e térmicas, além de física de funcionamento de tais dispositivos Abstract: The possibility of optical communication systems for long distance and high capacity, together with the slow degradation rate of the In1-xGaxAsyP1-y devices is the main force that drives this technology forward. To fabricate devices for such applications we need to be able produce wafers with a high device yield and low threshold current density, with a high degree of reproducibility. Optical scattering losses caused by small corrugations at the interfaces of the active layer of DH wafer, can be responsible for a considerable increase in threshold current density of a laser device, depending upon the number and nature of the corrugations present within the device. This problem of imperfect morphology at the interfaces introduces an uncontrolled variation in average threshold current density from wafer to wafer and also a large scatter in the threshold current density of devices made from a given wafer. Attempts were made to improve the binary buffer layer morphology by varying the degree of supercooling and the cooling rate. Our observations suggest that the surface morphology of the binary InP layers is influenced strongly by the substrate orientation and phosphorous losses from the substrate surface during the pre-heating period. In contrast to this, very smooth layers are obtained with the quaternary In1-xGaxAsyP1-y alloy, even when x and y as 0.03 and 0.08 respectively. The results obtained with laser devices fabricated from wafers with quaternary confining layers are very encouraging: the devices have low threshold current density, as low as 1 kA/cm2, and the threshold scatter around the average value is very small. Continuous wave operation at room temperature has been achieved for lasers with SiO2 stripe as narrow as 10mm and active layer thickness of 0.1mm. To solve the problem of nonlinearity, a special laser structure was fabricated using two-step liquid phase epitaxy. The fabrication and properties of the conventional SiO2 striped lasers and this new laser structure, are described in detail Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: A supercompleteza da base de estados coerentes gera uma multiplicidade de representações da integral de trajetória de Feynman. Estas diferentes representações, embora equivalentes quanticamente, levam a diferentes limites semiclássicos. Baranger et al calcularam o limite semiclássico de duas formas para a integral de trajetória, sugeridas por Klauder e Skagerstam. Cada uma destas fórmulas envolve trajetórias governadas por uma diferente representação clássica do operador Hamiltoniano: a representação P em um caso e a representação Q no outro. Nesta tese, nós construímos outras duas representações da integral de trajetória, cujos limites semiclássicos envolvem diretamente a representação de Weyl do operador Hamiltoniano, isto é, a própria Hamiltoniana classica. Mostramos que, no limite semiclássico, a dinâmica na representação de Weyl é independente da largura dos estados coerentes e o propagador é também livre das correções de fase encontradas em todos os outros casos. Além disto, fornecemos uma conexão explícita entre as representações quânticas de Weyl e de Husimi no espaço de fases Abstract: The overcompleteness of the coherent states basis gives rise to a multiplicity of representations of Feynman¿s path integral. These different representations, although equivalent quantum mechanically, lead to different semiclassical limits. Baranger et al derived the semiclassical limit of two path integral forms suggested by Klauder and Skagerstam. Each of these formulas involve trajectories governed by a different classical representation of the Hamiltonian operator: the P representation in one case and the Q representation in the other one. In this thesis we construct two other representations of the path integral whose semiclassical limit involves directly the Weyl representation of the Hamiltonian operator, i.e., the classical Hamiltonian itself. We show that, in the semiclassical limit, the dynamics in the Weyl representation is independent of the coherent states width and that the propagator is also free from the phase corrections found in all the other cases. Besides, we obtain an explicit connection between the Weyl and the Husimi phase space representations of quantum mechanics Doutorado Física Clássica e Física Quântica : Mecânica e Campos Doutor em Ciências

Orientador: Marcio D'Olne Campos Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Não informado Abstract: Not informed. Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Carlos Alberto Luengo Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Carvões minerais originários do Sul do Brasil, apresentando altos teores de minério, foram estudados por meio de espectroscopia infravermelha, medidas de refletividade, espalhamento Raman e fotoluminescência. Para estabelecer referências, as mesmas medições foram realizadas em carvões dos EUA contendo baixos teores de minério e em vários tipos de grafites (que podem ser considerados do ponto de vista estrutural como os carvões minerais mais evoluídos). No caso dos carvões minerais, as experiências incluíram amostras em estado natural e tratadas termicamente a várias temperaturas até 2000ºC. Visando uma adequada interpretação dos resultados, em todo momento foi considerada com atenção a influência dos materiais minerais. A espectroscopia infravermelha foi aplicada para a obtenção de informações sobre a estrutura molecular e a composição dos diferentes carvões. Os espectros dos diferentes carvões brasileiros mostraram uma intensa estrutura de bandas de absorção entre os 600 cm-1 e os 1300 cm-1 originada nos materiais minerais. Estas bandas permitiram a identificação dos componentes maioritários do minério, assim como sua análise quantitativa "in situ". As mudanças das bandas de absorção com a temperatura do tratamento térmico foram relacionadas com os processos de pirólise e grafitização da parte orgânica, e também com transições de fase dos componentes do minério. Desenvolveu-se uma metodologia teórico-experimental para a determinação do índice de refração e do coeficiente de extinção, adequada inclusive para materiais altamente absorventes. O método é baseado em: i) medidas no ângulo para o qual a intensidade do feixe refletido com polarização paralela ao plano de incidência é mínima, e, ii) a função que relaciona este ângulo com N = n + ik. Este método foi aplicado aos carvões naturais e tratados termicamente e também a diversos grafites. Os resultados para os carvões naturais foram relacionados com o conteúdo de carbono das amostras e com o seu grau de aromaticidade. Os resultados para as amostras tratadas termicamente foram relacionados com o crescimento de estruturas grafíticas. A análise dos espectros de espalhamento Raman de 1a e 2a ordem dos diversos grafites, mostrou algumas características não detectadas anteriormente. Vários picos dos grafites policristalinos foram atribuídos à relaxação de regras de seleção como conseqüência da perda de simetria ocasionada pelo tamanho finito dos micro-cristais. O grafite policristalino mostrou uma banda larga de luminescência com pico em ~ 2.3 eV, o monocristal não apresentou este efeito. O grafite policristalino e os carvões minerais mostraram luminescência anti-Stokes. Todos os carvões minerais estudados apresentaram praticamente idênticos espectros de espalhamento Raman e de luminescência, apesar de origens e composições bastante diferentes, o que indica que esses efeitos são originados na matriz carbonosa formada por sistemas aromáticos, que é o elemento comum a todos os carvões. Da comparação entre os espectros Raman e de luminescência dos carvões minerais e dos grafites policristalinos, pode-se afirmar que a matriz carbonosa dos carvões minerais tem um comportamento semelhante àquele exibido pelas estruturas grafíticas dos policristais. Em todos os casos, os resultados das experiências com amostras de carvões tratados termicamente mostraram o desenvolvimento de estruturas grafíticas ao aumentar a temperatura do tratamento térmico, e que este processo é inibido pelo minério antes dos 1500ºC nos carvões brasileiros Abstract: Coals from southern Brazil with high mineral matter content were studied with infrared absorption spectroscopy and reflectivity measurements. The results of Raman and photoluminescence experiments are also reported. Reference measurements were performed on coals with low mineral content and graphite¿s (which are structurally similar to the coals with the highest degree of coalification). Coal samples were also heat treated to several temperatures up to 2000 ºC. Special attention was given to the influence of mineral matter in the interpretation of experimental results. Infrared spectroscopy was applied to determinations of molecular structure and composition of different coal samples. Between 600cm-1 and 1300cm-1 an intense band absorption structure was visible for the high mineral matter samples. These bands were used for 'in situ¿ identification and quantitative analysis of mineral components. Heat treatment induced drastic changes in the absorption bands which were related to pyrolysis and graphitzation processes of organic phases as well as with phase transitions of some of the minerals. It was developed a theoretical and experimental framework which allowed the determination of the index of refraction and the extinction coefficient, it is applicable to coals and also to highly absorbent materials. The method is based upon: i) measurements at the angle for wich the intensity of the inplane polarized reflected beam is minimum, and, ii) the function relating this angle with N = n + ik. This methodology was applied to natural and heat treated coals and also to several kinds of graphite¿s. The results for natural coals were related to the samples carbon content and to their degree of aromaticity. Results for the heat treated samples were related to the growth of graphitic structures. The analysis of 1st and 2nd order Raman scattering spectra of graphite¿s showed features detected for the first time. Several peaks of polycrystalline graphite were attributed to the relaxation of selection rules provocated by loss of symmetry induced by the finite size of graphitic micro-crystals. The polycrystalline graphite showed a wide luminescence band peaked at 2.3 eV, the effect being absent in the single crystals. Mineral coal and polycrystalline graphite showed anti-Stokes luminescence. Raman and luminescence spectra were almost identical for all coal samples in spite of different compositions and origins, which may indicate that these phenomena are originated in the aromatic matrix, which is the structural feature common to all coals. From the comparison of Raman and luminescence spectra of coals and polycrystalline graphite it may be concluded that the carbonaceous matrix originating these optical properties behaves in this respect similarly to polycrystalline graphite. The optical properties reported here for the heat treated samples were sensitive to the development of graphitic structures, which is inhibited before 1500 ºC in the Brazilian coals due to the high mineral matter content Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Cicero Campos Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho foi desenvolvida uma nova geometria de espalhamento que permite a observação direta do feixe de raios-X, difratado paralelamente a superfície do cristal. Esta geometria é uma modificação da geometria usual de Renninger para a produção sistemática da difração múltipla. Enquanto que na geometria de Renninger o plano de incidência primário coincide com o plano do difratômetro, na geometria proposta, é o plano de incidência secundário que fica no plano do difratômetro. O estudo geométrico feito no espaço reciproco, para a ocorrência da difração paralela à superfície, fornece a regra de seleção para os índices de Miller, em cristais cúbicos, nas seguintes orientações da superfície de corte: [100], [110], e [111]. Para o estudo da distribuição de intensidade foram selecionados dois cristais de silício livre de deslocações, Si [100] e Si [111], com cerca de 1 cm de diâmetro na superfície. Foram realizadas experiências de secção topográfica para o feixe difratado paralelamente a superfície, em amostras com valores de mt » 7, usando a radiação de MoKa . Três casos de difração paralela à superfície foram examinados neste estudo. A amostra de Si [111] foi utilizada para o estudo das difrações: simples 000 113, e múltipla de três feixes 000 222 113. A de Si [100], foi utilizada para o estudo da difração múltipla de quatro feixes 000 400 220 220. Em todos os casos examinados, foi observado um reforço da intensidade, na região superficial do feixe difratado. Nessas topografias pode-se observar claramente distribuição de intensidade, proveniente da região abaixo da superfície. É apresentado uma breve discussão sobre o novo efeito Borrmann múltiplo, paralelo à superfície do cristal. Este efeito pode ser comparado com o seu similar, que ocorre na direção perpendicular a superfície de entrada [0-40]. Para explicar o reforço na intensidade que ocorre proveniente da região superficial da amostra, foram feitos cálculos para: coeficiente de absorção, campo de onda e perfil de intensidade. Estes cálculos utilizaram a formulação de Laue para a teoria dinâmica da difração dos raios-X, desenvolvida por Ewald [00-1], e aplicada para a difração simples no caso Laue simétrico e na difração simples paralela à superfície. Foi estudado o cristal de silício com radiação MoKa . Estes resultados concordam com a existência do reforço na intensidade, advindas da região superficial. Este último efeito tem a mesma explicação que o reforço apresentado na região dos extremos do leque de Borrmann, para cristais finos, no caso da transmissão Laue simétrica [0-27]. Foi obtido um alto valor da intensidade em amostras de InP [001], para a reflexão 062 utilizando radiação Cuka , e para a reflexão 462 com radiação MoKa . Como é esperado, foi medido o mesmo valor da intensidade nas quatro posições equivalentes, para este eixo de simetria quaternário, e difração múltipla de três feixes 000 004 062. Não é do nosso conhecimento o registro na literatura, da existência de intensidade transmitida para grandes valores da espessura, mt > 200, como foi conseguido neste trabalho. Foram feitas secções topográficas nas mesmas condições anteriores, para várias amostras de InP e para InP com camadas epitaxiais. Foram encontrados resultados interessantes para amostra tencionada e também para amostra com camada fina Abstract: In this work a new scattering geometry is developed to allow for direct observation of the X-ray beam, diffracted parallel to the crystal surface. It is a modification of the usual Renninger geometry, for systematic multiple diffraction occurrence. While in Renninger geometry the primary incidence plane lies on the diffractometer plane in the proposed geometry, the secondary incidence one is made parallel to the diffractometer plane, instead. The geometric study in reciprocal space for occurrence of surface parallel diffraction, provides the Miller indices selection, for [100], [110] and [111] surface orientation, in cubic crystals. For intensity distribution purposes, it was selected two dislocation free Silicon crystals, Si [111] and Si [100], with about 1 cm of surface diameter. Topographic section experiments were obtained, for the parallel surface diffracted beam using values of mt » 7, with MoKa radiation. Three surface parallel diffraction cases were examined in this study, Si [111] simple diffraction 000 113, Si [111] three beam multiple diffraction 000 222 113 and Si [100] four beam multiple diffraction 000 400 220 220. An intensity enhancement for the beam, coming from the sample surface region, was found in all cases. On these topographies one can clearly observe the intensity distribution of the underneath portion of the beam. A brief discussion is made on the new multiple Borrmann effect, parallel to the crystal surface. This effect can be compared with the one occurring perpendicularly to the surface for the same crystal and same multiple diffraction case [0-40]. In order to explain the intensity enhancement at the crystal surface, calculations of absorption coefficient, wave field and intensity profile, using Laue formulation of Ewald dynamical theory [00-1] were made. This development was applied to simple diffraction case, in Laue symmetric and surface parallel diffraction, using Silicon and MoKa radiation. The results are able to account for the existence of the surface enhancement, and bears the same explanation as the one presented by thin crystals Laue symmetric diffraction [0-27], at the extremes of Borrmann fan. Strong beam intensity was found for 462 reflection in InP [001] samples, using MoKa radiation. The same was obtained for 062 reflection in InP [001] samples using CuKa radiation, for value6 of mt > 200. The 4-fold equivalent crystal settings, in case of the three beam multiple diffraction 000 004 062, provided the expected equal intensities. The existence of intensities for such very high crystal thicknesses has not been reported in the literature yet. Topographic sections were obtained with same conditions for several InP [001] samples and for InP layered material. Striking results were found for crystal under stress and also thin layers Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Marcio Jose Menon Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Não informado Abstract: Not informed Doutorado Física das Particulas Elementares e Campos Doutor em Ciências

Orientador: Helion Vargas Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: A aplicação da Espectroscopia Fotoacústica numa variedade de situações experimentais, em diferentes materiais orgânicos e inorgânicos é apresentada. O processo de reticulação do polietileno de baixa densidade é monitorado através de medidas da difusividade térmica, onde a sensibilidade da técnica fotoacústica detectou os primeiros estágios do processo. Também, um estudo da cinética de dopagem do poliestireno com o vapor de iodo é feito, onde mudanças nas propriedades físicas, difusividade térmica e tempo de relaxação não radiativa, sugerem uma transição de ordem-desordem em função do tempo de dopagem nas amostras. O estudo "in vivo" da ação do alumínio tóxico em plantas de milho (Zea Mays L.) geneticamente diferentes, usando a "Célula Aberta" , é apresentado. Uma discriminação da susceptibilidade a esse agente é obtida em tempo menor do que os métodos tradicionais. Também a possibilidade de uma completa caracterização óptica e térmica de folhas utilizando a "Célula Aberta" é demonstrada. Ainda, um estudo qualitativo de transientes fotoacústicos da indução fotossintética em folhas após adaptação ao escuro é mostrado. Um estudo fotoacústico do aluminato de lítio dopado com ferro na forma de pó é feito através do comportamento do tempo de relaxação térmica. A detecção do efeito Peltier eletroquímico, através de medidas acústicas, é apresentada. Um estudo experimental da possível influência dos comprimentos de difusão térmica e eletrônica nas medidas fotoacústicas em células solares é mostrado Abstract: The photoacoustic (PA) technique is applied in a variety of experimental arrangements for different organic and inorganic materials. The PA monitoring of crosslinking reactions in low-density polyethylene (LDPE) is made by measurements of the thermal diffusivity of this material. The PA technique has proven to be sufficiently sensitive to detect the early stages of LDPE crosslinking. Also, the kinetics of iodine doping of polyethylene films is investigated. The changes in the measured physical properties, such as nonradiative relaxation time and thermal diffusivity, showed strong evidence that an order-disorder transition is taking place as a function of the doping time. The "in vivo" genotypical response of corn (Zea Mays L.) to toxic aluminium using an open photoacoustic cell (OPC), is presented. An earlier discrimination among specimens is obtained with this technique than has been possible so far with previous techniques. AIso, the possibility of the OPC technique to provide the complete optical and thermal characterization of leaves is demonstrated. Finally, a qualitative study of the PA transients of photoacoustic induction from dark-adapted leaves is presented. The PA study of iron doped lithium aluminate, made by looking at the behavior of the nonradiative relaxation time, is shown for powdered samples. An acoustic detection of the electrochemical Peltier effect has been made. Finally, an experimental study on the possible influence of thermal and electronic diffusion lengths on PA measurements in solar cells is shown Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Márcio José Menon Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo dos processos de espalhamentos elásticos próton-próton ( pp) e antipróton-próton (¯pp) em altas energias analisando, mais especificamente, o comportamento da seção de choque total, da seção de choque diferencial elástica e do parâmetro ñ , que corresponde à razão entre as partes real e imaginária da amplitude de espalhamento elástico frontal. Neste estudo apresentamos uma descrição destas quantidades através de uma parametrização independente de modelo para a amplitude de espalhamento elástico que possui como caráter inovador uma dependência explícita não só com o momento transferido, mas também com a energia da colisão. Este formalismo, além das dependências explícitas, faz uso das relações de dispersão derivativas, possibilitando, via termo de cruzamento entre as amplitudes de espalhamento elástico próton-próton e antipróton-próton, um ajuste conjunto dos dados de seção de choque total, seção de choque diferencial elástica e do parâmetro p para os eventos de colisão pp e ¯pp , simultaneamente. Através desta parametrização, podemos fazer previsões de comportamento para as grandezas citadas anteriormente em energias e momentos transferidos não considerados durante o processo de ajuste (interpolações e extrapolações). Utilizando os parâmetros obtidos através dos ajustes realizados, podemos também fazer previsões para outras grandezas físicas não consideradas na fase de ajustes e neste trabalho, em particular, investigamos o comportamento da inclinação (inclinação da seção de choque diferencial elástica). Além disto, a partir destes parâmetros extraímos o comportamento das seguintes grandezas no espaço de parâmetro de impacto: função de perfil, função eiconal e função de recobrimento inelástica. Apresentamos também uma discussão dos resultados independentes de modelo obtidos neste trabalho nos contextos experimental (experimentos em operação e a serem realizados) e fenomenológico (modelos representativos para interações elásticas pp e ¯pp ) Abstract: We present a study on proton-proton (pp) and antiproton-proton (¯pp) elastic scattering at high energies, with focus on the behavior of the total cross section, differential cross section and the parameter p (ratio between the real and the imaginary parts of the forward amplitude). These quantities are described by means of a model independent parametrization for the scattering amplitude, with explicit dependence not only on the momentum transfer but also on the collision energy. The formalism makes use of derivative dispersion relations so as to connect real and imaginary parts of the amplitude and, simultaneously, the crossed channels ( and ¯pp ) through analyticity properties. Simultaneous fits to total cross section, differential cross section and p data, from pp and ¯pp scattering, allow a good description of these quantities and also predictions for other quantities (in particular the slope parameter) and at other energies and momentum that did not take part in the fit procedure. From the fit results we extract the behavior of the profile, eikonal and inelastic overlap function as function of the energy and the impact parameter. We also present a discussion on the model independent predictions in the experimental context (running and planned experiments) as well as in the phenomenological context (some representative models for high-energy elastic scattering) Doutorado Física das Particulas Elementares e Campos Doutor em Ciências

Orientadores: D. S. Galvão, M. C. dos Santos Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica de Gleb Wataghin Resumo: Este trabalho está dividido em duas partes. Na primeira parte nós investigamos a estrutura eletrônica das elipticinas. As elipticinas constituem um familia de moléculas orgânicas que apresenta atividade citotóxica e antitumoral. Nós utilizamos métodos semi-empíricos como o AMl e ZINDO para estabelecer um modelo que permite explicar a seletividade biológica das elipticinas em termos de parâmetros eletrônicos. Demonstramos que é possível estabelecer um relação direta entre atividade citotóxica e momento de dipolo e densidade de carga crítica em alguns sítios específicos. Isto permite em princípio estabelecer uma metodologia para o design de novos derivados da elipticina com propriedades biológicas específicas. Na segunda parte investigamos alguns aspectos de eletrônica molecular. Em particular nós propusemos uma chave molecular tipo Carter, que ao contrário do proposto na literatura pode funcionar desde que espaçadores laterais e a presença de um campo estático externo sejam levados em consideração. Propusemos também um novo tipo de dispositivo molecular que pode ter a sua condutividade modulada por um campo elétrico sem a necessidade de contatos físicos ou de dopagem química. Nós observamos um comportamento não linear tipo transistor em função da intensidade do campo elétrico. Esta é a primeira demonstração teórica deste tipo de mecanismo para materiais orgânicos Abstract: This work is divided into two parts. In part I we have investigated the electronic structure of ellipticines. Ellipticines are a family of organic molecules with antitumoral and cytotoxic activity. We have used sophisticated semiempirical methods as AM1 and ZINDO to build a model that correlates the biological selectivity shown by ellipticines with their electronic indexes. We have shown that a direct relationship between cytotoxic activity with dipole moment and critical charge density at specific sites is present. This allows, in principle, a new methodology for the design of better ellipticine derivatives with specific properties. In part II we have investigated some aspects of molecular electronics. In particular, we have proposed a functional Carter's switch in contrast with previous reported studies in the literature. The underlying mechanism for the switching function is the presence of lateral spacers associated with the presence of a static external electric field. We have also proposed a new type of molecular device with the conductivity modulated by the electric field and without the necessity of physical contacts or chemical doping. We have observed a non-linear, transistor-like, behavior as a function of the electric field strength. This is the first theoretical demonstration of such mechanisms for organic materials Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Ross Alan Douglas Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Não informado Abstract: Not informed Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientadores: Antonio Guillermo Jose Balbin Villaverde, Michael Bass Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho são reportados os resultados de investigações experimentais concernentes às propriedades ópticas de vidros e cristais dopados com cromo e vidros dopados com microcristais semicondutores. Em vidros dopados com cromo é investigada a influência da composição do vidro base e da atmosfera de fusão nas propriedades espectroscópicas dos mesmos. As propriedades estudadas incluem luminescência, dinâmica de decaimento populacional, absorção linear e absorção saturada. É demonstrado que vidros aluminatos apresentam sítios capazes de incorporar o íon cr4+ , além dos demais espécimes Cr3+ e Cr6+ , enquanto que em vidros silicatos a incorporação de Cr4+ é desprezível. Nestes últimos, o cromo ocorre preferencialmente no estado de oxidação +3 e +6. É observada luminescência cobrindo a janela de comunicações ópticas e a região espectral conhecida como eye safe, luminescência esta proveniente da presença na rede vítrea de íons cromo tetravalente. Saturação da absorção é demonstrada na região de 800 a 900 nm em vidros dopados com cromo e também nos demais materiais estudados, i.é. nos cristais dopados com cr4+ e em vidros dopados com semicondutores. Um cristal de cr4+: Y2SiO5 e filtros RG 830 e RG 850 manufaturados pela Schott Glaswerke foram utilizados para o chaveamento passivo sintonizável do fator de qualidade Q de uma cavidade ressonante óptica tendo Cr:LiSAF como meio ativo. Maior eficiência na ação laser foi obtida quando a cavidade foi chaveada com os vidros dopados com semicondutores. Pulsos com energia de 95 mJ e duração de 25 ns foram obtidos rotineiramente. Investigou-se também o escurecimento induzido por radiação laser em vidros dopados com semicondutores bem como a influência deste efeito na estabilidade do laser Abstract: In this work it is reported the results of experimental investigations on the optical properties of chromium doped glasses and crystals, and also glasses doped with semiconductor micro crystallites. In chromium doped glasses it is investigated the influence of the base glass composition and the influence of the melting atmosphere on the spectroscopic properties of such materials. The properties examined in this research include luminescence, decay dynamics, linear absorption and absorption saturation. It is demonstrated that aluminate glasses are capable of incorporating the tetravalent chromium ion, in addition to the Cr3+ and Cr6+ species. On the other hand, in silicate glasses the incorporation in the glass matrix of the tetravalent chromium was not detected. Luminescence covering the communication window and the eye safe region of the spectrum around 1.5 mm was observed in glasses containing cr4+ .Absorption saturation in the 800-900 nm region was demonstrated in the chromium doped glasses and crystals and also in the semiconductor doped glasses. A cr4+: Y2SiO5 crystal and filters RG830 and RG850 manufactured by Schott Glaswerke were used as passive Q-switches for the Cr:LiSAF laser. Superior performance in the laser action was obtained when the glasses doped with semiconductor micro crystallites were used for the passive switching of the laser cavity. In this case, single pulses with as much as 95 mJ of energy and duration as short as 20 ns were routinely obtained. It was also investigated the effect of the laser induced darkening in semiconductor doped glasses on the stability of the laser Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Lisandro Pavie Cardoso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho, o potencial da técnica de difração múltipla (DM) de raios-X, para o estudo de heteroestruturas e substratos semicondutores, é explorado. A DM de três feixes (incidente, primário e secundário), com o feixe secundário paralelo à superfície, é a principal ferramenta para esta exploração. Nos heterosistemas com apenas uma camada depositada sobre o substrato, utiliza-se a ocorrência de dois tipos diferentes de reflexões híbridas, com as seqüências de espalhamento substrato-camada (SL) e camada-substrato (LS), para se desenvolver novos métodos de caracterização dos sistemas. A teoria de DM em cristais mosaicos é estendida, para levar em conta também a ocorrência de reflexões híbridas. Foi desenvolvido um programa que simula, amenos da intensidade, a posição e o perfil dos picos de DM esperados e os híbridos, e fornece informações sobre: a perfeição cristalina (largura mosaico) das redes camada e do substrato, a inclinação e a rotação relativa entre essas redes, e sobre a discordância de parâmetros de rede na direção paralela (ou densidade de deslocações) à interface. Amostras de GaAs/Si(001) com camadas de diferentes espessuras são analisadas. As reflexões híbridas SL são empregadas na análise das amostras com camadas espessas (600 a 2800nm), e as LS, na amostra com apenas uma fina camada (pré-camada de 5Onm). Da medida da híbrida LS mostra-se, que a densidade de deslocações e o estado de tensão (tração ou compressão) na camada fina e na espessa são diferentes. A adesão nas interfaces camada/pré-camada e pré-camada/substrato, também é investigada a partir das medidas de DM híbrida. A perfeição cristalina na superfície de semicondutores, em função do seu tratamento, é analisada a partir de um novo método, baseado no mapeamento bidimensional do perfil do pico DM. Na interpretação dos resultados, propõe-se um modelo de cristal quase perfeito, entre o idealmente imperfeito e o altamente perfeito, e observa-se que, o polimento químico-mecânico aplicado no acabamento da superfície de substratos de GaAs(001), aumenta a largura mosaico no plano da superfície. Para amostras de Ge(001), o método mostra, que após o polimento mecânico da superfície, o perfil do pico é semelhante ao simulado com modelo de cristal ideal mente imperfeito. Após polimento químico, o perfil obtido, só é explicado a partir do modelo de cristal quase perfeito Abstract: In this work. the potential of the X-Ray Multiple Diffraction (MD) technique in studying the heterostructures and semiconductor substrates is investigated. The three-beam (incident, primary and secondary) MD with the secondary parallel to the surface. is the main tool for this investigation. The occurrence of the two types of hybrid reflections in heterostructures. involving the scattering sequences substrate-layer (SL) and layer-substrate (LS). is used to develop a new method of characterizing these structures. The MD theory in mosaic crystals is extended in order to take into account the hybrid reflections occurrence. A computer program to simulate the position and profile of the expected and hybrid MD peaks was developed and it provides informations on: the crystalline perfection (mosaic spread) of the layer and substrate lattices. the tilt and relative misorientation between these lattices and. on the lattice mismatch in the direction parallel (dislocation density) to the interface. GaAs/Si(001) samples with several thicknesses were analyzed. The SL hybrid reflections are used in the analysis of the thick layer samples (600 to 2800 nm) while the LS ones are used just to analyze thin buffer layers (50 nm). Different dislocation densities and stress states (tensile or compressive) in thin and thick layers can be obtained from the LS measurements. The adhesion in the interfaces layer/buffer and buffer/substrate is also investigated from the MD hybrid measurements. A new method based on the two-dimensional mapping of the MD peak profile was developed to assess the crystalline perfection on the semiconductor surface as a function of its finishing. A proposed quasi-perfect crystal model. between the ideally imperfect and the highly perfect crystal, appears in the light of the results. The method allows to observe that the mechanic-chemical polishing applied to the GaAs(001) substrate surface finishing increases the sample mosaic spread in the surface plane. It also shows that for mechanic polished Ge(001) samples. the peak profile is similar to the one simulated with the ideally imperfect crystal model. After the chemical polishing the quasi-perfect crystal model has to be used in order to explain the obtained profile Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Mário Antônio Bica de Moraes Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Filmes isolantes de polímeros orgânicos e filmes compósitos de polímero e metal foram preparados em descargas de gases orgânicos em vácuo. Os filmes isolantes foram depositados em descargas DC e RF de acetileno, etano, propano e benzeno enquanto que os filmes compósitos foram obtidos numa descarga DC de uma mistura de acetileno e argônio. Neste caso, átomos ejetados do cátodo são co-depositados com o polímero. Níquel, ouro e prata foram utilizados como material do cátodo. A composição, a estrutura química, a morfologia e as propriedades ópticas e elétricas destes filmes são descritos nesta tese. A taxa de erosão dos polímeros utilizando um plasma RF de oxigênio foi também investigada. Dois sistemas de vácuo foram utilizados para a deposição dos filmes. Num dos sistemas, o sistema DC, a descarga luminescente foi produzida entre dois eletrodos circulares e paralelos conectados a uma fonte DC. No outro sistema, o sistema RF, a descarga foi mantida num reator tubular de vidro por meio de dois eletrodos anulares externos conectados a uma fonte RF. Inicialmente o processo de deposição foi caracterizado nos dois sistemas através das medidas da taxa de deposição em função da pressão do gás, fluxo e potência aplicada à descarga. Diversas modificações foram feitas nos sistemas com a finalidade de otimizar as taxas de deposição. A estrutura química do acetileno, etano, propano e benzeno polimerizados a plasma foi estudada por espectroscopia de transmissão na faixa ultravioleta-visivel, foram determinadas as constantes ópticas n e k, o coeficiente de absorção e o gap óptico de alguns dos polímeros obtidos. Cálculos envolvendo estes parâmetros permitiram alguma visualização da estrutura de bandas eletrônicas destes materiais. Observações por microscopia eletrônica de transmissão nos filmes compósitos de acetileno polimerizado a plasma. Com níquel, ouro e prata mostraram uma distribuição de pequenas partículas embebidas na matriz polimérica. O tamanho das partículas e a proporção do metal nestes filmes foi determinada e mostrou-se dependente dos parâmetros de deposição. O transporte de carga nos filmes foi estudado através de medições da condutividade elétrica em função da temperatura. A mobilidade de portadores, densidade e constante de Hall foram também medidas. Do espectro de transmissão ultravioleta-visivel foram determinadas as constantes ópticas de um compósito. Os resultados das medidas de transmitância se ajustam muito bem aos cálculos teóricos utilizando a teoria de Maxwell Garnett Abstract: Insulating organics polymer films and conducting composite polymer-metal films were prepared in plasmas of organics gases in vacuum. The insulating films were deposited in DC and RF discharges of acetylene, ethane, propane and benzene while the composite films were obtained in DC discharges of a mixture of acetylene and argon. In this case, sputtered metal atoms from cathode were co-deposited on the polymer films. Niquel, gold and silver have been used as cathode materials. The composition, the chemical structure, the morphology and the electrical and optical properties of these films were studied and the results are presented in this thesis. The etch rate by an oxygen RF plasma was also investigated. Two vacuum systems have been used. In one of them, the DC system, the glow discharge was produced between two circular parallel electrodes connected to a DC power supply. In the other one, the RF system, the discharge was sustained in a glass tubular reactor by means of two, external ring electrodes capacitively connected to a RF source. Initially, the deposition process was characterized in both systems by measurements of the rate of deposition as a function of gas pressure, gas flow and applied power to the discharge. Several improvements were made in the systems in order to achive higher deposition rates. The chemical structure of plasma polymerized acetylene, ethane, propane and benzene were studied by infrared transmission spectroscopy. By means of ultraviolet-visible transmission measurements, the optical constants n and k, the absorption coefficient and the optical gap of some of the polymers have been determined. Computations involving these parameters have led to some insights in the electronic band structure of these materials. Transmission electron microscopy observations in composite films of plasma polymerized acetylene incorporated with nickel, gold and silver have shown a distributions of small metal particles imbedded in the polymer matrix. The size and proportion of metal in these films were found to depend on the deposition parameters. The charge transport, in these films was studied from electrical condutivity measurements as a function of temperature. Carrier mobility, density and Hall constants were also measured. From ultraviolet-visible transmission spectra the optical constants of some of the composite films were determined. The measured transmittance data were found to be in excellent agreement with the theoretical calculations using the Maxwell Garnett theory Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Wolfgang May Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Na primeira parte do trabalho, desenvolvemos as condições termodinâmicas para o estudo dos dois mais importantes mecanismos de transporte em sólidos: reações controladas por difusão e controladas na interface. A dependência do tempo do crescimento das fases dos produtos de reação foi determinada como um critério decisivo para a caracterização do tipo de reação. Como exemplos experimentais, foram estudadas as reações nos sistemas Fe-Ti e no sistema: SiO2-A1. A formação de fases intermetálicas FeTi e Fe2Ti foi analisada como um processo controlado por difusão, enquanto que a formação da fase Al2O3 mostrou ser um processo controlado por reação na interface Abstract: Not informed. Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: David Comedi Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" Resumo: Neste trabalho, apresentamos resultados experimentais de um estudo de pinholes em filmes finos de a-Ge0.9Si0.1: H e a-Ge0.9Si0.1. As amostras foram depositadas pela técnica de Ion Beam Sputtering Deposition, usando kriptônio e argônio como gás de sputtering. Os pinholes foram observados por microscopia óptica em amostras crescidas sobre vidro usando diferentes pressões parciais de hidrogênio, em 6 e 12 regiões de 1mm2 escolhidos aleatoriamente perto do centro das amostras. A concentração de hidrogênio nas amostras foi determinada por medidas de transmitância no infravermelho. Foi observado um aumento imediato do numero médio de pinholes em função do tempo de armazenamento das amostras a temperatura ambiente, atingindo-se uma saturação após 20 dias aproximadamente. O número médio de pinholes a qualquer tempo depois da deposição é maior conforme a concentração de hidrogênio na amostra aumenta. Foi também medido o stress nos filmes em função do tempo o qual manteve-se constante dentro da margem de erro. Para explicar estes resultados, propor-se um modelo teórico, baseado em observações prévias reportadas na literatura, o qual considera as bolhas como precursores dos pinholes nos filmes. Para determinar os parâmetros do modelo fez-se um estudo da altura das bolhas usando um profilômetro e do diâmetro das mesmas por microscopia óptica. O ajuste do modelo teórico aos dados experimentais é bom, e os parâmetros obtidos a partir do mesmo não estão em contradição com os dados disponíveis na literatura Abstract: In this work, experimental results of a study of pinholes in a-Ge0.9Si0.1: H and a-Ge0.9Si0.1thin films are presented. These films were prepared using the ion beam sputtering deposition technique, with krypton and argon as working gases and using different hydrogen partial pressures. The pinholes were observed by optical microscopy in films deposited on corning glass substrates, in 6 and 12 regions of 1 mm2 random selected near to sample¿s center. The concentrations of hydrogen in the samples were determined by infrared transmission spectroscopy. We have observed immediate increase of the average number of pinholes with sample storage time at room temperature, attaining saturation after 20 days approximately. The average number of pinholes at any time after the deposition is higher as the sample hydrogen concentration increases. We have also measured the stress in the films as a function of time, which was constant within the experimental error. In light of the results, we have suggested a theoretical model based on prior observations reported in the literature, which consider the bubbles as the precursors of pinholes in the films. To determine the parameters of the model, we performed a study of the bubbles height using a perfilometer and of their diameter by optical microscopy. The agreement of the model with the experimental dataset is good, and the parameters obtained are not in contradiction with the data available in the literature Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Marcos Cesar de Oliveira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Esta dissertação tenta contribuir ao entendimento das possíveis interconexões entre a Teoria de Informação Quântica e Matéria Condensada, um novo campo de pesquisa em amplo desenvolvimento. Mais especificamente, investigamos o papel do emaranhamento, ou correlações quânticas, em transições de fase quânticas contínuas. Enquanto o papel do primeiro na Teoria de Informação dispensa apresentação, as últimas são de grande interesse por exibir um comportamento universal, o qual se origina na divergência de um comprimento de correlação. É esta origem mútua em correlações de ambos os fenômenos que cria uma expectativa de uma possível relação entre estes. Nosso trabalho, embasado no estudo do modelo XY unidimensional em um campo transverso, aponta evidências de um favorecimento do emaranhamento multipartite em detrimento do bipartite na transição, e assim da importância do primeiro no estabelecimento de correlações de longo alcance. Nessa tarefa, acabamos por definir uma classe de medidas de emaranhamento multipartite, generalizando o Emaranhamento Global introduzido por Meyer e Wallach em2002. Mostramos que algumas destas classes provêem informações adicionais à do Emaranhamento Global, além de serem escritas de forma simples em termos de funções de correlação. Tal simplicidade permite o estabelecimento de uma relação formal entre uma dessas classes e transições de fase sinalizadas por divergências na energia. Ao final estudamos o papel da quebra de simetria no emaranhamento bipartite e multipartite, evidenciando, uma vez mais, a maior importância do último em relação ao primeiro. Em uma segunda parte, examinamos o uso de estados de produtos de matrizes na aproximação de estados fundamentais de sistemas críticos. Estes estados podem ser vistos como o ansatz utilizado no Grupo de Renormalização de Matriz Densidade (DMRG), quando este é encarado como um método variacional. Analisando o poder de aproximação de tais estados, agora no modelo de Ising, descobrimos que a "dimensão" do ansatz (ou número de graus de liberdade renormalizados) é uma variável relevante do grupo de renormalização de maneira análoga ao tamanho finito do sistema. Isto possibilita uma análise de escala em relação a essa "dimensão" dos estados de produto de matrizes, com uma possível obtenção de propriedades críticas a baixo custo computacional Abstract: This thesis attempts to contribute to the understanding of possible connections between Quantum Information and Condensed Matter theories, a new field of research in broad development. Specifically, we investigated the role of entanglement, or quantumcorrelations, in continuous quantum phase transitions. While the importance of the first in the theory of Quantum Information is well known dispense presentation, the latter are of great interest as they exhibit a universal behavior, which descent fromthe divergence of the correlation length. This mutual origin of both in correlations is what creates an expectation of a possible link between them. Our work, based on the study of XY dimensional model in a transverse field, brings evidence of multipartite entanglement being favored, in detriment of bipartite in the transition, and thus in the importance of the first in the establishment of long-range correlations. During our journey, we define a class of measures of multipartite entanglement, generalising the Global Entanglement introduced by Meyer and Wallach in 2002. We show that some of these classes provide additional information to the Global Entanglement, as well as being written in a simple way in terms of correlation functions . This simplicity allows the establishment of a formal relationship between those classes and phases transitions marked by non-analycities in the energy. At the end, we studied the role of spontaneous symmetry breaking in the bipartite and multipartite entanglement, demonstrating once again a major role of the last over the first. In a second part, we examine the use of Matrix Product States to approximate ground states of critical systems. This class of states can be seen as the ansatz used in the Density Matrix Renormalization Group (DMRG), when this one is understood as a variational method. Analyzing the power of approximation of these states, now in Ising model, we found that the "dimension" of the ansatz (or number of renormalized degrees of freedom) is a relevant variable in the renormalization group, in a analogous way to the finite size of the system. This enables an analysis of scaling regarding the "size" of Matrix Product States, with a possible acquisition of critical properties at low computation cost Doutorado Física da Matéria Condensada Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Ourivio Escobar Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Desde os primeiros Raios Cósmicos de alta energia detectados por Pierre Auger na década de 30, toda a comunidade de Física de Radiação Cósmica procura técnicas matemáticas e métodos estatísticos mais adequados para analisar estes eventos. Estes processos de análise são imprescindíveis na estimativa da energia da partícula primária, bem como no cálculo do ângulo de chegada q . A estimativa desta energia e do ângulo q é o final de toda uma rede de trabalho e o começo de uma nova linha de pesquisa na busca pelas possíveis fontes que produziram tais eventos. Ao longo deste trabalho refizemos o princípio de reconstrução dos "chuveiros de Auger", os chamados "Chuveiros Atmosféricos Extensos" ( C.A.E.), utilizando um conceito relativamente novo de estatística, hoje denominada Estatística Robusta. O Método dos Mínimos Quadrados ou Least Square -LS, apresentado por Gauss e Legendre, possuía limitações que eles próprios já reconheciam e tentaram resolver, sem sucesso. Desde fins do século XVIII e come¸ co do século XIX, os métodos estritamente paramétricos, em especial o Método dos Mínimos Quadrados e a média aritmética, foram questionados quando utilizados para descrever distribuições pouco comportadas ou com grandes utuações. Algumas das principais questões estavam relacionadas a como tratar pontos muito distantes da distribuição principal (os chamados outliers) e como estes influenciavam a própria distribuição. A saída convencional mais utilizada foi a rejeição dos outliers e de pontos que apresentassem grandes desvios em relação a média. Porém, a perda de informações sobre a própria distribuição tornava-se inevitável. O modelo paramétrico mostrou-se apenas uma aproximação da realidade, uma vez que as flutuações, apesar de serem consideradas, não são "bem-vindas"; são vistas apenas como um erro inerente à observação. Então, no fim do século XIX apareceram as primeiras tentativas de extrair informação das flutuações, classificando-as e as considerando parte integral da descrição da distribuição. Se um método estatístico for capaz de descrever os dados observados, incluindo e classificando as flutuações inerentes, este passa a ser conhecido como "Método Robusto" ou "Estatística Robusta", onde a nomenclatura "Robusta" está relacionada à capacidade do método ou modelo de "resistir" às flutuações fornecendo uma descrição da realidade com razoável independência destas mesmas flutuações. Com base em dois métodos robustos, Mínima Mediana Quadrada (Least Median Square - LMS) e Mínimos Quadrados "Aparados" (Least Trimmed Square - LTS), aplicamos estes nos ajustes da Função Distribuição Lateral de Chuveiros (Lateral Distribution Function - LDF) extraindo o valor de S 1000, parâmetro necessário para estimar a energia da partícula primária. Os valores para S1000 calculados a partir de estatística convencional (Mínimos Quadrados) e estatística robusta (LMS e LTS) são comparados. O valor de S1000, para chuveiros de mesma energia, depende do ângulo q dos primários, já que o CAE sofre atenuação na atmosfera, atenuação esta tanto maior quanto maior, for q . Para levar em conta a atenuação no cálculo do espectro de energia, em que todos os ângulos de chegada são considerados (até 60 graus), é introduzido o parâmetro S38, onde 38 graus é a mediana dos dados do Auger. A atenuação é calculada usando-se o método do Constant Intensity Cut (CIC) o qual depende da validade de várias hipóteses. As três hipóteses supostas pela Colaboração Auger são apresentadas neste trabalho. Correlacionamos, assim, todos os novos valores de S38 com os valores da chamada "Energia Híbrida", obtida diretamente do programa de análise da Colaboração Auger. Esta correlação nos permite recorrigir a energia com base em detecção híbrida, que é a grande vantagem do Observatório Pierre Auger. Esta correlação nos permite estabelecer a escala de energia ou calibração do detector de superfície com base na determinação calorimétrica da energia feita pelo detector de flurescência, que é o grande avançoo trazido para o campo pelo Obvservatório Pierre Auger. Com os novos resultados de energia, refizemos os cálculos de minimização para a correlação de radiação cósmica com fontes extra-galácticas obtendo correlações que não estão em correspondência biunívoca com aquelas obtidas pelo método convencional de análise. Por fim fazemos uma análise das próprias estações outliers tentando extrair alguma informação relacionada à performance do detector de superfície. Os apêndices incluídos após as conclusões foram colocados neste trabalho apenas por motivos didáticos como consulta rápida para o leitor leigo em métodos de detecção de radiação cósmica Abstract: Since the first ultra high-energy cosmic rays detected by Pierre Auger (the 30s) the entire community of Physics of Cosmic Rays search for mathematical techniques and more appropriate statistical methods to analyze these events. These analysis processes are essential for the estimate of the energy of the primary particle as well as in the calculation of the angle of arrival q . The estimate of the energy and the angle q is the end of a long chain of analysis and the beginning of a new line of research in the search for the possible sources that produced such events. Throughout this work we re-analysed the reconstruction chain of the "Auger showers", the socalled "Extensive Air Showers - EAS", using a relatively new concept of statistics, known as Robust Statistics. The Least Square Method - LS, presented by Gauss and Legendre had limitations already recognized by themselves who tried to overcome them without success. Since the end of the eighteenth century and beginning of the nineteenth century, strictly parametric methods, especially the Least Squares and the arithmetic average, were questioned when used to describe distributions with bad behavior or with large uctuations. Some of the main issues were related to how to deal with points far way from the main distribution (the so-called outliers) and how it in uenced the main distribution. The more conventional way out used was the rejection of the outliers and points that produced large deviations from average. But the loss of information about the distribution was inevitable. The parametric model proved to be only an approximation of reality, since uctuations, despite being considered, are not "welcome"; are seen only as an error inherent in observation. Then, at the end of the nineteenth century there appeared the first attempts to extract information from uctuations sorting them out and considering them as an integral part of the description of the distribution. Whether a statistical method is able to describe observed data, including and sorting the uctuations inherent, then becomes known as "Robust Method" or "Robust Statistic", where the nomenclature "Robust" is related the ability of the method or model to "Resist" the uctuations by providing a description of reality with reasonable independence these same uctuations. Based on two robust methods: Least Median Square - LMS and Least Trimmed Square - LTS; we apply these to adjust the Lateral Distribution Function - LDF extracting the value of S1000, parameter needed to estimate the energy of the primary particle. The values for S1000 calculated from conventional statistic (Least Square) and robust statistic (LMS and LTS) are compared. The parameter S1000 is dependent on the angle of arrival of the shower, then we apply a correction factor called S38. This correlates S1000 and and, currently, there are several ways to calculate this factor. The three hypotheses most used by Auger Collaboration are presented in this work. We then correlate all new values of S38 with the values of the so-called "Hybrid Energy", obtained directly from analysis software of the Auger Collaboration. This relationship allows us to correct the energy based on hybrid detection that is great advantage of the Pierre Auger Observatory. This relationship allows us to establish the energy scale or calibration of the surface detector on the basis of the calorimetric determination of the energy done by the uorescence detector which is the great advancement brought to the field by the Pierre Auger Observatory. With the new results for the energy we reanalysed the the correlation with extra-galactic sources of cosmic ray getting new correlations, which are absent in the conventional methods of analysis. Finally we make an analysis of the surface stations outliers by themselves trying to extract some information relevant for their performance. Appendices included after the conclusions were placed in this work only for a rapid consultation by lay readers in methods of detection of cosmic rays Doutorado Teorias Específicas e Modelos de Interação ; Sistemática de Particulas : Raios Cósmicos Doutor em Ciências

Orientador: Inacio Malmonge Martin Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" Resumo: As correlações da atividade solar com o clima foram investigadas em regiões de baixas latitudes da América do Sul. Em algumas regiões da Terra, os ciclos de 11 e 22 anos (anti)correlacionam, por exemplo, com a variação dos níveis de chuvas. O mecanismo responsável por esta correlação ainda não é conhecido. Nós estudamos dados atualizados das variações dos níveis de chuvas de três estações meteorológicas ao longo do território brasileiro (Fortaleza, CE : 3° 45¿ S, 38° 31¿ W; Campinas, SP: 22° 53¿ S, 47° 04¿ W; Pelotas, RS: 31° 45° S, 52° 21¿ W), de 1849 até 1999. Análises periódicas do nível anual de chuvas em Pelotas e em Fortaleza mostram uma periodicidade pronunciada a cada duas décadas que se estendeu por aproximadamente 100-150 anos com grande variação de amplitude. Análises estatísticas mostram que as chuvas (anti)correlacionam com o ciclo solar magnético de 22 anos: ¿77,2% ± 4,4% (1854 ¿ 1940) e 80% ± 5,4% (1950 - 1994), em Fortaleza; 60% ± 13% (1898-1928) e - 84% ± 4% (1929-1994), em Pelotas. A correlação da variação do nível anual de chuvas com a periodicidade de 24 anos característica do modelo de acoplamento oceano-atmosfera é de -50,62% ± 7,5% em Fortaleza (1854-1994) e de 47,69% ± 7,84% em Pelotas (1898-1994). Uma correlação de curto prazo (diária) dos níveis de chuvas com o fluxo de partículas de eventos GLE e Forbush e com fronteiras de setores magnéticos do campo magnético interplanetário atravessando a Terra durante aproximadamente 50 anos de observações foram pesquisadas considerando que partículas carregadas possam alterar a transparência da atmosfera. Este estudo é importante como instrumento científico para a solução do problema da conexão Sol-Terra e para a previsão do tempo a longo prazo na região da América do Sul Abstract: The correlations of solar activity with climate were investigated at low latitudes in the South American region. In some regions of the Earth, the 11 and 22-years cycles (anti-)correlate, for example, with the variation of rainfall level. A mechanism causing this correlation is still not known. We studied actualized data of rainfall variations in three meteorological stations that cover practically whole latitude range of Brazil (Fortaleza, CE: 3° 45¿ S, 38° 31¿ W; Campinas, SP: 22° 53¿ S, 47° 04¿ W; Pelotas, RS: 31° 45° S, 52° 21¿ W), from 1849 up to 1999. Periodic analysis of the annual rainfall level in Pelotas and in Fortaleza shows a pronounced bidecadal periodicity that extended for about 100-150 years with great variation of amplitude. Statistical analysis shows the rainfall (anti)correlate with the 22-year solar magnetic cycle: ¿77,2% ± 4,4% (1854¿1940) and 80% ± 5,4% (1950-1994), in Fortaleza; 60% ± 13% (1898-1928) and - 84% ± 4% (1929-1994), in Pelotas. Correlation of variation of annual rainfall level with the 24-year periodicity characteristic for ocean-atmospheric coupling model is -50,62% ± 7,5% in Fortaleza (1854-1994) and 47,69% ± 7,84% in Pelotas (1898-1994). A short term (daily) correlation of rainfall level with the particle fluxes of GLE and Forbush events and with the magnetic sector boundary of interplanetary magnetic field crossing by Earth during ~ 50 years of observations were searched minding that charged particles could change transparency of the atmosphere. This study is important both as scientific instrument for solution of Sun-Earth connection problem and for long term forecasting of the weather in South American region Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Carlos Henrique de Brito Cruz Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Descrevemos neste trabalho, o desenvolvimento de chaves elétricas fotocondutivas, utilizadas no estudo da geração e aplicação de transientes elétricos de subpicos-segundos. A análise dos transientes elétricos foi feita pela técnica de amostragem eletro-óptica com um cristal de LiTaO3. Esta técnica explora as propriedades do laser de pulsos ultra curtos (FWHM £ 100 fs) em 625 nm com uma energia de 0.1 nJ, operando a uma taxa de repetição de 100 MHz, assim como o tempo de resposta quase instantânea ( £ 50 fs) do efeito Pockels. Estas características são imprescindíveis tanto na geração do transiente elétrico rápido em GaAs e InP, quanto na técnica de amostragem de alta velocidade. Obtivemos um dispositivo eletro-óptico com uma largura de banda de 0.78 THz. i.e. um sistema de medida de sinais elétricos com uma resolução de 0.46 ps. A performance deste dispositivo associada a outras vantagens desta técnica, tal como a amostragem de sinais elétricos em circuitos integrados, sem contato com o mesmo, torna-o único no estado da arte de amostragem de sinais elétricos ultra-rápidos. A resolução deste dispositivo permitiu o estudo de efeitos de dispersão sobre um transiente de picossegundo, quando se propaga em microlinhas de transmissão coplanar, monstrando-nos a importância do efeito da dispersão material, para sinais com uma largura de banda próximo de THz. Também estudamos o efeito de "overshoot" que ocorre na resposta de chaves elétricas de GaAs e InP, quando excitados por pulsos ópticos de 100 fs. Mostramos que o efeito se deve principalmente ao efeito de cargas espaciais desenvolvido na chave elétrica Abstract: We describe in this thesis the development of photoconductive switching technique, utilized in the generation and aplication of the subpicosecond electrical transients. A LiTaO3 crystal was used to sample the electrical signal. The generation of the ultrafast electrical transient with GaAs and InP switches and also in the electro-optic sampling techinique, we exploits the properties of the ultrashort pulse laser on 625 nm with 100 MHz repetition rate, as well as the ultrafast response time (£ 100 fs) of the Pockels effect to generate the electrical transient (with GaAs and InP switches) and also in the electro-optic sampling technique. We measured a electrical signal with 0.46 ps rise time, wich corresponds a 0.78 THz bandwidth to eletro-optical sampling system. The electro-optical technique with this performance and the other advantage, e.g. the noncontact sampling of integrated circuits, become this techinique unique in high speed sampling systems. This resolution allowed us the study of dispersion effects on ultrafast electrical signal propagation in coplanar transmission lines, showing the material dispersion effect on the picosecond electrical pulse propagating on transmission lines. We also study the overshoot effect on the electrical response of the picosecond electrical switchs of GaAs and InP, when pumped by a 100 fs pulse laser. We conclude from these measurements that the overshoot effect is caused by the spatial charge developed on the electrical switch Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Artemio Scalabrin Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho são apresentados novas técnicas desenvolvidas para produção de pulsos de duração ultracurta ( < 1 ns ) com lasers. A técnica de auto injeção aplicada aos lasers de NdYAG e de corante bombeado com lâmpada permitiu a obtenção de pulsos sincronizáveis, de baixo "jitter" ( < 1ns ) e duração tão curto como 200 ps, atingindo potência de pico de 100 MW. Com uso de compressão não linear com absorvedor saturável pulsos com 8 ps e 1 GW foram obtidos num laser a NdYAG, novamente em forma sincronizável e estável. No laser de corante bombeado com laser de Argônio obtivemos pulsos com 40 ps, sincronizáveis de 5700 Å a 6200 Å com potência média de 20 mW e uma taxa de repetição de 110MHz. Com o uso de uma cavidade em anel e em regime de acoplamento passivo de modos este laser forneceu pulsos com duração abaixo de 170 femtosegundos e potência de pico de 1,4 kW, em modo extraordinariamente estável. Com o laser de CO2 de descarga elétrica transversal, o uso do acoplamento passivo permitiu a obtenção de pulsos com duração de 1 ns e foi desenvolvido o projeto de um sistema para obtenção de pulsos de picosegundos baseado numa chave a semicondutor controlado por luz. Para cada um dos sistemas novos desenvolvidos foi elaborado um modelo teórico que permitisse otimizar o funcionamento e avaçar o entendimento de fenômenos envolvendo pulsos laser ultracurtos Abstract: In this work we describe new techniques which have been developed for the generation of ultrashort duration laser pulses. The self injection technique used in conjunction with the NdYAG and flashpumped dye lasers allowed the obtention of subnanosecond pulses with very good synchronizability and jitter characteristics. Pulses with 200 ps and 100 MW peak power were obtained. The use of nonlinear pulse compression with an intracavity saturable absorber led to the generation of 8 ps, 1 GW pulses with the NdYAG laser, with much better performance than passive mode locking. With the argon laser pumped dye laser we generated 40 ps pulses tunable between 5700 Å and 6200 Å at an average power of 20 mW and repetition rate of 110 MHz. In the ring configuration with a saturable absorver this laser produced pulses shorter than 170 femtoseconds and peak power of 1.4 kW. With the transverse discharge CO2 laser we use passive mode locking to obtain 1ns pulses and designed an injection mode locking system based on a laser controlled semicondutor light gate capable of generating pulses as short as 50 ps in the infrared. For each of the new systems we developed a theoretical mode which allowed performance optimization and an improvement in the understanding of ultrashort laser pulse phenomena Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Antonio G. Trigueiros Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Um trabalho experimental de obtenção de placas fotográficas, onde são registradas as transições utilizando um q-pinch como fonte de radiação, é apresentado. A confecção de uma tabela contendo os dados espectroscópicos e a extensão da análise do espectro do Ar V, é então conseguida. O espectro do Kr V utilizando dados do q-pinch de Lund, também é estendido. Uma análise via sequência-isoeletrônica para o Ar VII, revela a necessidade da alteração de valores da maior parte dos níveis até então conhecidos e aceitos. Essa análise então, extensivamente ampliada para todo o complexo (3,3) e fazendo uso da tabela do CIOp sobre o Ar, envolveu 35 níveis, dos quais 31 são novos e 76 transições, das quais 64 são novas. O ajuste dos parâmetros HF, a composição de auto-vetores e a otimização dos níveis energéticos, terminando a análise são determinados pelo uso de códigos computacionais Abstract: An experimental work for obtaining photographic plates, where transitions from a q-pinch as a radiation source were recorded, is presented. A table of data and the extension of the analysis of Ar V spectrum are produced. Using data from Lund q-pinch, the Kr V spectrum is also obtained. An analysis, using the iso-electronic sequence for Ar VII, showed the need for alteration of most existing well-known accepted energy level values. Extending such analysis to the whole complex (3,3) and using CIOp table for Ar, allowed to cover 35 levels (31 of which are new) and 76 transitions (64 of which are new). Concluding the analysis, the fitting of HF parameters, leading percentage and energetic level optimization are determined using computer codes Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Yoshikazo Ernesto Nagai Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Não informado Abstract: Not informed Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Carlos A. Arguello Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Com a utilização de um filtro de I2, substância esta que possui transições de frequência situada no interior do intervalo de varredura ( 8 GHz ) do sistema, foi possível elaborar um novo método de espectroscopia próprio para pesquisas próximas à linha do laser, ângulos de observação pequenos, como Brillouin, ou Rayleigh wings e espalhamento Rayleigh. Sistema de resolução limitada pela largura de linha do I2 ( 0,85 GHz ) e pelo pequeno intervalo de varredura, mostrou ser, em contrapartida, um eficiente método de investigação, além do que, sua simplicidade traduz-se em baixos custos se comparado aos métodos "tradicionais" que implicam em uso de espectrômetro de alta resolução ou Fabry Perot Abstract: Not informed. Mestrado Física Mestre em Física

Orientadores: Wolfgang May, Ennio Peres da Silva Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Exames em Ni nanocristalino (grão médio de 10 e 100nm) mostram que a permeação de hidrogênio é muito maior que em Ni microcristalino (grão médio > 1mm). Isto é decorrência de um aumento da solubilidade do hidrogênio nas regiões de contorno de grão e uma alteração significativa da constante de difusão, que cresce em duas ordens de grandeza acompanhando o aumento da atividade do hidrogênio. Para pequenas densidades de corrente catódica (

Orientador: Sergio Gama Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Amostras de YBa2(Cu1-xMnx)3O7-d , x = 0,0, 0,01, 0,025, 0,05, 0,075, 0,10, 0,15 e 0,20, foram sintetizadas às temperaturas de 950º, 970º e 1020º C. As amostras foram caracterizadas por difração de raios ¿ X, metalografia óptica, resistividade elétrica e susceptibilidade magnética. Supercondutividade ao redor de 92 K foi observada para todas as amostras. O limite de solubilidade do Mn no composto YBa2Cu3O7-d é muito baixo, menor que x = 0,005. Isto implica em precipitação de fases adicionais não supercondutoras e de estequiometrias Y2BaCuO5 e Ba3Mn2O8. A precipitação destas fases altera substancialmente a microestrutura dos compostos, fato este observado principalmente na série de 970º C. Para esta série foi observada uma anomalia induzida pela microestrutura nas propriedades de transporte de calor Abstract: Samples of the compounds YBa2(Cu1-xMnx)3O7-d , x = 0,0, 0,01, 0,025, 0,05, 0,075, 0,10, 0,15 e 0,20, were sintered at. 950º, 970º e 1020º C. These samples were characterized by X ¿ ray diffraction, optical metallography, electrical resistivity and magnetic susceptibility. Superconductivity around 92 K for all samples. The YBa2Cu3O7-d solubility limit for Mn is very small, less than x = 0,005. This fact means precipitation of non-superconducting additional phases, whose stoichiometric were identified as Y2BaCuO5 and Ba3Mn2O8. The presence of this phases changes substancially the microstructure of the samples. This effect being greater for the samples sintered at 970º C. For this series of samples it was observed na anomaly in the thermal transport properties induced by the microstructural modifications Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Navin B. Patel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: A existência de pouquíssimos dados experimentais sobre recombinações radiativas em laser de heteroestrutura dupla de semicondutor com a variação da temperatura nos levou a empreender este trabalho. Os lasers modernos de heteroestrutura dupla (HD), que apresentam densidade de corrente. Limiar (Jth) pequena, comparado com os lasers de homoestrutura e heteroestrutura simples (HS), não tem sido estudados o suficiente de maneira que existem poucos dados experimentais de perdas (a) e densidade de corrente limiar a baixas temperaturas. A observação destes e outros dados experimentais como: tempo de vida médio do elétron (Ts) e eficiência quântica externa (h) é de grande interesse para cálculos teóricos que possam vir a explicar o comportamento das recombinações radiativas nos lasers de semicondutor. Neste trabalho apresentamos um comportamento de Jth versus temperatura não muito comum e valores de Jth nunca antes observados para laser de HD a baixas temperaturas (80A/cm2 a 10K). A curva Jth x T apresenta-se decrescendo exponencialmente a baixas temperaturas, contrario ao que se observa comumente para lasers de homojunção, heteroestrutura simples e os primeiros lasers de HD que foram fabricados (1970a.d). Comumente se observa saturação de Jth a baixas temperaturas (menor que 50 Kelvin). Vários tipos de experiências complementares foram executadas na tentativa de explicar o comportamento de Jth x T. Estas experiências nos levaram ao cálculo de Ts, h e a dos lasers em várias temperaturas. As conclusões a que chegamos são: a) O mecanismo de recombinação radiativa é banda a banda. pelo menos para temperaturas acima de 80K, b) As perdas internas dependem fortemente da temperatura, c) A eficiência quântica interna diferencial é constante e aproximadamente igual a 1 para temperaturas de 10 a 300K e d) A saturação de Jth a baixas temperaturas para certos tipos de lasers, depende do comprimento de difusão do portador minoritário na região ativa. A parte inicial deste trabalho apresenta algumas características e alguns aspectos do desenvolvimento do laser de semicondutor. (*) Os resultados deste trabalho foram aceitos para apresentação na: V IEEE - Conferência Internacional de Laser de Semicondutor - Japão - setembro de 1976 Abstract: There is a lack of experimental data about radiative recombination mechanisms in double heterostructure (DH) semiconductor lasers with variation of temperature. The modern DH lasers which show low threshold current densities compared with earlier lasers (1970a,d), have not been studied sufficiently and hence there is little experimental data about loss (a) and threshold current density (Jth) at low temperatures. The observation of these and other experimental data like: electron lifetime (Ts) and quantum efficiency (h) have great importance in theoretical calculations. This work shows a Jth x T relationship not very common and, at low temperature, a Jth value never observed before (80 A/cm2 at 10K) for DH lasers. The threshold current density continues to decrease exponentially to the lowest temperature studied (10 K), contrary to the observed in SH, homojunction and earlier DH lasers. The common behaviour is the saturation of Jth at low temperatures. Several types of complementary experiments were done to explain the Jth x T behaviour. These experiments gave us values of Ts, h and a for our lasers. The conclusions are: a) The radiative recombination mechanism is band to band at least for temperatures above 80K degrees. b)The internal loss depends strongly on temperature. c) The differential internal quantum efficiency is constant and approximately equal to 1 for all temperatures between 10 to 300K degrees and d)The Jth saturation at low temperatures depends on the diffusion length of minority carriers in active region, and the width of the latter. In the initial part of this work we present a resume of GaAs lasers development Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Carlos J. A. Quadros Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo:Calorímetro do tipo adiabático e equipamentos, para medida de calor específico de sólidos, para a faixa de 0,3 a 4,2 K são descritos. De 4,2 a 1,2 K a mostra é resfriada com He4 líquido e de 1,2 a 0,3 k com um refrigerados de He3 líquido. A temperatura do refrigerador de He3 é obtida por meio de medida de pressão de vapor num medidor eletrônico de pressão. Abaixo de 0.6 K correção devida a diferença de pressão termomolecular é feita na medida de valor do He3. Calor específico de NiCl26NH3 medido neste calorímetro é apresentado, obtendo-se uma transição antiferromagnética acompanhada de picos a 1,05 e 1,50 K Abstract:A colorimeter of the adiabatic type and equipment for measurement of the specific heat of solids are described, for the range of temperatures from 0,3 K to 4,2 K. The sample is cooled by means of the He4 bath (4,2 K to 1,2 K) and by a He3 refrigerator (1,2 K to 0,3 K). The temperature of He3 refrigerator is obtained by vapor pressure measurement in an electronic pressure meter. Down to 0,6 K a correction of thermomolecular pressure difference is made in measurements of the He3 vapor pressure. Specific heat of NiCl26NH3 measured in this calorimeter is given. In this material an antiferromagnetic transition was found with peaks at 1,05 K and 1,50 K Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Gilda Dalcanale Meneses Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Usando uma Representação Analítica para a Amplitude de Born, em forma simplificada, foram estudados dois problemas distintos. Um tratando da energia de dispersão entre os membros de cada um dos sistemas He - Ne, He - H2 e H2 - H2; o outro considerando o espalhamento inelástico elétron-átomo em segunda aproximação de Born, envolvendo as transições 1 1S ® 2 1S and 1 1S ® 2 1P do átomo de Hélio e 1S ® 1 s2 (I 3s' {1/2}10 ; MJ >) do átomo de neônio. No estudo desta ultima excitação foi adotado o esquema de acoplamento de Cowan e Andrew. Os resultados obtidos foram comparados com cálculos teóricos e dados experimentais disponíveis na literatura Abstract: Two distinct problems have been studied using simplifield Born's Amplitude Analytical Expressions. The first problem deals with the dispersion energy between the constituent members of the systems He - Ne, He - H2 and H2 - H2. In the second problem second order Born Approximation has been used for the Electron - Atom Inelastic Scattering for the transitions 1 1S ® 2 1S and 1 1S ® 2 1P of helium atom and 1S ® 1 s2 (I 3s' {1/2}10 ; MJ >) of neon atom (in the case of neon we have used the coupling scheme proposed by Cowan and Andrew). The results obtained by us have been compared with the theoretical and experimental results available in the literature Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientadores: Sergio Moehlecke, M. Brian Maple Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Os supercondutores de alta temperatura crítica dopados elétrons Ln2-xCexCuO4-y (Ln = Nd, Sm, Pr) foram investigados frente as suas propriedades magnéticas e de transporte. O trabalho foi conduzido principalmente em amostras monocristalinas para o qual foi desenvolvido um procedimento de crescimento de monocristais de alta qualidade utilizando-se do método de fluxo. Constatou-se que a variação da temperatura crítica nestas amostras é alcançada principalmente através do processo de oxi-redução dado que a fase supercondutora é formada possivelmente em uma região restrita de composição do dopante Ce. Uma ênfase maior foi dada ao estudo da linha de irreversibilidade e, alinha H-T obtida através de medidas de magnetoresistência. Mostramos que apesar das semelhanças do comportamento das curvas de magnetoresistência com os supercondutores convencionais (BCS), alinha H-T extraída de medidas magnetoresistivas não parece representar o verdadeiro comportamento do campo crítico superior Hc2(T). Mostramos também, utilizando um procedimento de escalonamento, que a linha de irreversibilidade obedece um comportamento que parece ser comum a todos os supercondutores cerâmicos de alta temperatura crítica. Por último, descobrimos pela primeira vez um comportamento reentrante em supercondutores de alta temperatura crítica o qual parece ser causado pelo ordenamento antiferromagnético dos íons de Nd3+ Abstract: The magnetic and transport properties of the electron-doped high temperature superconductors, Ln2-xCexCuO4-y (Ln = Nd, Sm, Pr), were investigated. A significant part of the study was conducted with single crystal samples. For this purpose a process for growing high quality single crystal using the flux method was developed. We observe that the superconducting phase is possibly formed for a restricted range of Ce composition, therefore the variation on the superconducting transition temperature of these samples is mainly due to the oxygen reduction process. A special emphasis was given to the study of the irreversibility line and the H-T line extracted from magnetoresistance measurements. We show that despite the similarities in the behavior of the magnetoresistance curves with the conventional (BCS) superconductors, the H-T line obtained from these measurements seems not to represent the real Hc2(T). We show that the irreversibility line obeys a scaling relation that seems to be a common property of all high temperature superconductors. Finally, we show for the first time a reentrant behavior in high Tc superconductors that seems to be related with the antiferromagnetic ordering of the Nd3+ ions Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Stephenson Caticha Ellis Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: A sensibilidade S da medida de parâmetros de rede por meio da Difração múltipla ( D.M. ) de raios-X ( S. Caticha Ellis, Japan J. Appl. Phys. (1975), 14, 603-611 ) é dada por: S = 1/( gtanf cos2q1 ), onde g = /a, q1 o ângulo de Bragg para a reflexão primária, e f o ângulo formado pelo vetor reciproco H da reflexão secundária; com o plano de incidência quando H está em posição de reflexão: Pares de Reflexões múltiplas com S alto foram escolhidos e o valor do parâmetro a calculado a partir da diferença angular azimutal entre cada par. Para mono-cristais de Germânio, CuKa1 e reflexão primária ( 222 ), foram escolhidos os seguintes pares de picos : (135') ( 315' ), ( 5'13 ) ( 5'31 ), ( 11'7 ) ( 1'17 ) e ( 711' ) ( 71'1 ) todos eles verificam; 1 ) o ângulo f é o mais pequeno dando então o maior valor de S. 2 ) A separação angular da posição dos picos para cada um destes pares é de aproximadamente 0,22°, que pode ser medida diretamente. 3 ) Os quatro pares envolvem só reflexões fracas. Assim. sendo, deslocamentos dos picos devido a interações dinâmicas não são levadas em conta. O experimento foi realizado usando um gerador microfoco ajustado para se ter um foco pontual de raios-X de 50 x 50 mm, monocromatizados por um cristal curvo de quartzo ( 101'1 ). A separação angular de cada par de reflexões foi medida girando o cristal com uma velocidade de 0,003 °/min com um erro de aproximadamente 10-5 °/min. São apresentados resultados para um cristal perfeito e para um imperfeito Abstract: The sensitivity s of the measurement of lattice parameter by means of multiple diffraction ( MD ) of X-rays ( S. Caticha-Ellis, Jap, J. App1. Phys. ( 1975 ), 14, 603-611 ) is given by S = 1/( gtanf cos2q1 ), where g = /a, q1 is the Bragg angle for the primary reflection and f is the angle formed by the RELV H of the secondary reflection with the plane of incidence when H is in a reflecting position. Pairs of MD reflections with high S were chosen and the value of the parameter a calculated from the azimutal angle difference within each pair. For Ge single crystals, CuKa1 and primary reflection 222, the following four pairs were chosen: ( 135' ) ( 315' ), ( 5'13 ) ( 5'31 ), ( 11'7 ) ( 1'17 ) and ( 711' ) ( 71'1 ). All of them verify: 1 ) the angle f is the lowest thus giving the highest S. 2 ) The angular separation of the peak positions for the each of these pairs is about 0,22 degree so that it can be measured directly. 3 ) The four pairs involve only weak reflections so that the peak-shift due to dynamical interactions need not be considered. The experiments were performed by using a microfocus 50 x 50 mm point source of X-rays monochromatized by a curved quartz ( 1011 ) crystal. The angular separation of each pair of reflections was measured by rotat.ing the crystal at a speed of 0,003 deg/min with an error of about 10-5 deg/min. Results for perfect and imperfect crystals are reported Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Jorge Ivan Cisneros Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho se apresenta um estudo do eletrocromismo de filmes finos de óxido de titânio crescidos por sputtering RF. A caracterização das amostras foi feita através de eletroquímica (voltametria cíclica, cronopotenciometria e salto potenciostático) e de medidas ópticas (transmissão espectral e transmissão ou reflexão monocromáticas). Destas últimas se obteve o coeficiente de absorção molar, que relaciona a absorção de luz com a quantidade de íons Li+ intercalados nos filmes. Pela primeira vez, dados de variação de transmitância foram usados para verificar quantitativamente a intercalação de íons num material eletrocrômico. Experimentos de deintercalação galvanostática foram analisados à luz de um modelo difusional, através do qual verificou-se que o coeficiente de difusão não varia com a concentração e que a difusão ocorre numa região limitada dos filmes. Esta limitação foi interpretada como um produto das propriedades semicondutoras do óxido; especificamente, ela está relacionada com a camada de acumulação de elétrons, que surge quando o filme é polarizado a potenciais mais negativos que o potencial de banda plana do material. Foi estudada a influência da estrutura sobre a intercalação de Li+ em filmes tratados termicamente, e verificou-se o coeficiente de difusão tende a diminuir com a cristalização. Observou-se que a inserção iônica aumenta a desordem na rede, através da distorção dos ângulos e comprimentos de ligação que geram tensões internas nos filmes intercalados Abstract: In this work a study of the electrochromism of titanium oxide thin films grown by RF sputtering is presented. The samples characterization has been performed by electrochemistry (cyclic voltammetry, chronopotentiometry and potentiostatic step) and by optical measurements (spectral transmittance and monochromatic transmittance or reflectance), which allow to derive the molar absorption coefficient. This parameter relates the light absorption to the amount of inserted Li+ ions. For the first time transmittance variation data were used in order to quantitatively verify the ion insertion in an electrochromic material. Galvanostatic deinsertion experiments were analyzed with a diffusional model, from which it was verified that the diffusion coefficient does not vary with the concentration and that diffusion takes place in a limited region of the films. This limitation was interpreted as a consequence of the semiconductor properties of the oxide; specifically, it is related to the electron accumulation layer, which grows up when the material is polarized at potentials more negative than the material's flat band potential. The influence of the structure on Li+ insertion process was studied for thermally annealed films and it was verified that diffusion coefficient tends to decrease with crystallization. It was observed that ionic insertion increases the network disorder, by means of bond angles and lengths distortions which produces internal stresses in the intercalated films Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Omar Teschke Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Projetamos, construímos e analisamos uma nova opção no projeto de um laser de corante bombeado com um laser de nitrogênio. Trata-se de um laser com cavidade instável em ring. Eficiências de 40% foram medidas com potências de saída de 160 kW para 500 kW de potência de bombeamento. Um modelo teórico foi desenvolvido para esta configuração. Este modelo foi baseado nas características geométricas da cavidade e nas propriedades dos corantes e, está em ótima concordância com os resultados experimentais obtidos Abstract: We design build and analyse a new concept in the design of nitrogen pumped dye laser. It is a dye laser with unstable cavity in a ring geometry. Efficiencies up to 40% are measured when pumped with a 500 kW nitrogen laser. A new theoretical model is presented for this configuration in which only one travelling wave is present inside the cavity. The results are in good agreement with the experimental measured values Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Gilberto Medeiros Ribeiro Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Medidas experimentais foram realizadas para determinar as escalas de tempo de relaxação e decoerência do spin eletrônico como bit quântico. A estrutura dos estados de exciton foi investigada com o objetivo de servir como estados intermediários na manipulação do spin. O sistema utilizado para o estudo de decoerência é um ensemble de pontos quânticos auto-formados semicondutores. Dois temas servem como eixos centrais dos três experimentos desenvolvidos nesta tese: a polarização de spin e o fator g de Landé. No primeiro experimento, ao incluir o efeito do reservatório térmico, foi obtido o grau de polarização do spin (populações dos níveis up e down) para as camadas s e p. O desdobramento dos níveis orbitais em subníveis de spin permitiu obter a magnitude do fator g para estes estados. Mudando a orientação do campo magnético, foram observadas as anisotropias do tensor g e a sua relação com os detalhes do potencial de confinamento. Estas características permitiram inferir o tempo de relaxação T1. A medida da polarização resolvida no tempo foi realizada através de es-pectroscopia óptica de bombeio-prova. Os pulsos de luz e o campo magnético transverso permitem que uma polarização líquida seja inicializada. A rotação de Kerr permitiu observar oscilações desta polarização em torno do campo magnético com freqüência determinada pelo fator g. A perda da coerência de fase do spin resulta no decaimento destas oscilações numa escala de tempo T2. Medidas realizadas num ensemble de spins implicam em que o tempo de decoerência encontra-se limitado pela escala de defasagem T¤2< T2. Uma técnica semelhante à refocalização por spin-eco em experimentos de ressonância magnética nuclear, foi aplicada utilizando pulsos de laser para reverter a defasagem do ensemble. Tanto a possibilidade de medir o sinal de eco como o tempo de decoerência foram medidos como função da temperatura. A estrutura de níveis de exciton e a sua distribuição no ensemble foi estudada também com espectroscopia de bombeio-prova. Foram observados batimentos quânticos entre os níveis de estrutura fina do exciton para sis-temas 0D e 2D limitados pelo tempo de recombinação Abstract: Experimental measurements were carried out to determine the scales of the relaxation and decoherence time for the electronic spin as quantum bit. The structure of the exciton states was investigated with the objective to serve as intermediate states in the spin manipulation. The system studied for the implementation of the quantum computation is an ensemble of self-assembled semiconductor quantum dots. Two subjects serve as central axes of the three experiments developed in this thesis: the spin polarization and the Landé g-factor. In the first experiment, when including the effect of the thermal reservoir, the degree of spin polarization (populations for the up and down levels) was measured for layers s and p. The splitting of the orbital levels in spin sublevels allowed to get the magnitude of factor g for these states. Changing the orientation of the magnetic field, the g-tensor anisotropies and its relation with the details of the confinement potential had been observed. These characteristics had allowed to infer the relaxation time T1. The time resolved polarization measurement was carried out by optical pump-probe spectroscopy. The pulses of light and the transverse magnetic field allow the initialization of a net polarization. The Kerr rotation allowed to observe oscillations of this polarization around the magnetic field with frequency determined for factor g. The loss of the spin phase coherence results in the decay of these oscillations in a time scale T2. Measurements carried out in an ensemble of spins imply that the decoherence time is limited by the ensemble dephasing time T¤2 < T2. A technique similar to the spin-echo refocalization in nuclear magnetic resonance experiments using laser pulses was applied to reverse the ensemble dephasing. The possibility to measure the echo signal and the decoherence time was measured as a function of the temperature. The structure of exciton levels and its distribution in ensemble were also studied with pump-probe spectroscopy. Quantum beats were observed be-tween the fine structure exciton levels for 0D and 2D systems, yet limited by the recombination time Doutorado Física da Matéria Condensada Doutor em Ciências

Orientador: Paulo Roberto de Paula e Silva Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Um estudo da transição de fase ferro elétrica em materiais da família KDP e também no par PbHPO4-PbDPO4, focalizando três quantidades físicas, a saber, Temperatura Crítica Tc, Polarização elétrica espontânea a zero Kelvin PM, e Constante de Curie Cc, próximo de Tc, é realizado, no quadro de uma Hamiltoniana simplificada. A referida Hamiltoniana contém, ao contrário da Hamiltoniana de De Gennes, um termo onde a energia cinética entra de maneira explícita, um termo de potencial local simétrico anarmônico e um termo de muitos-corpos semelhante à interação de Heisenberg. A análise toda é feita na Aproximação do Campo Molecular, a qual juntamente com a forma do potencial local permitiram a inclusão de todos os níveis de energia da Hamiltoniana local, necessários nos cálculos estatísticos quânticos na determinação das quantidades acima referidas. Resultados interessantes são obtidos para a importância relativa dos efeitos quânticos na determinação de Tc, PM e Cc para elementos da família KDP e para o par PbHPO4-PbDPO4. Os resultados da aplicação do modelo por nós considerado bem como do modelo de De Gennes na forma considerada por Tokuntaga e Matsubara, a elementos da família KDP, mostram vantagem do primeiro em relação ao segundo modelo, embora ambos os modelos não descrevam quantitativamente os resultados experimentais. Uma curva é obtida para a influência de uma barreira e um fosso de potencial na determinação de Tc, PM e Cc. É mostrado classicamente que, a barreira tende a favorecer o ordenamento ferroelétrico, aumentando Tc, enquanto que o fosso tem tendência exatamente oposta. Também foi mostrado, ainda no quadro da aproximação clássica, que para o caso do poço de potencial dom fosso, existe uma região de valores de Vb, amplitude do fosso, em que o modelo apresenta duas transições de fase uma de 2º ordem e outra de primeira ordem, cujo valor de Tc é menor . O estudo do parâmetro quântico gS em termos da amplitude do fosso de potencial em VS(u), revela um decréscimo no seu valor quando esta aumenta Abstract: A study of the ferroelectric phase transition in KDP-type materials and PbHPO4 -PbDPO4 pairs was carried out using the framework of a simplified Hamiltonian to explain three physical quantities namely, the critical temperature, Tc, spontaneous electric polarization, PM, at zero 0ºK and the Curie constant, Cc near Tc. Unlike the De Gennes Hamiltonian, the Hamiltonian used has an explicit kinetic energy term, a local symmetric anharmonic potential energy term and a many-body term similar to a Heisenberg interaction. The complete analysis is done using the Molecular Field Approximation (MFA), which together with the chosen form of the local potential, allowed the inclusion of all of the energy levels of the local Hamiltonian that are necessary for the calculation of the statistical quantities used in the determination of the above quantities. Interesting results are obtained about the relative importance of quantum effects in the determination of Tc, PM and Cc for KDP-type materials as well as for the PhHPO4 - PbDPO4 pair. A comparison of the results of our model with that of Tokunaga and Matsubara(16) applied to the above materials, show that the first one describes more closely the experimental observations, though both models failed to account for them quantitatively. Several curves are obtained for the parameters Tc, PM and Cc using the potential function with barrier decreasing to dip. It is clear from the curves that the presence of the barrier favors the ferroelectric ordering and increases as the barrier increases, whereas the presence of the dip has the opposite effect. It has also been shown that there exists a region of values of amplitude, Vb, of dip for which the model predicts two phase transitions, namely one each of 1st and 2nd order. The value of the Tc for the first order phase transition is lower than the second order phase transition. The study of the quantum parameter gS in terms of the amplitude of the potential dip reveals a decrease in its value as the amplitude is increased Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Henrique de Brito Cruz Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Não informado Abstract: Not informed. Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Paulo Motisuke Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho apresentamos uma análise detalhada dos transientes de fotocorrente em amostras de GaAs semi-isolante, discutindo a sua aplicação e utilidade como um método de caracterização de impurezas e defeitos, com níveis de energia profundos na banda proibida, de semicondutores altamente esistivos. As medidas do transiente de fotocorrente foram realizadas com um sistema digital inteiramente projetado e construído no próprio laboratório. Apresentamos os detalhes deste projeto, incluindo o "hardware" e "software" envolvidos. O sistema realiza medidas do transiente em tempo real, com alta resolução e fidelidade. Resumimos as noções básicas de emissão e captura de portadores de carga pelos centros num semicondutor, necessárias para analisar os transientes de fotocorrente. Apresentamos um sistema de equações que descrevem estes processos de emissão e captura com as soluções correntes de primeira aproximação encontradas na literatura. Avançamos nesta análise, propondo soluções analíticas com menos aproximações que descrevem melhor o fenômeno experimental. Apresentamos também simulações do transiente de corrente através das soluções numéricas das equações diferenciais com condições de contorno muito próximas das experimentais. Tanto as soluções analíticas quanto as numéricas apresentam comportamentos semelhantes na descrição dos transientes observados. A alta resolução dos transientes medidos permitiu uma análise original e detalhada da forma do decaimento de fotocorrente, comparando-os com as previsões dos modelos teóricos. Em conseqüência, foi possível fazer também uma análise critica do método convencional de tratamento de transientes de fotocorrente, baseado no denominado espectro PITS ("Photo Induced Transient Spectroscopy"). Finalmente, sugerimos um método alternativo de análise direta dos transientes, o que possibilitou a determinação de valores muito mais confiáveis dos parâmetros para os níveis de energia profundos em semicondutores resistivos. Apresentamos espectros PITS de GaAs semi-isolante em diferentes configurações de polarização, iluminação e condições de superfície. Caracterizamos as armadilhas observadas nestas amostras, incluindo as energias de ativação e seções de choque de captura de portadores. Observamos também que, sob condições especiais, ocorre um fenômeno pouco compreendido: o aparecimento de picos negativos no espectro PITS. Apresentamos uma interpretação original para este fenômeno, que está contida nas soluções analíticas e numéricas, apresentadas neste trabalho, para o sistema de equações diferenciais que descrevem o transiente Abstract: We present a detailed analysis or photocurrent transients in semi-insulating GaAs and we discuss its usefulness as a method for characterization or deep level impurities and defects in high resistivity semiconductors. The photocurrent transient measurements were performed in a "home made" automatic digital system. We present the project details including the hardware and software. This system has the capacity to measure transients in real time with high resolution and fidelity. We summarize the fundamentals of charge carrier emission and capture from deep centers in semiconductors, necessary to analyze the photocurrent transients. We present the differential equations that describes the emission and capture processes with solutions in the first approximation found in the literature. We propose new analytic solutions. in high dark current approximation, that better describe the experimental phenomena. We also present photocurrent transient simulations using numerical solutions of the differential equations with initial conditions very similar to the experimental ones. Both the analytic and numeric solutions presented here, describe equally well the observed photocurrent decay. The high resolution or the measured transients allowed na original and detailed analysis or the photocurrent decay shape. We made a critical analysis or the conventional method or photocurrent transients treatment. based on the so called Photo Induced Transient Spectroscopy (PITS) spectra. In conclusion, we suggest an alternative method for PITS data reduction based on direct analysis of the photocurrent transients, that resulted in more reliable values of activation energy and capture cross section for semi-insulating materials. We present PITS spectra of semi-insulating GaAs in different configurations of polarization, illumination and surface conditions. We characterize the observed traps in the samples, including the activation energies and carrier capture cross sections. We also observed negative peaks in PITS spectra. We present an original interpretation of this phenomenon, based in our analytical and numerical solutions of the differential equation set Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Fernando Iikawa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" Resumo:Estudamos a transição de gap direto-indireto em poços quânticos de dopagem modulada de camadas tensionadas de In1-xG axAs/InP. As amostras analisadas foram crescidas por LP-MOCVD. Os poços quânticos têm largura de 6 nm com concentrações de gálio entre x = 0.47 e 0.60. O objetivo da dissertação foi analisar a evolução da estrutura de banda em função da concentração de Ga por medidas ópticas. Realizamos medidas de fotoluminescência com a temperatura da amostra variando entre 2 e 100 K. Observamos que a forma de linha de fotoluminescência é bastante sensível à composição de Ga na liga. Cálculos teóricos baseados no hamiltoniano de Luttinger-Kohn explicam qualitativamente esse comportamento dos espectros, mostrando que realmente há influência da estrutura de bandas nos mesmos. Nos dados experimentais também observamos efeitos de localização possivelmente provenientes da flutuação do potencial da liga, rugosidade das interfaces e defeitos criados pela presença da tensão intrínseca. Realizamos também medidas de fotoluminescencia na presença de uma pressão biaxial externa, utilizando uma célula de pressão baseada na deformação de placa construída em nossos laboratórios, para verificar se o comportamento observado nos espectros de fotoluminescência em diferentes amostras é realmente devido a mudança na estrutura de banda. Os espectros de fotoluminescência medidos na presença de pressão externa mostram realmente as mesmas características - variação na forma da linha de emissão - atribuídas a mudança de gap direto para indireto à medida que aumenta a pressão externa, efeito equivalente àquele decorrente do aumento da concentração do Ga em diferentes amostras. Isso fortalece a nossa interpretação de que o efeito da estrutura de bandas é um dos responsáveis pelo comportamento apresentado nos espectros de fotoluminescência. Este trabalho abre a possibilidade de realizar estudos de efeitos dependentes da estrutura de bandas em poços quânticos aplicando pressão biaxial externa Abstract:We have studied the direct-to-indirect gap transition in strained-layer modulation-doped In1-xGaxAs/InP quantum wells. The samples were grown by LP-MOCVD. The quantum wellthickness is 6 nm and their Ga content was varied from x = 0.47 to 0.60. Our purpose is to study the influence of Ga content variation on the band structure by optical measurements. Photoluminescence measurements were performed under temperatures varying from 2 to 100K. We have observed that the photoluminescence line shape is very sensitive to the Ga composition in the alloy. Theoretical calculations based on Luttinger-Kohn Hamiltonian explain qualitatively the behavior of the photoluminescence spectra, showing the influence of the valence band structure on them. Our experimental data also show localization effects, possibly arose from the alloy potential fluctuation, interfaces roughness and defects created due to the built-in strain. We also carried out photoluminescence measurements under an externally applied biaxial strain, using a pressure cell based on a plate bending method, in order to verify whether the behavior observed in photoluminescence spectra in different samples is due to the band structure effects. The photoluminescence spectra measured in the presence of an external strain show similar behavior to those observed when the Ga concentration is changed in different samples due to the changing the band structure from direct to indirect-gap. This result reinforces that the band-structure effect is responsible for the behavior observed in photoluminescence spectra. This work opens the possibility of further research on the band-structure dependent effects on quantum wells under externally applied biaxial strain Mestrado Física Mestra em Física

Orientador: Sergio Gama Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: As amostras do composto intermetálico TR2Fe17 com nitrogênio intersticial foram analisadas por diversas técnicas experimentais. Foram utilizadas análise óptica metalográfica, análise termomagnética ac, micro-sonda eletrônica, difração de raios-x e efeito Mossbauer. A difusão de nitrogênio foi estudada considerando diversas terras-raras leves na formação dos compostos 2:17. Todas as técnicas experimentais revelaram que a fase nitreto se acha presente na amostra mesmo quando a concentração nominal de nitrogênio é muito menor que aquela de saturação: a fase nitreto precipita diretamente a partir da fase 2: 17. Os padrões de difusão foram extensivamente analisados em diversas amostras, com diferentes concentrações de nitrogênio, quando submetidas à absorção em temperaturas variadas. Para temperatura de 400 °C todos os compostos apresentaram um modelo muito diferente daquele previsto pela lei de Fick, no qual uma camada de nitreto é formada na parte mais externa da partícula e cuja espessura cresce com o aumento de tempo de absorção. Temos observado, para essa temperatura, que o transporte de nitrogênio se realiza quase integralmente, por contornos de grão, contornos de fase e por defeitos estendidos. São formadas extensas faixas de nitreto ao longo da amostra, através desses canais de baixa impedância. A 500 e 600 °C, nota-se uma ligeira mudança no padrão de difusão, causada por dois mecanismos que a essas temperaturas tornam-se competitivos. É possível observar a formação de uma camada mais externa, correspondendo ao modelo núcleo-camada, e simultaneamente, canais de difusão através de todo o volume da partícula. A interface entre as duas fases, nitreto e 2:17 pura, tem características de uma função degrau, conforme resultados obtidos pela análise de micro-sonda eletrônica. A absorção de N2 pelo composto intermetálico produz um campo de tensão, responsável pelo alargamento de linha da transição magnética da fase pura. Estudamos esse alargamento em função da densidade de defeitos, criados por impactos mecânicos no processo de moagem da fase 2:17 pura. A transição, a partir de certo grau de deformação, torna-se completamente degenerada e dificilmente pode-se definir uma temperatura de transição. O diagrama PCT para o sistema nitrogênio-Nd2Fe17 não apresenta um patamar de pressão invariante, para a temperatura de 500 °C e no intervalo de 10-2 a 70 bar. A reversibilidade da reação não se processa, demonstrando que a fase nitreto é altamente estável. A homogeneização de partículas com concentração nominal de nitrogênio menor que a de saturação, não ocorre por efeito de tratamento térmico a 500 °C/24 horas sob atmosfera de argônio Abstract: The samples of TR2Fe17 intermetallic compounds with intersticial nitrogen were analyzed by several experimental techniques. We used optical metallographic and ac thermomagnetic analyses, electron probe micro-analysis (EPMA), X-ray diffract on and Mossbauer effect for samples characterization. Diffusion of nitrogen was studied for several light rare-earth-iron 2:17 compounds. AlI experimental techniques showed that the nitrided phase is present in the sample even when the nominal concentration is much smaller than the saturation value: the nitrided phase precipitates directly from the 2:17 phase. Diffusion patterns were extensively analyzed in several samples with different nitrogen contents for several absorption temperatures. At 400 °C all compounds showed a very different behaviour than that predict by Fick's law, in which a layer of nitrided phase is formed at the outer region of particle and whose thickness grows as the absorption time increases. We observed, for this temperature, that nitrogen transport is made almost entirely through grain boundaries, phase boundaries and by extended defects. Large strips of the nitrided phase are formed along the sample through these channels. At 500 °C and 600 °C, we noted changes in the diffusion patterns, due to two competitive mechanism s acting simultaneously at these temperatures. We can observe an increasing outer layer, corresponding to the expected shell-core model, and at the same time, diffusion channels through the bulk of the particle. The interface between the two phases, nitrided and pure 2:17, looks like a step function, according to our results obtained from EPMA. The absorption of N2 by the compound induces a stress field, responsible for the broadening in the magnetic transition of the pure phase. The magnetic transition, from a certain stage of mechanical deformation, becomes completely degenerated and ol1e can hardly define a transition temperature. The PCT diagram for the N2-Nd2Fe17 system doesn't show a plateau at 500 °C, over the pressure range from 10-2 up to 70 bar. The reversibility of the reaction doesn't occur, showing that the nitrided phase is highly stable. The homogenization of the nitrided phase inside the particles, doesn't occur in performing a heat treatment at 500 °C, for 24h , under argon atmosphere Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Navin Bhailalbhai Patel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Não informado Abstract: Not informed Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Mario Tosi Furtado Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo sistemático de duas propriedades de compostos III-V que são de grande interesse tanto para a Física de Semicondutores como de Dispositivos: descontinuidade de bandas em heterojunções (HJs) isotipo crescidas por LPE e propriedades ópticas de poços quânticos crescidos por MOVPE. Utilizando pela primeira vez a técnica de C-V eletroquimico para medida de perfil de portadores, calculamos as descontinuidades na banda de condução (DEc) em HJs e determinamos a razão entre DEc e DEg, a diferença entre as bandas proibidas dos dois materiais da HJ. Em HJs Ga1-xAlxAs/Ga1-yAlyAs, onde pela primeira vez se variou a composição da camada de banda proibida menor, com 0 £ x £ 0,21, mantendo-se y em torno de 0,42, encontramos o valor DEc/DEg = 0,6 independente de x. A relação DEc/DEg também foi medida para In0.59Ga0.47As/lnP resultando num valor de 0.36. Poços quânticos de GaAs/GaAIAs com diferentes alturas de barreira crescidos por MOVPE foram caracterizados por fotoluminescência a 77K e foi desenvolvido um método para a determinação da gradualidade de interfaces em tais heteroestruturas. Utilizando a aproximação da função envelope, calculamos as curvas teóricas de comprimento de onda em função da largura do poço (l x Lz) correspondentes à recombinação entre os níveis de mais baixa energia para poços perfeitamente retangulares. A partir do afastamento dos pontos experimentais da curva teórica determinamos as gradualidades de interfaces que melhor descreveram os pontos experimentais. Os cálculos foram feitos resolvendo-se a Equação de Schroedinger por métodos numéricos. Os resultados mostraram que a gradualidade é função da fração de Al na barreira, aumentando com esta. Esse método é muito preciso, ficando a resolução limitada à incerteza na velocidade de crescimento. Poços de InGaAs/InP e InGaAs/InGaAIAs também foram investigados sendo que os últimos se mostraram mais eficientes porque não envolvem as dificuldades inerentes dos primeiros devidas à troca de hidretos nas interfaces. Uma extensão deste método foi feita para o estudo de desordem induzida por difusão de Zn e temperatura em estruturas pseudomórficas de InGaAs/GaAs. Os coeficientes de interdifusão In-Ga para diferentes condições de difusão de Zn foram determinados usando o mesmo método descrito para poços de GaAs/GaAlAs Abstract: In this work, we present a systematic study of two properties of III-V compounds heterostructures which are of great interest to Semiconductor and Device Physics: band offsets in isotype heterojunctions (HJs) grown by LPE and optical properties of MOVPE grown quantum wells. Using for the first time the technique of electrochemical C-V profiling, we measured the conduction band discontinuities (DEc) in HJs and determined the ratio between D Ec and DEg, the difference between the two HJs band gaps. We found DEc/DEg to be 0.6 in Ga1-xAlxAs/Ga1-yAlyAs, for x between 0 and 0.21, keeping y around 0.42. These are the first results in samples where the composition of the smaller band gap layer was varied. We also found DEc/DEg to be 0.36 for In0.59Ga0.47As/InP. We also characterized MOVPE grown GaAlAs/GaAs quantum wells by photoluminescence at 77K, varying the confining barrier height, and developed a method for determining interface grading in such heterostructures. Using the envelope function approximation. We calculated theoretical curves Wavelength versus Well Width (l x Lz) corresponding to the recombination between the lowest energy levels in an ideally perfect well. The departure of the experimental curves from the theoretical one allowed us to determine the interface grading that best describes the experimental points. Calculations were made by solving the Schroedinger equation by simple numerical methods. Grading determination was shown to increase with the Al content in the barrier. The method is very precise, limited only by the uncertainty in the growth rate. InGaAs/InP and InGaAs/InGaAlAs wells were also investigated and the latter had been shown more efficient because the former involves difficulties in hydride changes at the interfaces. An extension of this method was successfully applied to the study of Ga-In disorder in InGaAs/GaAs pseudomorphic structures, enhanced by Zn doping and heat treatment In-Ga interdiffusion coefficients for different Zn diffusion conditions were determined using this characterization method Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Madam Mohan Shukla Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: No presente trabalho, o modêlo de Bhatia, com algumas modificações, é utilizado para o estudo da dinâmica de rede e de algumas propriedades térmicas de onze metais com estrutura f.c.c. Foram determinadas, teoricamente, para os metais em questão: as curvas de dispersão de fonons ao longo das principais direções de simetria, o calor específico a volume constante, Cv, as curvas (qD - T) obtidas de Cv, o fator de Debye-Waller 2W, o deslocamento quadrático médio , as curvas (qM - T) obtidas dos dados do fator de Debye-Waller, e um estudo a respeito do critério de Lindemann para a fusão. Acomparação dos resultados experimentais revelam um excelente acôrdo, demonstrando que o modêlo descrito aqui é consideravelmente satisfatório, apresentando, em certos casos, resultados superiores daqueles encontrados por modêlos altamente sofisticado Abstract: Not informed Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Antonio Rubens Britto de Castro Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Descrevemos, neste trabalho, medidas de espalhamento Brillouin em líquidos de caráter polar distintos, submetidos a um fluxo estacionário de calor. O fluxo de calor leva a urna assimetria na intensidade das linhas Brillouin. Construímos um sistema de estabilização em ciclo fechado para controlar um interferômetro Fabry-Perot de passo simples, disponível no laboratório, que tornou possível a execução das medidas desejadas. Diferentemente de resultados previamente publicados, onde as amostras utilizadas foram água e sílica , nossos dados para o benzeno e álcool isopropílico mostram-se em excelente acordo com as teorias estatísticas lineares aplicadas a fluidos fora do equilíbrio, nos dois aspectos relevantes: dependência no gradiente de temperatura e no vetor de onda de espalhamento. Nossos resultados sugerem um comportamento geral do efeito nos fluidos, não relacionado à sua estrutura molecular Abstract: We describe measurements of Brillouin scattering in liquids of distinct polar character, subjected to a steady state heat flux. The thermal flow results in an asymmetry in the intensity of the Brillouin lines. A closed-loop stabilization system was built for the single-pass Fabry-Perot interferometer already available, in order to make the measurements. Contrary to previously published results for water and fused silica, our data for benzene and isopropyl-alcohol show excellent agreement with the linear non-equilibrium statistical theories, both in the dependence with temperature gradient and with the scattering vector. Our results suggest a general behavior of the effect in fluids, not related to their molecular structure Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientadores: Cesar Augusto por Deus Evora, William Jose da Silva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Não informado Abstract: Not informed. Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Philippe Brosson Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Não informado Abstract: Not informed. Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Ramakant Srivastava Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho fazemos um estudo de alguns métodos de determinação do perfil de índice de refração em fibras óticas. É dada ênfase especial ao método de campo próximo, em que apresentamos vários resultados de medidas com dois tipos de fibras. É feita uma análise dos fatos que influenciam o método, especialmente de influência dos modos vazantes. São feitas medidads também com as técnicas de Campo Próximo Modificado e Refletividade. Finalmente, são feitas comparações entre os métodos Abstract: Not informed Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Hugo Luis Fragnito Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin. Resumo: Neste trabalho são investigadas técnicas para controlar o confinamento de fótons e fônons em fibras ópticas de cristal fotônico (PCF). Utilizando métodos numéricos robustos para resolver as equações de Maxwell, um novo tipo de PCF com núcleo tubular é proposto. Simulações e experimentos demonstram que esta estrutura confina a luz em um buraco de ar com diâmetro de apenas 110 nm. A figura de mérito para efeitos não-lineares nesta pequena região é 10 bilhões de vezes maior do que no caso de um feixe gaussiano altamente focalizado e 100 vezes maior que o atual estado-da-arte em fibras de band-gap fotônico. Também é analisada teoricamente uma fibra PCF do tipo kagomé. Modelos que explicam suas complexas características de guiamento são investigados de forma analítica e numérica. No que diz respeito à fônons em PCFs, é investigado o espalhamento Brillouin copropagante e contra-propagante. Em particular, são demonstradas maneiras de reduzir a interação acusto-óptica nos casos de co- e retro-espalhamento. Também é demonstrada a presença de band-gaps fonônicos nestas estruturas. Finalmente, é investigado o controle óptico coerente de modos acústicos nestas fibras, mostra-se que é possível amplificar ou frear modos acústicos com freqüência de oscilação na faixa de GHz. Abstract: Techniques that may allow control and tight confinement of photons and phonons in photonic crystal fibers (PCFs) are investigated in this thesis. By means of robust numerical methods to solve Maxwell equations, a new kind of PCF with a tubular core is proposed. Simulations and experimental results show that such structure is able to confine light tighly inside the 100 nm bore, the nonlinear figure of merir for such tiny bore is found to be 10 billion fold larger the focused Gaussian beam counterpart, it is also 100 times larger than the state-of-the-art hollow core photonic band-gap fibers. The guidance mechanism of kagomé structure hollow-core PCF is also investigated, simple models are proposed to explain most of the experimentally observed features and compared to full numerical simulations. In what concerns phonons, both forward and backward Brillouin scattering is investi-gated in PCFs. It is demonstrated how one may suppress both using such fibers. It is also shown the existence of complete band-gaps for in-plane propagation in the PCF cladding. Another set of experiments show that one can perform coherent optical control of the acoustic modes of such fibers, 100-fold amplification or almost complete suppression of GHz oscillations is achieved. Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientador: Daniel Pereira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Neste trabalho realizamos experimentos de espectroscopia não-linear de alta resolução em I2, Ti e Ar+. O iodo foi utilizado como uma referência de comprimento de onda no visível. Espectros desta molécula limitados pela largura Doppler foram obtidos fazendo uso de detecção fotoacústica e com fotodetetores. A detecção fotoacústica mostrou-se completamente comparável à detecção com fotodiodos, em termos de sensibilidade e razão sinal-ruído. Espectroscopia de saturação foi empregada para resolver a estrutura hiperfina de várias transições rotovibracionais do iodo. Em particular estudamos a estrutura hiperfina da linha R(115) 20-1, em 570 nm, que pode ser uma interessante referência de comprimento de onda para a transição ressonante do magnésio, em 285 nm, quando um laser duplicado em freqüência é utilizado para investigar esta última. A estrutura hiperfina da linha R(115) 20-1 foi reproduzida teoricamente considerando termos de quadrupolo elétrico e dipolo magnético. Através de um ajuste de mínimos quadrados do espectro teórico ao experimental determinamos as constantes de acoplamento hiperfino D eQq e D C, por um cálculo em primeira ordem. A transição ressonante do magnésio é usada para o resfriamento a laser deste elemento que é de interesse para aplicações em novos padrões de tempo e freqüência. O titânio foi estudado em lâmpadas de cátodo ôco por espectroscopia optogalvânica de intermodulação (IMOGS) e efeito Hanle não-linear (NLHE). Para a transição 3P0®3D10 deste elemento, em 592 nm, determinamos por IMOGS: seu número de onda, em relação ao espectro Doppler do iodo, com uma precisão de 3.10-7; o desvio isotópico dos isótopos pares deste elemento; o fator de Landé do nível superior e a largura homogênea da transição. Através do NLHE determinamos a largura homogênea do nível superior desta transição. Um tratamento teórico é apresentado para o efeito Hanle não- linear em uma transição J"=0® J'=1 na presença de excitação colisional. O efeito Hanle não-linear em transições laser do Ar+ foi estudado por detecção optogalvânica. Curvas de sinal optogalvânico em função de um campo magnético longitudinal foram obtidas para as transições em 514, 496, 488 e 476 nm. O efeito Hanle não-linear no nível superior das transições em 496 e 476 nm também foi observado detectando a fluorescência das transições em 454.5 e 472.7 nm, que compartilham o nível superior com as duas primeiras. Uma discussão sobre as formas de curvas obtidas por detecção optogalvânica e da fluorescência é apresentada. Através destas curvas determinamos as larguras homogêneas dos níveis superiores meta estáveis das transições laser em 496, 488 e 476 nm Abstract: In this work we performed nonlinear high-resolution spectroscopy in I2, Ti and Ar+. Iodine was used as a wavelength reference in the visible. Doppler limited spectra of this molecule were obtained, in particular by using photoacoustic detection. This one proved to be comparable to detection with photodetectors in terms of sensibility and signal-to-noise ratio. Saturation spectroscopy was used to resolve the hyperfine structure of several rotovibrational lines. Among these we resolve the hyperfine structure of the R(115) 20-1line, at 570 nm, which is an interesting frequency reference for the resonant transition of magnesium, at 285 nm, when frequency doubled lasers are used to investigate this one. The R(115) 20-1 hyperfine spectrum was reproduced by considering the electric quadrupole and spin-rotation terms. By performing a least-square fit we determined the coupling constants D eQq e D C for this transition at first order. The resonant transition of magnesium is used for laser cooling of this element which is of interest for applications in new time and frequency standards. Titanium was studied in hollow-cathode lamps by intermodulated optogalvanic spectroscopy (IMOGS) and nonlinear Hanle effect (NLHE). For the 3P0®3D10 transition of this element, at 592 nm, we determined by IMOGS: its wavenumber relative to the iodine Doppler limited spectrum with an accuracy of 3.10-7; the isotopic shifts of the even isotopes of this element; the upper level Landé factor and the homogeneous transition linewidth. Other configurations of saturation spectroscopy were used as well. By NLHE we determined the upper state homogeneous width of that transition. A theoretical analysis of the NLHE for a J"=0® J'=1 transition in the presence of colisional excitation is also presented. The nonlinear Hanle effect in Ar+ laser transitions was studied by optogalvanic detection. We detected the optogalvanic signal as a function of a longitudinal magnetic field for the 514,496,488 and 476 nm lines. The NLHE in the upper level of the 496 and 476 nm lines were also observed by detecting the fluorescence of the 454.5 and 472.7 nm lines, which share the upper level with the 496 and 476 lines. A discussion of the curve shapes obtained by optogalvanic and fluorescence detection is presented. Using these curves we were able to determine the homogeneous width of the metaestable upper level of lines 496,488 and 476 nm Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientadores: Jose Ellis Ripper Filho, Navin Bhailalbhai Patel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: O presente trabalho é um estudo da varição da frequência de emissão espontanea e estimulada e da va riação da corrente limiar, em lasers de Arseneto de Gálio a 77 K, quando da aplicação de pressão uniaxial perpendicular à junção. Teoricamente nos baseamos num modelo em que a existencia de uma faixa de níveis aceitadores pouco profundos em relação à banda de valência, e a concentração de portadores injetedos na banda de condução afetam os resultados obtidos pela teoria que considera transições do tipo banda-nível aceitador. Foram calculadas as separações das banda de energia degeneradas em k= 0 da banda de valência e como esta separação influi na variação do índice de refração e no ganho dos lasers de GaAs. Comparou-se, então, os resultados de nossas medidas com os previstos pela teoria Abstract: Not informed Mestrado Física Mestre em Física