Dissertações/Teses

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2023
Dissertações
1
  • LUIS FERNANDO TEMOCHE HURTADO
  • Simetrias assintóticas e fenômenos infravermelhos nas teorias de calibre e de gravidade.

  • Orientador : ALEXIS ROA AGUIRRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXIS ROA AGUIRRE
  • BRUCE LEHMANN SÁNCHEZ VEGA
  • EDUARDO HENRIQUE SILVA BITTENCOURT
  • Data: 23/02/2023

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  • O objetivo da seguinte dissertação é apresentar a conexão existente no comportamento do regime infravermelho em ambas as teorias de calibre e gravidade. O primeiro elemento desta análise é o estudo dos os teoremas soft , originalmente desenvolvidos por Weinberg [1][2]. Em um sentido geral, os processos de espalhamento são governados por meio de restrições que controlam a forma como as partículas soft são produzidas. O segundo elemento são as simetrias espaço-temporais assintóticas desenvolvidas por Bondi, van der Burg, Metzner e Sachs [3] [4] dos espaço-tempos assintoticamente planos. Eles fornecem o surgimento de cargas conservadas associadas ao comportamento dos campos através nos infinitos nulos. Terceiro, mas não menos importante, a existência de efeitos de memória, como os estudados por Christodolou [5][6] e Thorne [7] no limite infravermelho. Novamente, em termos simples, eles se referem ao surgimento de perturbações no tecido do espaço-tempo devido à sua propagação, levando a deslocamentos de campo. Nós exploramos a conexão em termos da aplicação de transformadas de Fourier e identidades de Ward. Por simplicidade, vamos-nos focar no caso da Eletrodinâmica Quântica e da Gravidade Quântica.


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  • The objective of the following dissertation is to present the existent connection in the infrared regime behavior of both gauge theories and gravity. The first element in this picture analysis is the study of soft theorems, originally developed by Weinberg [1][2]. In a general sense, scattering processes are governed through constraints that control the way soft particles are produced. The second one shall be the asymptotic spacetime symmetries developed by Bondi, van der Burg, Metzner and Sachs [3] [4] of asymptotically flat spacetimes. They lead to the appearance of conserved charges associated to the behavior of the fields at null infinities. The third but not least, the existence of memory effects, like the ones studied by Christodolou [5][6] and Thorne [7] in the infrared limit. Again, in simple terms, they refer to the surgence of perturbations in the fabric of spacetime due to its propagation, leading to field shifts. We explore the connection in terms of the application of Fourier transforms and Ward identities. For simplicity we focus on the case of Quantum Electrodynamics and Quantum Gravity.

2
  • ADALBERTO RAFAEL DA CUNHA SILVA
  • Revisitando o gradiente de abundâncias do disco da Via Láctea

  • Orientador : OSCAR CAVICHIA DE MORAES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • MAXIMILIANO LUIS FAUNDEZ ABANS
  • OSCAR CAVICHIA DE MORAES
  • Data: 16/06/2023

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  • As nebulosas planetárias têm sido utilizadas extensivamente para o estudo da evolução química da Via Láctea. Elas são originadas por estrelas de média e baixa massa (0.8~M⊙ a 8~M⊙) que tem suas camadas mais externas ejetadas, sendo que o material ejetado continua sendo ionizado pela anã branca. São inúmeros trabalhos onde os gradientes radiais de abundâncias químicas da Via Láctea foram obtidos a partir das NPs. Alguns trabalhos reportam que o gradiente de oxigênio possui desvios de um simples ajuste linear, porém essa descontinuidade do gradiente não é um consenso na literatura. Este aparente desacordo provém das incertezas envolvidas na determinação de grandezas chaves para a obtenção do gradiente: abundâncias químicas e distâncias. Neste trabalho, contamos com uma amostra de 347 PNs com abundâncias químicas conhecidas, empregadas para a construção do gradiente radial de abundâncias do disco da Via Láctea, a partir de distâncias galactocêntricas obtidas a partir da missão Gaia e de métodos estatísticos, onde uma propriedade física, como o diâmetro por exemplo, é utilizado para obter as distâncias das NPs, permitindo a obtenção mais acurada do gradiente radial de abundâncias do disco da Via Láctea.


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  • Planetary nebulae have been used extensively to study the chemical evolution of the Milky Way. They are originated by stars of medium and low mass (0.8~M⊙ to 8~M⊙) that have their outermost layers ejected, and the ejected material continues to be ionized by the white dwarf. There are countless works where the radial gradients of chemical abundances of the Milky Way were obtained from the NPs. Some works report that the oxygen gradient has deviations from a simple linear fit, but this gradient discontinuity is not a consensus in the literature. This apparent disagreement stems from the uncertainties involved in determining key quantities to obtain the gradient: chemical abundances and distances. In this work, we have a sample of 347 PNs with known chemical abundances, used for the construction of the radial abundance gradient of the Milky Way disk, from galactocentric distances obtained from the Gaia mission and statistical methods, where a physical property , like the diameter for example, is used to obtain the distances of the NPs, allowing a more accurate obtainment of the radial gradient of abundances of the Milky Way disk.

3
  • WALISON YAN APARECIDO DA SILVA
  • ACOPLAMENTO PARA O CAMPO ESCALAR DO TIPO CORRENTE AO LONGO DE UMA FRONTEIRA

  • Orientador : FABRICIO AUGUSTO BARONE RANGEL
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABRICIO AUGUSTO BARONE RANGEL
  • GABRIEL FLORES HIDALGO
  • HELDER LUIZ DE OLIVEIRA
  • LUIZ HENRIQUE DE CAMPOS BORGES
  • Data: 30/06/2023

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  • Nessa Dissertação fazemos inicialmente um breve estudo sobre o campo escalar complexo sob ação de um potencial externo do tipo delta de Dirac concentrado ao longo de um plano. Consideramos o campo complexo com massa e fazemos uma abordagem com o campo estruturado em sua forma matricial. Para esse caso, obtemos a função de Green e a interação entre o potencial e uma fonte para o campo, que faz o papel do que viria a ser uma carga no eletromagnetismo. Os resultados obtidos não são originais, mas servem para introduzir o leitor ao estudo de campos sob a ação de potenciais externos do tipo delta de Dirac (assunto principal da Dissertação) e a abordagem do campo escalar complexo na sua forma matricial. Tal abordagem é utilizada no restante do trabalho. Posteriormente apresentamos um estudo sobre o campo escalar complexo interagindo com um potencial externo, em um acoplamento do tipo corrente. Estudamos a interação que surge entre o potencial e fontes estacionárias pontuais para o campo escalar. Esses são resultados originais, até onde sabemos, e apresentam características bem interessantes, ainda não observadas em nenhum outro modelo do tipo na literatura. Um dos motivos para isso decorre do fato de que o acoplamento considerado não é isotrópico, havendo distinção entre os dois lados do plano onde o potencial se concentra. Além da descrição de sistemas de matéria condensada, onde modelos de campos escalares são frequentemente utilizados, acreditamos que os resultados obtidos também possam ser úteis no estudo de modelos tipo MIT para campos bosônicos, onde não o campo, mas sua corrente associada é confinada. Alguns aspectos do modelo ainda devem ser explorados. Esperamos em breve obter resultados adicionais aqueles apresentados nesse texto e apresentar todos em forma de artigo científico a ser submetido para publicação.


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  • In this Dissertation we initially make a brief study on the complex scalar field under the action of an external potential of the Dirac delta type concentrated along a plane. We consider the complex field with mass and make an approach with the structured field in its matrix form. For this case, we obtain Green's function and the interaction between the potential and a source for the field, which plays the role of what would become a charge in electromagnetism. The obtained results are not original, but they serve to introduce the reader to the study of fields under the action of external potentials of the Dirac delta type (main subject of the Dissertation) and the approach of the complex scalar field in its matrix form. This approach is used in the rest of the work. Later we present a study on the complex scalar field interacting with an external potential, in a current-type coupling. We study the interaction that arises between the potential and stationary point sources for the scalar field. These are original results, as far as we know, and they present very interesting characteristics, not yet observed in any other model of the type in the literature. One of the reasons for this stems from the fact that the considered coupling is not isotropic, with a distinction between the two sides of the plane where the potential is concentrated. In addition to the description of condensed matter systems, where scalar field models are often used, we believe that the results obtained may also be useful in the study of MIT-type models for bosonic fields, where not the field but its associated current is confined. Some aspects of the model still need to be explored. We hope soon to obtain additional results from those presented in this text and present them all in the form of a scientific article to be submitted for publication.

4
  • MARCOS PAULO CYRILLO DA SILVA
  • Deposição e caracterização de filmes finos de TiO2 dopados com Ag via o método sol-gel

  • Orientador : DANILO ROQUE HUANCA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADHIMAR FLAVIO OLIVEIRA
  • DANILO ROQUE HUANCA
  • SUELEN DE CASTRO
  • WAGNER SOUZA MACHADO
  • Data: 03/07/2023

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  • O dióxido de titânio (TiO2) é um material semicondutor amplamente estudado devido às suas excelentes propriedades ópticas e catalíticas que o tornam um excelente material para aplicações, tais como sensores, revestimentos antibactericidas e células fotovoltaicas. No presente trabalho, estudou-se o efeito da prata como elemento dopante do TiO2, considerando as propriedades ópticas e elétricas de camadas de filmes finos depositados em substratos de vidro, ITO e silício cristalino tipo p e tipo n. A junção desses filmes com os diferentes substratos deu lugar à formação de heteroestruturas com comportamento elétrico semelhante aos diodos de junção, porém fortemente dependente das concentração de Ag usada como dopante. A deposição dos filmes ocorreu por meio do método sol-gel de micelas reversas, em que a solução foi preparada por meio da mistura de tetrabutóxido de titânio, xileno e Triton X-100 na qual foi incluído o nitrato de prata (AgNO3) em concentrações de 0,1%, 0,5% e 1%. A análise óptica da solução sol-gel de TiO2 via absorbância na região ultravioleta (UV) indica que a inclusão de Ag promove a diminuição do seu band gap, variando de (3,4 ± 0,2) eV a (1,88 ± 0,02) eV, bem como a formação de nanopartículas de prata com diâmetro efetivo entre 30 a 34 nm e concentração variando de 0,44x10^12 até 1,33x10^12 partículas/ml quando AgNO3 em concentrações de 0% a 1,0%, respectivamente, é incluído na solução. Anterior à deposição dos filmes, os substratos foram preparados por meio da limpeza com solução aquosa de ácido sulfúrico, seguido de uma rápida imersão em ácido fluorídrico. Para o caso do silício, uma solução aquosa baseada em amônio foi empregada para a remoção de contaminantes orgânicos. Após limpeza, os substratos de silício foram oxidadas termicamente a 900 ºC. Os filmes depositados também passaram por um tratamento térmico, mas desta vez a temperatura de sinterização foi de 450 ºC e 550 ºC. A caracterização óptica desses filmes via absorbância UV indica indica que os band gaps ópticos variam de 2,8 a 3,6 eV, para uma transição indireta, ao passo que para uma transição direta a variação é de 3,5 a 3,9 eV. O tamanho das nanopartículas apresenta a mesma tendência observada na solução sol-gel e sua variação também afeta o band gap. De acordo com a análise química via espectrometria no infravermelho (FTIR), difração de raios-X (DRX) e espectroscopia de dispersão de energia de raios-X (EDS), após a sinterização, os filmes são basicamente composto pela fase anatase. Já a caracterização morfológica indica a formação de filmes com espessura média de 1 µm e partículas com diâmetro de até 10 µm, em adição àquelas de diâmetro nanométrico da solução sol-gel de TiO2. No que diz respeito aos resultados da caracterização elétrica, concluiu-se que a prata como elemento dopante fornece elétrons à matriz de TiO2, no caso do substrato de silício tipo n ela promove o aumento da condutividade e diminuição da resistência elétrica, por outro lado, o comportamento oposto é observado para o substrato de ITO. Esse comportamento oposto também é observado nas heteroestruturas formadas por TiO2/silício tipo p por conta da recombinação entre elétrons fornecidos pela prata e as lacunas provenientes do substrato de silício tipo p. Como consequência da dopagem, como já mencionado, a concentração de elétrons na junção de TiO2/silício tipo n aumenta, ao passo que esta reduz quando o substrato de silício é do tipo p, como mostrado pela análise Mott-Schottky. Finalmente, a respeito do substrato utilizado para a deposição do TiO2, o efeito da prata é aumentar a altura da barreira Schottky associadas às junções do dispositivo.


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  • Titanium dioxide (TiO2) is a highly investigated semiconductor material renowned for its exceptional optical and catalytic properties, making it an ideal candidate for various applications, including sensors, antibacterial coatings, and photovoltaic cells. In this study, it was investigated the effect of silver (Ag) doping on the optical and electrical characteristics of thin film layers composed of TiO2 deposited on glass, indium tin oxide (ITO), as well as p-type and n-type crystalline silicon substrates. This doping process led to the formation of heterostructures exhibiting electrical behavior like the junction diodes, with the specific characteristics strongly dependent on the concentration of Ag used as a dopant. The deposition of these films was accomplished through the reverse micelle sol-gel method. For this purpose, a solution was prepared by combining titanium tetrabutoxide, xylene, and Triton X-100. To introduce Ag as a dopant, silver nitrate (AgNO3) was incorporated into the solution at concentrations of 0.1%, 0.5%, and 1%. The optical analysis of the TiO2 sol-gel solution through absorbance measurements in the ultraviolet (UV) region, it was observed that the inclusion of Ag resulted in a decrease in the material's band gap. The band gap values ranged from (3.4 ± 0.2) to (1.88 ± 0.02) eV, indicating a significant reduction caused by the presence of Ag. Additionally, the inclusion of Ag facilitated the formation of silver nanoparticles within the films. These nanoparticles exhibited an effective diameter ranging from 30 to 34 nm, and their concentration varied from 0.44x10^12 to 1.33x10^12 particles/ml insofar the concentration of AgNO3 increased from 0% to 1.0%, respectively. Prior to the deposition of the films, thorough substrate preparation was conducted. The substrates underwent a cleaning process involving an aqueous solution of sulfuric acid, followed by a brief immersion in hydrofluoric acid. In the case of silicon substrates, an ammonium-based aqueous solution was employed to eliminate organic contaminants. Subsequently, the silicon substrates were subjected to thermal oxidation at 900 ºC. The deposited films underwent a similar treatment, with sintering temperatures set at 450 ºC and 550 ºC. The optical characterization of these films, conducted through UV absorbance measurements, revealed variations in the optical band gap depending on the type of transition. For an indirect transition, the band gap ranged from 2.8 to 3.6 eV, while for a direct transition, it fell between 3.5 and 3.9 eV. Notably, the size of the nanoparticles displayed a similar trend to that observed in the sol-gel solution. Furthermore, the size variation of nanoparticles influenced the band gap in a manner consistent with the aforementioned observations. Chemical analysis utilizing techniques such as infrared spectrometry (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and X-ray energy dispersion spectroscopy (EDS) was performed to examine the films following sintering. The results indicated that the films primarily consisted of the anatase phase. Morphological characterization further revealed the formation of films with an average thickness of 1 µm, along with particles measuring up to 10 µm in size, in addition to the nanometric-sized particles of the sol-gel solution of TiO2. On the other side, the electrical characterization results revealed interesting findings regarding the impact of silver doping on the properties of the TiO2 matrix. When silver is introduced as a dopant, it supplies electrons to the TiO2 matrix. In the case of n-type silicon substrate, it enhances conductivity and reduces electrical resistance. Conversely, an opposite behavior is observed for the ITO substrate. However, a distinct behavior is observed in the heterostructures formed by TiO2/p-type silicon. In this case, the introduction of silver causes the recombination of electrons provided by silver with holes in the p-type silicon, resulting in an opposite effect. As a result, the electrical resistance increases in the TiO2/p-type silicon heterostructures. The doping-induced changes are further elucidated by Mott-Schottky analysis. Consistent with our previous observations, the concentration of electrons in the TiO2/n-type silicon junction increases due to doping, while it decreases when the substrate is p-type silicon. This behavior is captured by the Mott-Schottky analysis, which provides valuable insights into the changes in electron concentration at the junction interfaces. Lastly, regardless of the substrate used for TiO2 deposition, the presence of silver as a dopant leads to an increase in the height of the Schottky barrier associated with the junctions of the device, indicating a significant influence on the overall electronic properties.

5
  • NEIL LIZANDER GOYZUETA PALOMINO
  • Análise das características da evolução de campos de matéria em espaços-tempos simetricamente esféricos

  • Orientador : ALAN BENDASOLI PAVAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JEFERSON DE OLIVEIRA
  • ALAN BENDASOLI PAVAN
  • CARLOS MOLINA MENDES
  • RODRIGO SILVA LIMA
  • Data: 28/08/2023

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  • Neste trabalho foram analisadas as principais propriedades da dinâmica de campos de
    matéria em espaços-tempos esfericamente simétricos dando especial atenção ao campo
    escalar evoluindo na vizinhança de buracos negros, para isso levamos em consideração
    a métrica para os diferentes espaços-tempos, que será codificada no elemento de linha
    (intervalo espaço-tempo). Algumas características da evolução de campos teste, tais
    como coordenada tartaruga, potencial efetivo, condições físicas de contorno e modos de
    oscilação foram exploradas e discutidas considerando o comportamento assintótico dos
    espaços-tempos como sendo (AdS, Minkowski, dS). As frequências normais e quasinormais
    de oscilação do campo escalar foram calculadas exatamente para espaços-tempos AdS,
    dS, Minkowski e buraco negro BTZ, para os quais usamos funções especiais que são
    soluções de equações diferenciais conhecidas (Bessel, Hipergeométrica). Também calculamos numericamente, os modos quasinormais, para os espaços-tempos de Schwarzschild e Schwarzschild-AdS, usando os métodos espectrais de soluções em série (Frobenius e Bernstein) com ajuda do programa Mathematica.


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  • The main properties of the dynamics of matter fields in spherically symmetric spacetimes have been analyzed in this work,to do this, we take into account the metric for the different space-times, which will be encoded in the line element (space-time interval). Special attention was paid to the scalar field evolving around of black holes spacetimes. Some features of test field evolution, such as tortoise coordinate, effective potential, physical boundary conditions and oscillation modes were explored and discussed considering the asymptotic behavior of spacetimes being (AdS, Minkowski, dS). The normal and quasinormal frequencies of oscillation of the scalar field were calculated exactly for AdS, dS, Minkowski and BTZ black hole spacetimes, for which we use special functions that are solutions of known differential equations (Bessel, Hypergeometric). We also numerically calculate the quasinormal modes for the Schwarzschild and Schwarzschild-AdS spacetimes, using the spectral methods of series solutions (Frobenius and Bernstein).

2022
Dissertações
1
  • ALAN DE GOIS CESAR
  • Análise de um colapso gravitacional em um modelo de universo fechado dominado por um campo escalar

  • Orientador : EDUARDO HENRIQUE SILVA BITTENCOURT
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO HENRIQUE SILVA BITTENCOURT
  • GRASIELE BATISTA DOS SANTOS
  • JONAS PEDRO PEREIRA
  • MARIO NOVELLO
  • VITORIO ALBERTO DE LORENCI
  • Data: 03/03/2022

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  • É construído um modelo de colapso gravitacional analisando a evolução de uma hipersuperfície que separa duas regiões de uma variedade. Utiliza-se uma métrica para o exterior do tipo Vaidya e para o interior do tipo Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW), as quais são coladas utilizando as condições de junção de Darmois. Inicialmente, a fonte da curvatura da região interior é um campo escalar não-minimamente acoplado à geometria, construído de maneira a produzir um modelo de ricochete que não viole a condição nula de energia, no entanto obtêm-se que esta condição limita o modelo a situação de acoplamento mínimo. Com este objetivo é feita uma aproximação em série de potências do sistema de equações formado pelas equações de campo de Einstein e a equação do campo escalar próximo do ricochete. Os resultados obtidos para os coeficientes da expansão e a análise de sua validade reforçam a necessidade de uma tri-curvatura espacial positiva, cujo módulo está definido em intervalos de validade obtidos durante a análise dos parâmetros. Determina-se também condições iniciais que caracterizam o colapso e estuda-se condições que permitam identificar o sua fase final, podendo ocorrer a emissão de toda a massa na forma de radiação eletromagnética, ou seja, uma evaporação. Também é possível obter um modelo singular ou mesmo um ricochete do objeto em si.


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  • A gravitational collapse model is constructed by analyzing the evolution of a hypersurface that separates two regions of a manifold. A Vaidya type metric is used for the exterior region and for the interior region the Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) type of metric is taken, which are glued using the Darmois matching conditions. Initially, the source of the curvature in the interior region is a scalar field non-minimally coupled to the geometry, in such a way to produce a bouncing model that does not violate the null energy condition, however it is obtained that this condition limits the model to the minimun coupling situation. With this aim, it is made a power series approximation of the system of equations formed by the Einstein field equations and the equation of the scalar field close to the bounce. The results obtained for the coefficients and the validity of the approximation itself reinforce the need for a positive spatial tri-curvature, whose value is defined in the validity intervals obtained during the analysis of the parameters. Initial conditions that characterize the collapse are also determined and conditions that allow the identification of its final stage are studied, which may in the emission of the entirety of the object mass as eletromagnetic radiation, that is, an evaporation, It is also possible to obtain a singular model or even a bounce of the object itself.

2
  • ISABELA FRANCO COSTA
  • Oscilações Shubnikov-de Haas em nanosestruturas baseadas em semicondutores de gap estreito

  • Orientador : MARCELOS LIMA PERES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADHIMAR FLAVIO OLIVEIRA
  • MARCELOS LIMA PERES
  • VALMIR ANTONIO CHITTA
  • Data: 05/04/2022

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  • vNeste trabalho foram investigadas propriedades de magneto transporte em estruturas de poço quântico de PbTe, dopado com BaF2, e uma heteroestrutura de SnTe/Sn(1-x)EuxTe. Ambas as estruturas foram crescidas pela técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE) pelo Laboratório Associado de Sensores e Materiais do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – LAS/INPE na cidade de São José dos Campos (SP), a fim de desenvolver semicondutores com alta cristalinidade. Essas estruturas são do tipo-p e com espessuras dadas por 10 nm do poço e 5 μm do filme. As medidas realizadas consideraram duas condições de iluminação, com luz infravermelha (IR) (940 nm de comprimento de onda) e escuro, para temperaturas variando de 300 K até 1,9 K e com campo magnético aplicado de até 9 T perpendicular à superfície. Nas discussões das curvas de magnetorresistência foram analisadas as componentes oscilatórias do efeito Shubnikov-de Haas, a fim de identificar a origem do padrão de batimento, considerando a ocorrência do efeito Rashba devido interações de efeito spin-órbita e propriedades de simetria do sistema. Com essa finalidade foram calculados massas efetivas, concentração e mobilidade eletrônica de portadores, além dos fatores-𝑔 de Landé, para investigar anisotropia do sistema. Nas análises das medidas de magneto transporte para o poço quântico de PbTe:BaF2 foram confirmadas o transporte por multivales, ou seja, com contribuição no transporte eletrônico pelos vales longitudinais e oblíquo da superfície de Fermi, através do cálculo das energias de confinamento dos vales dentro do poço. Enquanto para a heteroestrutura o transporte ocorreu apenas através do vale longitudinal. Para essas amostras também foram verificados os efeitos que contribuíram para geração das componentes oscilatórias do efeito Shubnikov-de Haas. Nesse caso, para o PbTe:BaF2 o cálculo da energia de Rashba de 8,4 𝑚𝑒𝑉 explicou splitting do vale longitudinal e a ocorrência das frequências 𝛼 e 𝛽. Para a heteroestrutura essa energia do splitting de Rashba correspondeu a um valor pequeno de 0,17 𝑚𝑒𝑉, calculada a partir de valores de frequências das oscilações Shubnikov-de Haas extraídas do ajuste Lifshitz-Kosevich (LK). Desse mesmo ajuste foram confirmados o transporte por estados de bulk na heteroestrutura, embora o SnTe seja isolante topológico cristalino e na teoria de isolantes topológicos são esperados transporte por estados de superfície (TSS).


  • Mostrar Abstract
  • In this work, magneto transport properties were investigated in quantum well structures of PbTe, doped with BaF2, and a heterostructure of SnTe/Sn(1-x)EuxTe. Both structures were grown by the molecular beam epitaxy (MBE) technique by the Associated Laboratory of Sensors and Materials of the National Institute for Space Research - LAS/INPE in the city of São José dos Campos (SP), in order to develop semiconductors with high crystallinity. These structures are p-type and have thicknesses given by 10 nm of the well and 5 μm of the film. The measurements performed considered two lighting conditions, with infrared light (IR) (940 nm wavelength) and dark, for temperatures ranging from 300 K to 1.9 K and with an applied magnetic field of up to 9 T perpendicular to the surface. In the discussions of the magnetoresistance curves, the oscillatory components of the Shubnikov-de Haas effect were analyzed in order to identify the origin of the beating pattern, considering the occurrence of the Rashba effect due to spin-orbit interactions and symmetry properties of the system. For this purpose, effective masses, concentration and electron mobility of carriers were calculated, in addition to Landé's 𝑔-factors, to investigate anisotropy of the system. In the analysis of the magneto transport measurements for the PbTe:BaF2 quantum well, the transport by multivalleys was confirmed, that is, with a contribution to the electronic transport through the longitudinal and oblique valleys of the Fermi surface, through the calculation of the confinement energies of the valleys inside from the well. While for the heterostructure the transport occurred only through the longitudinal valley. For these samples, the effects that contributed to the generation of oscillatory components of the Shubnikov-de Haas effect were also verified. In this case, for PbTe:BaF2 the calculation of the Rashba energy of 8.4 𝑚𝑒𝑉 explained longitudinal valley splitting and the occurrence of frequencies 𝛼 and 𝛽. For the heterostructure, this Rashba splitting energy corresponded to a small value of 0.17 𝑚𝑒𝑉, calculated from values of frequencies of Shubnikov-de Haas oscillations extracted from the Lifshitz-Kosevich (LK) fit. From this same fit, transport by bulk states in the heterostructure was confirmed, although SnTe is a crystalline topological insulator and in the theory of topological insulators, transport by surface states (TSS) is expected.

3
  • CARLA RIBEIRO RODRIGUES DA ROCHA
  • Espalhamento Compton na Eletrodinâmica Quântica com quebra de simetria de Lorentz

  • Orientador : GABRIEL FLORES HIDALGO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXIS ROA AGUIRRE
  • GABRIEL FLORES HIDALGO
  • RODOLFO ALVAN CASANA SIFUENTES
  • Data: 30/06/2022

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  • Após uma revisão da Eletrodinâmica Quântica e o cálculo em detalhe da seção de choque associado ao efeito Compton, nesta dissertação, apresentamos os cálculos da seção de choque do espalhamento Compton em um modelo de Eletrodinâmica Quântica com quebra de simetria de Lorentz. No modelo sob estudo, consideramos um termo de violação de simetria de Lorentz que modifica o vértice da teoria deixando os propagadores inalterados.


  • Mostrar Abstract
  • After a review of Quantum Electrodynamics and the calculation in detail of the cross section associated with the Compton scattering effect, in this dissertation, we present the calculations of the Compton scattering cross section in a Quantum Electrodynamics model with a term that breaks Lorentz symmetry. In the model under study, we consider a Lorentz symmetry violation term that modifies the vertex of the theory leaving the propagators unchanged.

4
  • ANDERSON SILVA DE ALMEIDA
  • Determinação da massa de aglomerados abertos utilizando dados do catálogo EDR3

  • Orientador : HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JACQUES RAYMOND DANIEL LEPINE
  • HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • OSCAR CAVICHIA DE MORAES
  • Data: 29/07/2022

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  • Com a disponibilização dos catálogos de dados Gaia e a existência de métodos de ajuste de isócronas automatizados, o estudo de aglomerados abertos vem passando por grandes avanços nos últimos anos. Seus parâmetros fundamentais vêm, consequentemente, sendo estimados em maior escala e com melhor precisão. Entretanto, parâmetros importantes como as massas totais desses objetos, os detalhes das populações de estrelas individuais e binárias e a existência de segregação de massa são pouco estudadas de maneira adequada. Nesse contexto, neste trabalho apresentamos um novo método de determinação de massas individuais, inclusive de estrelas binárias. Esse método permite estudar a massa total dos aglomerados abertos, assim como detalhes da população de binárias através de suas funções de massa. Para validar o método e sua eficiência, utilizamos aglomerados sintéticos com parâmetros previamente determinados. Com o método validado, aplicamos o procedimento para aglomerados de um recente catálogo de parâmetros fundamentais de nosso grupo, obtido do GAIA Early Data Release 3 (EDR3). Os principais resultados adquiridos incluem a obtenção da função de massa detalhada para as populações de estrelas individuais, primárias e secundárias, bem como as massas totais para 895 aglomerados. Mostramos também relações da massa total com outros parâmetros fundamentais e discutimos as implicações dinâmicas.


  • Mostrar Abstract
  • With the publication of the Gaia catalogue, and with the existence of automated isochrone fitting methods, the study of open clusters has undergone major advances in recent years. Its fundamental parameters have been, consequently, getting estimated in a larger scale and with better precision. However, important parameters such as the total masses of these objects, the details about populations of individual stars and of binary stars, and the existence of mass segregation are not adequately studied. Within this context, in this work we introduce a new method to determinate individual masses, including of binary stars. This method allows us to study the total mass of open clusters, as well as to study details of binary populations through their mass functions. To validate the method and its efficiency, we used synthetic clusters with predetermined parameters. With the validated method, we applied the procedure to clusters from a recent catalogue of fundamental parameters by our group, obtained from GAIA Early Data Release 3 (EDR 3). The main results include the obtaining of the detailed mass function for the populations of individual, primary, and secondary stars, in addition to the total masses for 895 clusters. We also show the relation between the total masses and other fundamental parameters, discussing its dynamic implications.

5
  • LUCAS TOBIAS DE PAULA
  • Modelos análogos de gravitação clássica e semiclássica

  • Orientador : VITORIO ALBERTO DE LORENCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALESSANDRO FABBRI
  • CAIO CESAR HOLANDA RIBEIRO
  • EDUARDO HENRIQUE SILVA BITTENCOURT
  • VITORIO ALBERTO DE LORENCI
  • Data: 02/08/2022

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  • Analogias formais entre fenômenos gravitacionais e fenômenos acústicos ou óticos são estudadas há mais de um século, levando a cenários interessantes para testar aspectos cinemáticos da Relatividade Geral em laboratórios terrestres. Aqui, alguns aspectos sobre modelos análogos para a gravitação são obtidos a partir da descrição desses dois tipos diferentes de sistemas. Primeiro, a propagação da luz em meios magnetoelétricos lineares é examinada. Em particular, é mostrado que esse efeito produz termos espaço-temporais mistos na métrica efetiva que dependem apenas da parte antissimétrica do coeficiente magnetoelétrico, que é geralmente não simétrico. Além disso, a relação de dispersão relacionada ao efeito linear motiva a análise de um modelo exato idealizado que apresenta um horizonte de eventos análogo. Em seguida, é apresentada uma breve discussão comparando diferentes formas de construção de modelos análogos. Posteriormente, motivados pelos resultados obtidos no contexto ótico, fazemos uma revisão bibliográfica sobre esses modelos análogos obtidos a partir de meios em movimento, estabelecendo uma equivalência entre a propagação de perturbações acústicas em tal fundo e a propagação de campos escalares livres perto de um buraco negro de Schwarschild. Este último aspecto nos leva a analisar a produção de partículas neste cenário, resultado que foi abordado pela primeira vez por Stephen Hawking, que leva à descrição da chamada Radiação Hawking. Ao tratar um espaço-tempo não estacionário, particularmente aqueles que apresentam um colapso gravitacional, podemos estender a descrição de campos quânticos para espaços-tempos curvos dividindo a métrica em duas regiões assintoticamente estacionárias, com isso mostramos que a presença do horizonte é fundamental para a criação de partículas. Por fim, também é mostrado que a distribuição térmica desta emissão de partículas é idêntica à distribuição de Planck para bósons, e por isso a temperatura Hawking é consequentemente muito pequena quando consideramos cenários astrofísicos.


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  • Formal analogies between gravitational and acoustic or optical phenomena have been a subject of study for over a century, leading to interesting scenarios for testing kinematic aspects of general relativity in terrestrial laboratories. Here, some aspects about analog models of gravity obtained from the description of these two different kind of systems are analysed. First, light propagation in linear magnetoeletric media is examined. In particular, it is shown that this effect produces mixed time-space terms in the effective metric that depend only on the antisymmetric part of the generally non-symmetric magnetoelectric coefficient. Furthermore, the dispersion relation related to the linear effect motivates the analysis of an idealised exact model presenting an analog event horizon. Then, a short discussion comparing different ways of constructing analog models is provided. Subsequently, motivated by the results obtained in the optical context, we make a bibliographic review about those analog models obtained from moving media, establishing an equivalence between the propagation of acoustic perturbations in such a background and the propagation of free scalar fields near a Schwarschild black hole. This last aspect drives us to analyse the particle production in this scenario, a result that was first addressed by Stephen Hawking, which yields to the the description of the so called Hawking radiation. When treating a non-stationary spacetime, particularly those presenting a gravitational collapse, we can extend the description of quantum fields to curved spacetimes by splitting the metric into two asymptotically stationary regions, with that we show that the presence of the horizon is fundamental for the creation of particles. Finally, it is also shown that the thermal distribution of this particle emission is identical to the Planck distribution for bosons, and because of that the Hawking temperature appears to be very small when we consider astrophysical scenarios.

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  • JACKELYNE LISSET MEDINA VILLANUEVA
  • Cristais fotônicos de silício poroso: Passivação de superfície e efeito do etch-stop na resposta óptica

  • Orientador : DANILO ROQUE HUANCA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADHIMAR FLAVIO OLIVEIRA
  • DANILO ROQUE HUANCA
  • ROBERTO SHIGUERU NOBUYASU JUNIOR
  • SEBASTIAO GOMES DOS SANTOS FILHO
  • Data: 16/12/2022

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  • O objetivo deste estudo foi investigar a influência do tempo de pausa (etch-stop) nas propriedades estruturais e ópticas de estruturas multicamadas e sua passivação para evitar efeitos de envelhecimento. A análise estrutural por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e o procedimento de ajuste dos dados de refletância óptica mostraram que a inclusão de uma pausa durante o crescimento da matriz porosa promove a formação de camadas mais espessas (2638 nm, em 10 s de pausa), em comparação com a camada com baixa porosidade sem pausa (2584 nm). Um comportamento semelhante foi observado para camadas de alta porosidade variando de 4500 a 4780 nm. Essa tendência também foi observada para estruturas multicamadas. Quanto à porosidade, observou-se um comportamento oposto, diminuindo em cerca de 9,5% e 6,5% com o aumento do tempo do etch-stop para camadas individuais com baixa e alta porosidade, respectivamente. Este fenômeno foi atribuído à recuperação do ácido fluorídrico consumido durante a formação dos poros na interface eletrólito-silício. Para obter cristais fotônicos 1D (1D-PC) de silício poroso com respostas ópticas próximas às projetadas, esse fenômeno deve ser levado em consideração no desenvolvimento do dispositivo. A fabricação do 1D-PC com uma sequência iniciando com uma camada com alta porosidade e outras onde a primeira camada superior possui baixa porosidade prova que o efeito de aumento da espessura e diminuição da porosidade independe da ordem de empilhamento. No entanto, o tratamento térmico feito em ambiente de ar mostra mudanças significativas na resposta óptica após a oxidação a 400°C. Como a oxidação do silício poroso depende das características da matriz porosa, conclui-se que o etch-stop promove a formação de camadas de alta e baixa porosidade com diferentes microestruturas, de modo que após o recozimento térmico a 1000°C em dispositivos com a primeira camada superior com alta porosidade, o gap fotônico principal (PBG) é destruído, ou seja, a espessura óptica das camadas de alta e baixa porosidade não obedece mais à lei de Bragg devido ao efeito de contração-expansão das camadas de baixa e alta porosidade. Três materiais diferentes foram usados para a passivação da superfície: óxido de silício térmico (SiO2), ouro (Au) e óxido de titânio (TiO2). Apesar da camada de passivação, a presença desses elementos resultou em um deslocamento para o azul do PBG. No entanto, no caso do TiO2 depositado, algumas amostras apresentaram um deslocamento para o vermelho, enquanto em outras o PBG não foi alterado. O deslocamento ao vermelho foi associado à presença de xileno no sol-gel TiO2 dentro dos poros. O PBG inalterado foi associado à formação de uma fina camada de sol-gel de TiO2 de vedação dos poros. Após o tratamento térmico, observou-se o típico deslocamento para o azul. Apesar do material de passivação, a espectroscopia rápida de infravermelho de Fourier (FTIR) revela a presença de SiO2 além das fases Au ou TiO2. A análise por espectroscopia de raios-X por dispersão de energia (EDS) mostrou que Au e TiO2 foram depositados em um gradiente de concentração profundo, mas com uma distribuição homogênea ao longo da superfície da amostra. A difração de raios X (XRD) mostrou que após o tratamento térmico a 450°C, as fases rutilo e anatase coexistem, com predominância da última. A estabilidade das propriedades ópticas após a passivação foi confirmada por medições das amostras após 20 e 36 semanas de armazenamento. Nenhuma mudança espectral foi observada na posição PBG.


  • Mostrar Abstract
  • The aim of this study was to investigate the influence of the etch-stop time on the structural and optical properties of multilayer structures and their passivation to avoid aging effects. Structural analysis by scanning electron microscopy (SEM) and the optical reflectance data fitting procedure have shown that the inclusion of a pause during the growth of the porous matrix promotes the formation of thicker layers (2638 nm, for 10 s of pause), compared with the layer with low porosity without pause (2584 nm). Similar behavior was observed for high porosity layers changing from 4500 to 4780 nm. This trend was also observed for multilayer structures. As for porosity, an opposite behavior was observed, decreasing in about 9.5% and 6.5% with increasing etch stop time for single layers with low and high porosity, respectively. This phenomenon was attributed to the recovery of hydrofluoric acid consumed during pore formation at the electrolyte-silicon interface. To obtain 1D photonic crystals (1D-PC) of porous silicon with optical responses close to those projected, this phenomenon must be taken into account in device development. The fabrication of 1D-PC with a sequence starting with a layer with high porosity and others where the first upper layer has low porosity proves that the increasing effect of thickness and the decrease of porosity does not depend on the stacking order. However, the thermal treatment made in air environment shows significant changes in the optical response after the oxidation at 400°C. Since the oxidation of porous silicon depends on the characteristics of the porous matrix, it is concluded that the etch-stop promotes the formation of high and low porosity layers with different microstructures, so that after thermal annealing at 1000°C in devices with the first upper layer with high porosity, the main photonic band gap (PBG) is destroyed, i.e., the optical thickness of the high and low porosity layers no longer obeys Bragg’s law due to the contraction-expansion effect of the low and high porosity layers. Three different materials were used for surface passivation: thermal silicon oxide (SiO2), gold (Au), and titanium oxide (TiO2). Despite the passivation layer, the presence of these elements resulted in a blue shift of the PBG. However, in the case of the deposited TiO2, some samples showed a red shift, while in others the PBG is not changed. The red shift was associated with the presence of xylene in the sol-gel TiO2 within the pores. Unaltered PBG was associated with the formation of a thin pore-sealing TiO2 sol-gel layer. After thermal treatment, the typical blue shift was observed. Despite the passivation material, fast Fourier infrared spectroscopy (FTIR) reveals the presence of SiO2 in addition to the Au or TiO2 phases. Energy dispersive X-ray spectroscopy analysis (EDS) showed that Au and TiO2 were deposited in a deep concentration gradient, but with a homogeneous distribution along the sample surface. X-ray diffraction (XRD) showed that after thermal treatment at 450°C, the rutile and anatase phases coexist, with the latter predominating. The stability of the optical properties after passivation was confirmed by measurements of the samples after 20 and 36 weeks of storage. No spectral changes were observed in the PBG position.

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  • JOAQUÍN EDUARDO LLANOS SALAZAR
  • Análise do Colapso Gravitacional de Campos Escalares

  • Orientador : ALAN BENDASOLI PAVAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALAN BENDASOLI PAVAN
  • BERTHA CUADROS-MELGAR
  • EDUARDO HENRIQUE SILVA BITTENCOURT
  • LEONARDO WERNECK DE AVELLAR
  • Data: 16/12/2022

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  • Uma das possíveis explicações para a expansão acelerada do universo é a existência da energia escura. Diferentes modelagens matemáticas tem sido propostas para ela, e dentre estas modelagens, a mais simples é aquela que usa campos escalares com diferentes potenciais efetivos. Um possível modelo é o campo escalar tipo phantom que possui uma equação de estado com pressão negativa. Portanto, entender como é governada a evolução gravitacional desse campo é algo de interesse para a Cosmologia e a Astrofísica. Neste trabalho foram analisados os colapsos do campo escalar padrão e do campo escalar phantom. A evolução temporal dos campos foi realizada com o código SFcollapse1D, no qual é possível avaliar a formação de buracos negros ou a dispersão dos campos. O valor crítico η* para a formação de buracos negros do campo escalar foi recuperado como na literatura, mas no caso do campo phantom obtivemos apenas dispersão do campo para o intervalo de valores de parâmetros estudados. Esse comportamento parece condizente com o fato do campo phantom ter característica expansiva.


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  • One of the posible explanations for the accelerated expansion of the universe is the existence of dark energy. Different mathematical models have been proposed for it, among those models the simplest one uses scalar fields with different effective potentials. A possible model is the phantom scalar field which has an equation of state with negative pressure. Therefore, understanding how the gravitational evolution of that field is dictated is something of interest for Cosmology and Astrophysics. In this work, we analysed the collapse of both the conventional scalar field and the phantom scalar field. The time evolution of the fields was carried out with the SFcollapse1D code, in which it is possible to evaluate black hole formation or dispersion of such fields. The critical value η* for black hole formation from conventional scalar fields was obtained as in the literature, nevertheless, in the case of phantom scalar field only dispertion was obtained. This behavior seems to agree with the fact that the phantom scalar field has an expansive characteristic.

2021
Dissertações
1
  • Edson da Silva Souza
  • Defeitos Topológicos em Teorias de Campo

  • Orientador : ALEXIS ROA AGUIRRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXIS ROA AGUIRRE
  • DIONISIO BAZEIA FILHO
  • FABRICIO AUGUSTO BARONE RANGEL
  • GABRIEL LUCHINI MARTINS
  • Data: 22/02/2021

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  • Neste trabalho propomos o desenvolvimento de novos modelos de dois e três campos escalares reais acoplados que possuem soluções BPS (Bogomolnyi-Prasad-Sommerfield). Para tal fim utilizaremos o método recentemente proposto, conhecido como método de extensão. Em particular, construiremos explicitamente novos modelos de dois e três campos escalares acoplados, e também estudaremos a estabilidade linear de suas respectivas soluções BPS.


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  • In this work we propose the development of new models of two and three fields coupled scalar real supporting BPS solutions (Bogomolnyi-Prasad-Sommerfield). For this purpose, we will use the recently proposed method, known as the extension method. In particular, we will explicitly construct new models of two and three coupled scalar fields, and also we will study the linear stability of their respective BPS solutions.

2
  • GABRIEL RIBEIRO FERREIRA LOPES
  • Investigação do efeito de fotocondutividade em poços quânticos de SnTe/PbEuTe

  • Orientador : MARCELOS LIMA PERES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADHIMAR FLAVIO OLIVEIRA
  • HUGO BONETTE DE CARVALHO
  • MARCELOS LIMA PERES
  • SUELEN DE CASTRO
  • Data: 13/12/2021

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  • Neste trabalho, são estudados os efeitos de fotocondutividade no poço quântico composto
    pelos semicondutores IV-VI do tipo-p SnTe/Pb0,9Eu0,1Te. As amostras utilizadas no
    trabalho foram crescidas com a técnica de epitaxia por feixe molecular, que resultou em
    estruturas de alta qualidade cristalina com espessuras de aproximadamente 30 nm. As
    medidas de fotocondutividade são feitas para temperaturas menores que 200 K, para
    comprimentos de onda específicos variando desde o infravermelho (IV), com comprimento
    de onda de 940 nm, até o ultravioleta (UV), com comprimento de onda de 398 nm. É
    observado uma fotorresposta positiva a temperaturas maiores que 10 K, com o efeito de
    fotocondutividade persistente presente ao se retirar a iluminação. Em uma análise das
    curvas de decaimento, foi possível verificar que a fotocondutividade persistente é devida à
    presença de defeitos na estrutura de bandas do SnTe, e que diferentes defeitos são ativados como funções da energia da radiação incidente. Para temperaturas menores que 10 K, observa-se uma transição da fotocondutividade positiva para negativa quando a amostra é iluminada com luz UV. Para explicar o efeito negativo, foram realizadas medições de efeito Hall para obtenção da concentração e mobilidade de portadores, com e sem luz,
    visando quantificar as variações desses parâmetros sob luz UV. Com essas informações,
    a fotocondutividade negativa é explicada com base num modelo de transporte clássico
    que prevê a transição para o efeito negativo em temperaturas menores que 4 K. Através
    de medidas de magnetorresistência, ficou constatado que não há contribuição de estados
    topológicos de superfície para o transporte sob iluminação. Numa segunda amostra, as
    medidas de fotocondução foram conduzidas para LEDs que variavam do IV, passando
    pelo visível até o UV, com o objetivo de verificar a dependência da fotocondutividade
    negativa com a energia da radiação. De fato, foi observado que o efeito negativo só se
    manifesta para radiações com energias maiores que 2 eV, a partir do amarelo. Isso leva à
    conclusão que o aparecimento da fotocondutividade negativa é originada das bandas de
    energia localizadas acima de 2 eV.


  • Mostrar Abstract
  • In this work, we study the photoconductivity effect in p-type IV-VI semiconductors
    SnTe/Pb0,9Eu0,1Te. The samples were grown using molecular beam epitaxy, resulting
    in high quality 30 nm-wide structures. Photoconductivity measurements are made for
    temperatures below 200 K, with radiation varying from infrared (IR, 940 nm) to ultraviolet
    (UV, 398 nm) wavelengths. A positive photoresponse is observed for temperatures greater
    than 10 K, with persistent photoconductivity when the light is turned off. Analysis of
    the photoconductivity decay curves showed that defect states are present in the energy
    band structure of SnTe, and that different defects are activated, as functions of the
    radiation energy. For temperatures below 10 K, a transition from positive to negative
    photoconductivity is observed when the sample is illuminated by UV light. To explain the
    negative effect, Hall measurements were made in order to obtain the carrier concentration
    and mobility under light and dark conditions, comparing the variation of these parameters
    using UV radiation. With this information, the negative photoconductivity effect is
    explained with a classical transport model that predicts the transition for temperatures
    below 4 K. Magnetoresistance measurements showed that there is no contribution of the
    topological surface states for the electrical transport under illumination. In a second sample, photoconductivity measurements were conducted for lights ranging from IR, through visible to UV, in order to verify the dependence of negative photoconductivity on radiation energy. It was observed that the negative effect indeed manifests only for radiations with energies greater than 2 eV, starting with yellow. This leads to the conclusion that the negative photoconductivity is originated from the energy bands above 2 eV.

2020
Dissertações
1
  • Rosimara Passos Toledo
  • Propriedades físicas das camadas de silício poroso com deposição de PANI dopada com Érbio

  • Orientador : ADHIMAR FLAVIO OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADHIMAR FLAVIO OLIVEIRA
  • DANILO ROQUE HUANCA
  • MARIA ELENA LEYVA GONZALEZ
  • SEBASTIAO GOMES DOS SANTOS FILHO
  • Data: 17/02/2020

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  • Silício tipo-p foi utilizado para a formação de silício macroporoso (MPS) por corrosão eletroquímica em solução de HF:DMF, 1:9 em volume. A seguir, essas estruturas foram passivadas por meio da deposição de uma camada de polianilina (PANI) usando o método da voltametria cíclica, método que também foi empregado para a dopagem da camada de PANI com pequenas concentrações de érbio (Er), na ordem milimolar (mM). A análise estrutural por microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que os poros são formados aleatoriamente ao longo de toda a região porosa com diâmetro variando entre 0,3 e 1,3 𝜇m, à medida que a análise de Espectrometria de raios-x por dispersão de energia (EDS) revela que a PANI foi deposita ao longo das paredes dos poros, tendo maior concentração nas regiões mais próximas da superfície da camada porosa. A espectroscopia de Rutherford por íons retroespalhados (RBS) mostra que o Er tem se difundido através da camada de PANI, porém com sua maior concentração na região superficial. Essas duas técnicas mostraram a presença de oxigênio que é associado com a formação de óxido de silício (SiO2), sendo confirmadas por meio da espectroscopia de infravermelho (FTIR), onde foi encontrada a presença de grupos funcionais associados às ligações de O-Si-O. Nas amostras dopadas com Er, tanto o FTIR quanto a espectroscopia Raman mostraram que o Er cria grupos funcionais adicionais que, segundo a difração de raios-X (DRX), reduz a cristalinidade da PANI e com isso diminui sua condutividade. A caracterização elétrica confirma não apenas a diminuição da condutividade da PANI, mas também a diminuição da corrente que atravessa a junção MPS/PANI; isso está associado com o incremento da quantidade de SiO2 dentro da estrutura porosa. Esse efeito é parcialmente recuperado pela inclusão do Er, possivelmente devido a redução da largura da região de carga espacial, bem como ao efeito do Er presente na interface MPS/PANI por meio da modificação da função trabalho ou o incremento dos estados superficiais. Esse efeito é confirmado por meio da refletância na região UV-VIS que mostra uma diminuição da energia de transferência indireta.


  • Mostrar Abstract
  • P-type silicon was used for the formation of macroporous silicon (MPS) by electrochemical corrosion in HF: DMF solution, 1: 9 in volume. Then, these structures were passivated by depositing a polyaniline layer (PANI) using the cyclic voltammetry method, a method that was also used for doping the PANI layer with small concentrations of erbium (Er), in millimolar order (mM). The structural analysis by scanning electron microscopy (SEM) showed that the pores are formed randomly throughout the porous region, with a diameter varying between 0.3 and 1.3 𝜇m. The Spectrometry analysis X-rays by energy dispersion (EDS) reveals that the PANI was deposited along the pore walls, with a higher concentration in the regions closest to the surface of the porous layer. Rutherford backscattering spectrometry (RBS) shows that Er has been diffusing through the PANI layer, but with greater concentration at the superficial region. These two techniques showed the presence of oxygen that is associated with the formation of silicon oxide (SiO2), confirmed using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), where the presence of functional groups associated with O-Si-O bonds. In samples doped with Er, both FTIR and Raman spectroscopy showed that Er creates additional functional groups that, according to X-ray diffraction (XRD), reduce the crystallinity of PANI and with that decrease the conductivity. The electrical characterization confirms, not only the decrease in the conductivity of the PANI but also the decrease in the current that passes through the MPS/PANI junction, this is associated with the increase in the amount of SiO2 within the porous structure. This effect was partially recovered by the inclusion of Er, possibly due to its effect of reducing the width of the space charge region, as well as the effect of Er present in the MPS/PANI interface through the modification of the work function or the increase of surface states. This effect was confirmed by the reflectance in the UV-VIS region, which shows a decrease in indirect transfer energy.

2
  • Everson Henrique Rodrigues
  • Campo de Lee-Wick na presença de fronteiras semi-transparentes

  • Orientador : FABRICIO AUGUSTO BARONE RANGEL
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXIS ROA AGUIRRE
  • ANDERSON ANTUNES NOGUEIRA
  • FABRICIO AUGUSTO BARONE RANGEL
  • LUIZ HENRIQUE DE CAMPOS BORGES
  • Data: 19/02/2020

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  • Neste trabalho, é feita uma revisão a respeito do campo vetorial do tipo Lee-Wick quando há interação entre uma carga e uma placa plana perfeitamente condutora. Demonstra-se que o propagador de interação obtido não pode ser encontrado a partir de uma composição simples entre o propagador para o campo de Proca e o campo de Maxwell. Obtém-se analiticamente o propagador campo escalar de Lee-Wick e, numericamente, demonstra-se o comportamento da energia e da força de interação. É analisada a interação entre carga e placa plana imperfeitamente condutora na presença de um campo vetorial de Lee-Wick. Tanto para o caso vetorial quanto escalar, a força de interação apresenta pontos extremos para valores finitos dos parâmetros de acoplamento na lagrangiana. As análises de casos extremos para esses parâmetros nos levam a resultados consistentes já previamente obtidos.


  • Mostrar Abstract
  • In this study, we do a review about the Lee-Wick vetorial field, where is showed that if there is an interaction between point-like charge and a perfectly conductive plane plate. It is shown that interaction propagator can not be obtained by a simple sum of propagators for Proca and Maxwell fields. We analyze for the scalar field, achieving analytically the propagator and numerically the energy and force. It is analyzed the interaction between charge and plate in Lee-Wickfield. Forbothcases, theinteractionforceshowsextremapointsforfinitevaluesofthe Lagrangian coupling parameters. The analysis of extrema cases shows that these parameters generate consistent results previously obtained.

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  • MARCOS FELIPE FARIA TERRA SIQUEIRA
  • Caracterização da Atmosfera de Exoplanetas do Tipo Hot-Júpiters via Espectrofotometria Diferencial do Trânsito

  • Orientador : OSCAR CAVICHIA DE MORAES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALAN BENDASOLI PAVAN
  • FRANCISCO JOSÉ JABLONSKI
  • GABRIEL RODRIGUES HICKEL
  • OSCAR CAVICHIA DE MORAES
  • Data: 05/03/2020

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  • A espectrofotometria diferencial do trânsito de exoplanetas tipo Hot-Júpiters tem se mostrado uma técnica promissora para a caracterização da atmosferas desses planetas, sem a necessidade de resolvê-lo espacialmente de sua estrela hospedeira. O aprimoramento dessa técnica na última década possibilitou a obtenção de espectros de transmissão em telescópios cada vez menores, como o NOT 2.4m. Motivado por esses resultados, o presente trabalho busca testar a viabilidade da caracterização de atmosferas utilizando essa técnica no telescópio Perkin-Elmer 1.6m, baseado em observações realizadas no OPD-LNA. As curvas de luz obtidas para os objetos acompanhados apresentaram uma dispersão da ordem da profundidade de trânsito, possivelmente gerada pela oscilação dos objetos na fenda em conjunto com noites desfavoráveis. Através da combinação dos espectros, foi possível gerar o espectro de transmissão do WASP-87b. Os modelos atmosféricos ajustados aos dados indicam uma atmosfera rica em oxigênio (C/O < 1), com forte haze e evidências de estruturas de absorção de TiO e VO, que a temperaturas acima de 2000K, suprimem as linhas de absorção do Na e K. Esse resultado individual não é o suficiente para confirmar a eficácia do método, e novas observações devem ser realizadas visando compreender melhor erros sistemáticos e restringir os limites de sua aplicabilidade.


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  • Differential spectrophotometry of transiting Hot-Júpiters has shown to be a promising technique to characterize the upper atmosphere of these planets, without the necessity of spatially resolving it from its host star. The enhancement of this technique in the last decade allowed the achievement of transmission spectra in smaller telescopes, like the NOT 2.4m. Motivated by these results, this work aims to test the viability of characterizing exoplanetary atmospheres applying this technique in the 1.6m Perkin Elmer telescope, based in observations performed in OPD-LNA. The light curves obtained for the monitored objects showed a dispersion in the order of the transit depth, possibly generated by the oscillation of the objects in the slit together with unfavorable nights. Through the combination of the acquired spectra, it was possible to generate the transmission spectrum of the WASP-87b. The atmospheric models adjusted to the data indicate an oxygen-rich atmosphere (C/O < 1), with strong haze and evidence of TiO and VO absorber structures, which at temperatures above 2000K, suppress the Na and K absorption lines. This individual result is not enough to confirm the effectiveness of the method, and new observations must be made in order to better understand systemic errors and restrict the limits of its applicability.

4
  • CELSO HENRIQUE CORREA CARVALHO
  • Análise Espectroscópica e de Abundância da Nebulosa Planetária NGC 6445.

  • Orientador : HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • ISABEL REGINA GUERRA ALEMAN
  • OSCAR CAVICHIA DE MORAES
  • PAULO JAKSON ASSUNÇÃO LAGO
  • Data: 06/03/2020

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  • NGC 6445 é uma nebulosa planetária alvo de poucos estudos específicos. Neste trabalho, o objetivo é complementar os estudos realizados até hoje, analisando de forma espacialmente resolvida a emissão de várias linhas atômicas desta nebulosa na faixa do óptico. Para tanto, mapeou-se a parte central da nebulosa com múltiplos espectros ópticos obtidos com o uso de fenda estreita. As observações foram feitas com o espectrógrafo Cassegrain acoplado ao telescópio de 1,6 m do Observatório do Pico dos Dias. Com esse dados, foram obtidos não somente o tradicional espectro integrado, mas também, o espectro espacialmente resolvido. Isso nos permitiu estudar as propriedades físicas e químicas médias desse objeto, assim como, mapeá-las espacialmente no plano do céu.


  • Mostrar Abstract
  • NGC 6445 is a planetary nebula that has been the target of only a few specific studies. In this work, our aim is to complement the studies carried out until now, analyzing the spatial distribution of the optical emission of several atomic lines from this nebula. With this purpose, the central part of the nebula was mapped with multiple optical spectra obtained with the use of narrow slits in different positions of the nebula. The observations were made with the Cassegrain spectrograph attached to the 1.6 m telescope at the Pico dos Dias Observatory. With this data, we obtained the traditional integrated spectrum and the spatially resolved spectrum. With these data, we studied not only of the average physical and chemical properties of this object, but also their two dimensional distribution.

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  • Daniel da Cruz Alves
  • Investigação do efeito de fotocondução em poços quânticos de PbTe do tipo p

  • Orientador : MARCELOS LIMA PERES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELOS LIMA PERES
  • PAULO HENRIQUE DE OLIVEIRA RAPPL
  • SANDRA NAKAMATSU
  • Data: 13/03/2020

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  • Neste trabalho, foi realizado um estudo do efeito de fotocondutividade em duas amostras de poços quânticos simples de PbTe/Pb1-xEuxTe, do tipo-p, crescidos, com espessura de 10 e 20 nm, sobre um substrato de BaF2. As medições de fotocondução foram realizadas numa faixa de temperatura de 300 – 1,9 K e sob a iluminação de um LED emissor infravermelho (IR). As amostras apresentam fotocondutividade positiva e um efeito de persistência a baixas temperaturas. O efeito de fotocondutividade persistente foi associado à presença de níveis de defeitos no interior da estrutura de bandas dos poços. Ajustes, a partir das curvas de decaimento, foram realizados para obter-se os tempos de recombinação para os dois poços estudados e, assim, obter as posições dos níveis de defeitos responsáveis pelo efeito de persistência. Foram obtidos os tempos de recombinação para cada amostra, indicando que mais de um nível de defeito participa no transporte elétrico dos portadores. No poço com 10 nm de espessura, o nível de defeito torna-se mais efetivo no aprisionamento de portadores para temperaturas inferiores a 20 K e é responsável pelo efeito de persistência na fotocondutividade da amostra que é visível a partir dessa temperatura. Porém, com mais evidência o poço de 10 nm apresentou uma fotoresposta maior para T = 10 K do que para T = 4,2 K, comportamento esse, que não era esperado. Para o poço de 20 nm, o nível de defeito começa a ter influência a partir de 45 K e assim o efeito de persistência fica evidente a partir dessa temperatura. Medições de efeito Hall também foram realizadas para auxiliar na compreensão da influência da radiação IR no transporte elétrico. Para a amostra com 10 nm de espessura, as medidas indicam que a iluminação aumenta a densidade de portadores e, para uma determinada região de temperatura, há um aumento na mobilidade dos portadores. A alteração nos comportamentos da mobilidade e da densidade de portadores revela a influência no nível de defeito encontrado para a amostra. O aumento na mobilidade ajuda a esclarecer o fato da variação na amplitude de fotocondução em 10 K ser maior que em 4,2 K. Para o poço com 20 nm, a iluminação causa um aumento na densidade dos portadores e uma diminuição na mobilidade a partir de 30 K, mostrando que os níveis de defeitos encontrados influenciam nas curvas de fotocondução da amostra. A saturação apresentada pela curva de mobilidade ajuda a compreender a similaridade entre as amplitudes de fotocondução para 10 K e 4,2 K para o poço com 20 nm.


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  • In this work, a study of the photoconductivity effect was carried out on two PbTe single quantum well samples, p-type, 10 and 20 nm grown on a BaF2 substrate. Photoconduction measurements were carried out in a temperature range of 300 - 1.9 K and under the illumination of an infrared (IR) emitter LED. The samples presented positive photoconductivity and a persistent effect at low temperatures. The effect of persistent photoconductivity was associated with the presence of defect levels within the well band structure. Adjustments from the decay curves were performed to obtain the recombination times for the two studied quantum wells and, thus, to obtain the positions of the defect levels responsible for the persistence effect. The recombination times for each sample were obtained, indicating that more than one defect level influences the electrical transport of the carriers. In the 10 nm-thick well, the defect level is activated at 20 K and is responsible for the persistence in the photoconductivity of the sample that arises from that temperature. However, the 10 nm well showed a larger photoresponse for T = 10 K than for T = 4.2 K, a behavior that was not expected. For the 20 nm well, the defect level starts to have an influence from 45 K and thus the persistence effect is evident from that temperature. Hall Effect measurements were also performed to help understand the IR radiation influence on electrical transport. For the 10 nm-thick sample, the measurements indicated that illumination increases the concentration of carriers and, for a given temperature region, an increase in carrier mobility. The change in the behavior of the mobility and concentration of carriers reveals, defect level influence found in the sample. The increase in mobility explains the fact that the variation in the photoconduction amplitude in 10 K is greater than in 4.2 K. For the 20 nm well, the illumination causes an increase in the concentration of carriers and a decrease in mobility from 30 K, showing that the defect levels influence the sample photoconduction curves. The saturation presented by the mobility curve helps to understand the similarity between the photoconduction amplitudes for 10 K and 4.2 K for the 20 nm well.

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  • ELIANE APARECIDA MORAIS
  • Investigação das propriedade elétricas em poços quânticos de PbTe do tipo p

  • Orientador : MARCELOS LIMA PERES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HORÁCIO WAGNER LEITE ALVES
  • MARCELOS LIMA PERES
  • ROBERTO SHIGUERU NOBUYASU JUNIOR
  • Data: 23/07/2020

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  • Neste trabalho foram investigadas as propriedades de transporte elétrico e o efeito Rashba em poços quânticos PbTe/Pb0.9Eu0.1Te do tipo p, com e sem dopagem de BaF2, com 10nm de espessura. As medições foram realizadas na faixa de temperatura de 1.9K a 40K, usando um led azul com comprimento de onda de 460nm e intensidade de 276 mW/m². Nas medições de magnetorresistência para a amostra dopada, com e sem iluminação, observamos que para valores abaixo de B ~ 4 T não há oscilações significativas em qualquer temperatura medida, mas acima de B ~ 4 T há oscilações em temperaturas mais baixas na faixa de 1.9K a 10K e para as temperaturas acima de 15 K as oscilações se tornam evidentes em B ~7 T. Estas oscilações são compostas por três componentes com frequências bem próximas. A concentração de portadores e sua mobilidade também foram analisadas para a amostra na temperatura de 4.2 K, que apresentou uma mínima diminuição na concentração de portadores e um aumento na mobilidade quando iluminada. As medições de magnetorresistência para a amostra não dopada, com e sem iluminação, apresentaram oscilações a partir de B ~ 4 T para as temperaturas na faixa de 1.9 K a 15 K e para temperaturas acima de 20 K as oscilações são bem discretas acima de B ~7 T. Sem iluminação, as oscilações da amostra não dopada são compostas por duas componentes oscilatórias e quando iluminada, são compostas por três componentes com frequências bem diferentes. Na temperatura de 6 K, a amostra não dopada apresentou um aumento na concentração de portadores e uma diminuição da mobilidade quando iluminada. As massas efetivas ciclotrônicas e o fator g de Landé também foram obtidos para as amostras. A análise das frequências encontradas indica o aparecimento do efeito Rashba (ou SO). A amostra dopada apresentou um splitting Rashba dos elipsoides maior do que a da amostra não dopada, chegando a 50%. A energia de Rashba encontrada para a amostra dopada foi de 13meV.


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  • In this work, the properties of electric transport and the Rashba effect were investigated in p type PbTe / Pb0.9Eu0.1Te quantum wells, with and without BaF2 doping, with 10nm thickness. The measurements were carried out in the temperature range from 1.9K to 40K, using a blue LED with a wavelength of 460 nm and intensity of 276 mW / m². In magnetoresistance measurements for the doped sample, with and without illumination, we observed that for values below B ~ 4 T there are no significant oscillations at any measured temperature, but above B ~ 4 T there are oscillations at lower temperatures in the range of 1.9 K at 10K and for temperatures above 15 K the oscillations become evident in B ~ 7 T. The concentration of carriers and their mobility were also analyzed for the sample at temperature of 4.2 K, which showed a minimal decrease in the concentration of carriers and an increase in mobility when illuminated. The magnetoresistance measurements for the doped sample, with and without illumination, showed oscillations from B ~ 4 T for temperatures in the range of 1.9 K to 15 K and for temperatures above 20 K the oscillations are very discrete above B ~ 7 T. Without light, the oscillations of the undoped sample are composed of two oscillatory components and when illuminated, they are composed of three components with very different frequencies. At temperature of 6 K, the non-doped sample showed an increase in the concentration of carriers and a decrease in mobility when illuminated. The effective cyclotronic masses and the Landé g factor were also obtained for the samples. The analysis of the frequencies found indicates the Rashba effect (or SO). The doped sample showed splitting Rashba of ellipsoids than the non-doped sample, reaching 50%. The energy of Rashba found for the doped sample was 13 meV.

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  • Diego Renan da Silva
  • Modelos análogos ópticos para buracos negros e buracos de minhoca

  • Orientador : RENATO KLIPPERT BARCELLOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANTE DONIZETI PEREIRA
  • EDUARDO HENRIQUE SILVA BITTENCOURT
  • RENATO KLIPPERT BARCELLOS
  • RODRIGO LIPPARELLI FERNANDEZ
  • Data: 30/07/2020

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  • Este trabalho tem como objetivo apresentar e discutir os modelos análogos ópticos utilizados para estudar sistemas gravitacionais por meio de sistemas de matéria condensada. Toda teoria matemática por trás da construção de um modelo análogo óptico é apresentada, juntamente com dois modelos: o buraco negro de Schwarzschild e o buraco de minhoca de Morris-Thorne. Propõe-se uma parametrização de tais modelos de modo a unificá-los por meio de um parâmetro real livre que gera uma família de novos modelos e abre possibilidade de que alguns desses novos modelos venham a ser modelos análogos.


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  • This work aims to present and discuss the optical analogue models used to study gravitational systems using condensed matter systems. The whole mathematical theory behind the construction of an analogue optical model and the explicit presentation of two analogue models are provided: Schwarzschild black hole and Morris-Thorne wormhole. A parametrization of such models is proposed in order to unify them through a free real parameter that generates a family of new models, and open the possibility that some of theses new models could actually be analogue models.

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  • Bárbara Luiza de Miranda Marques
  • Estudo de nebulosas planetárias observadas com espectroscopia de campo integral

  • Orientador : HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALBERTO RODRÍGUEZ ARDILA
  • HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • ISABEL REGINA GUERRA ALEMAN
  • STAVROS AKRAS
  • Data: 10/08/2020

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  • Neste trabalho, quatro nebulosas planetárias (NPs) foram estudadas através da análise de dados de espectroscopia de campo integral (IFS, do inglês, integral field spectroscopy), obtidos em um dos quatro telescópios que formam o Very Large Telescope (VLT, European Southern Observatory, Chile). Estes objetos foram selecionados a partir de uma amostra original de 16 NPs observadas, com base na qualidade e completeza dos dados necessárias para determinar suas condições físicas e abundâncias. Estas quatro NPs nunca haviam sido estudadas com IFS, técnica que permite obter informação espectral espacialmente resolvida. A origem da diversidade de morfologias de NPs ainda não é completamente compreendida, sendo uma importante frente de pesquisa na área. A partir desse dados podemos investigar as características morfológicas mostradas pela emissão de diferentes
    espécies e ı́ons, além de parâmetros físicos e químicos desses objetos. Das quatro NPs selecionadas, a He 2-108 foi o foco deste trabalho, pois suas observações mostraram diversas características interessantes. Para este objeto, fizemos um estudo detalhado, incluindo a determinação de mapas de intensidade de linhas e, a partir destes, determinamos mapas de temperatura e densidade do gás. As abundâncias químicas foram calculadas a partir do espectro integrado, levando a um ADF(N/H) = 55. A análise do espectro da região central indica que a estrela central ainda produz um vento intenso que afeta a emissão da região
    mais central da NP. A presença desse vento é evidência de seu estágio evolutivo bastante jovem. Também são apresentados os primeiros resultados da análise similar feita para as NPs He 2-117, He 2-434 e IC 4191. Foram obtidos os espectros integrados e os primeiros mapas de fluxo de linhas desses objetos.


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  • In this work, four planetary nebulae (PNe) were studied through the analysis of integral field spectroscopy (IFS) data, obtained in one of the four telescopes that form the Very Large Telescope (VLT, European Southern Observatory, Chile). These objects were selected from an original sample of 16 observed PNe, based on the quality and completeness of the data necessary to determine their physical conditions and abundances. These four PNe had never been studied with IFS, a technique that allows obtaining spectral information spatially resolved. The origin of the diversity of PNe morphologies is not yet fully understood, being an important research front in this field. From this data we can investigate the morphological characteristics shown by the emission of different species and ions, in addition to physical and chemical parameters of these objects. Of the four PNe selected, He 2-108 was the focus of this work, as their observations showed several interesting characteristics. For this object, we made a detailed study, including the determination of line intensity maps and, from these, we determined gas temperature and density maps. Chemical abundances were calculated from the integrated spectrum, leading to an ADF(N/H) = 55. The analysis of the central region’s spectrum indicates that the central star still produces an intense wind that affects the emission of the most central region of the PN. The presence of that wind is an evidence of its very young evolutionary stage. The first results of the similar analysis made for the PNe He 2-117, He 2-434 and IC 4191 are also presented. The integrated spectra and the first flux maps of these objects were obtained.

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  • MONIQUE MARQUES DE BRITO
  • Um estudo espectrofotométrico de nebulosas planetárias e regiões HII na galáxia M83

  • Orientador : OSCAR CAVICHIA DE MORAES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANGELA CRISTINA KRABBE
  • HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • OSCAR CAVICHIA DE MORAES
  • Data: 24/08/2020

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  • As nebulosas planetárias (NPs) e regiões HII representam importantes ferramentas no que diz respeito a determinação de abundâncias quı́micas e exploração dos gradientes radiais de abundâncias em galáxias espirais. Ambos objetos configuram populações estelares com diferentes idades, logo a determinação de suas abundâncias permite estudar a composição quı́mica das galáxias em diferentes épocas da sua evolução. Neste trabalho temos como finalidade determinar as abundâncias quı́micas das populações de NPs e regiões HII na galáxia espiral barrada M83. Nossos dados são constituı́dos por objetos candidatas a NPs e regiões HII em M83 observadas com o telescópio Gemini Sul, as quais ainda não possuı́am abundâncias quı́micas calculadas. Obtemos, pela primeira vez, abundâncias pelo método direto para duas NPs da galáxia M83. Para dez regiões HII de nossa amostra, diferentes métodos estatı́sticos e calibrações foram adotados para derivar suas abundâncias; e para apenas uma destas regiões HII obteve-se a abundância também pelo método direto. Com as abundâncias das duas NPs foi possı́vel, com o auxı́lio de dados de modelos de evolução estelar, estimar as massas de suas estrelas progenitoras. Já as abundâncias calculadas para as regiões HII nos permitiu explorar os gradientes radiais de abundância de oxigênio. Nossos resultados evidenciam que os gradientes radiais diferem conforme o método adotado, tanto na altura e inclinação. As abundâncias das duas NPs, comparadas às abundâncias das regiões HII pelos diferentes métodos, são menores. Este resultado fortalece a hipótese de que um possı́vel enriquecimento quı́mico aconteceu na galáxia espiral barrada M83.


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  • Planetary nebulae (PNe) and HII regions represent important tools with regard to determining chemical abundances and exploring radial abundance gradients in spiral galaxies. Both objects configure stellar populations with different ages, so the determination of their abundances allows to study the chemical composition of galaxies at different times of their evolution. In this work we aimed to determine the chemical abundances of the populations of PNe and HII regions in the barred spiral galaxy M83. Our data is made up of objects that are candidates for PNe and HII regions in M83 observed with the Gemini South telescope, which have not yet calculated chemical abundances. We obtained, for the first time, abundances by the direct method for two PNe of the galaxy M83. For ten HII regions in our sample, different statistical methods and calibrations were adopted to derive their abundances; and for only one of these HII regions, abundance was also obtained by the direct method. With the abundance of the two PNe it was possible, with the help of data from models of stellar evolution, to estimate the masses of their progenitor stars. The abundances calculated for the HII regions allowed us to explore the radial gradients of oxygen abundance. Our results show that the radial gradients differ according to the method adopted, both in height and inclination. The abundances of the two PNe, compared to the abundances of the HII regions by different methods, are lower. This result strengthens the hypothesis that a possible chemical enrichment happened in the barred spiral galaxy M83.

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  • Leandro Santana
  • Uma análise do Teorema de Singularidade de Penrose sob a ação de transformações disformes

  • Orientador : EDUARDO HENRIQUE SILVA BITTENCOURT
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS AUGUSTO ROMERO FILHO
  • GABRIEL GUIMARÃES CARVALHO
  • BRAULIO AUGUSTO GARCIA
  • EDUARDO HENRIQUE SILVA BITTENCOURT
  • IARLEY PEREIRA LOBO
  • Data: 26/08/2020

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  • Nessa dissertação, após uma breve revisão dos elementos presentes na geometria diferencial, apresentamos o Teorema de Singularidade de Penrose (1965) e o reescrevemos sob a ótica das transformações disformes. Sem a intenção de usar um aparato matemático completo e sofisticado, vamos apresentar um esboço da prova do Teorema de Singularidade e uma forma resumida alternativa a este. Em seguida, separando as transformações disformes em duas classes complementares, mais especificamente o caso conforme e as transformações do tipo Kerr-Schild, apresentaremos uma análise do Teorema de Singularidade de acordo com essas transformações. Por fim, conseguimos fazer uma análise de espaços-tempos que se relacionam por meio das transformações disformes e assim descrever as hipóteses necessárias para o surgimento ou remoção de singularidades.


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  • In this dissertation, after a brief review of the elements present in differential geometry, we present Penrose's Singularity Theorem (1965) and rewrite it from the perspective of disformal transformations. Without intending to use a complete and sophisticated mathematical apparatus, we are going to present an outline of the proof of the Singularity Theorem and a brief alternative to it. Then, separating the disformal transformations into two complementary classes, more specifically the conformal case and the Kerr-Schild type transformations, we will present an analysis of the Singularity Theorem according to these transformations. Finally, we were able to make an analysis of space-times that relate through the disformal transformations and thus describe the hypotheses necessary for the addition or removal of singularities.

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  • Alexsandre Leite Ferreira Junior
  • Flutuações de um campo escalar massivo: Temperatura e fronteiras.

  • Orientador : VITORIO ALBERTO DE LORENCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LAWRENCE HOWARD FORD
  • LEANDRO GUSTAVO GOMES
  • VITORIO ALBERTO DE LORENCI
  • Data: 31/08/2020

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  • É bem estabelecido que a mudança no estado físico de um campo quântico induz dispersões na velocidade de uma partícula teste não relativística interagente. No presente trabalho, tal modelo de interação é utilizado com um tempo de transição finito entre os estados do campo. Sublinhando que tal movimento estocástico é diferente de um movimento browniano usual, pois, no regime em que o tempo de interação tende a infinito, as dispersões são limitadas e não dependem do tempo de interação, sem a necessidade de uma forca dissipativa.
    Ademais, estudamos o caso de um campo massivo à temperatura finita, generalizando a investigação feita em [1]. Os resultados aqui presentes mostrar que efeitos de subvácuo aparecem mesmo à temperaturas finitas. Efeitos inéditos também são revelados, visto que uma descrição detalhada da contribuição térmica frisa a sua discrepância com o movimento Browniano e a oposição entre massa e temperatura. A presença de massa no campo enfraquece a contribuição térmica nas flutuações, enquanto o aumento da temperatura diminui o caráter oscilatório dos campos massivos. Tal oposição é ainda mais relevante na presença de uma fronteira, quando é investigada a dominância das contribuições de vácuo sobre as térmicas com a aproximação da fronteira. Pois, para maiores massas, o vácuo domina sobre os efeitos térmicos por maiores distâncias, podendo até criar um interessante oscilação nessa dominância ao se aproximar da fronteira.


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  • It is well established that a change in the physical state of a quantum field induces dispersions on the velocity of a interacting non-relativistic test particle. Here such a interacting model is addressed with a finite transition time between states of the field. Underlining that such induced stochastic motion is different from an usual Brownian motion, as, at late times, the dispersions are bounded and do not depend on the interaction time, without the need for a dissipative force. Further, we study the case for a massive scalar field at finite temperatures, thus generalizing previous investigation in [1]. The results presented here show subvacuum effects even at finite temperature. Nonetheless, novel effects are also unveiled, as a detailed description of the thermal contribution highlights their discrepancy to the usual Brownian motion and stresses the opposing character of mass and temperature. The presence of the field mass weakens thermal contributions and temperature hides the characteristic oscillatory pattern of massive fields. Such interplay is even more relevant in the presence of a boundary, when investigating the distance behavior of the dispersions and the vacuum versus thermal dominance near the wall. As for higher masses the vacuum term dominates for larger distances, being able also to create and interchange in such dominance as the wall is approached.

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  • PATRICIA MARIA DOS SANTOS
  • Estudos de Variação Espacial de Abundâncias: O Caso da Nebulosa Planetária Menzel 1

  • Orientador : HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALAN BENDASOLI PAVAN
  • HEKTOR STHENOS ALVES MONTEIRO
  • PAULO JAKSON ASSUNÇÃO LAGO
  • Data: 15/10/2020

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  • As Nebulosas Planetárias (NP’s) são objetos de morfologias bastante complexas e os detalhes da formação de suas estruturas espaciais são ainda objeto de investigação. São poucos os trabalhos que levam em consideração o caráter tridimensional dos objetos. Além da estrutura esférica, os modelos mais antigos também supõem que a abundância dos elementos é uniforme em toda a extensão das NP’s. Poucos trabalhos exploram a hipótese de haver variações nas abundâncias. Neste trabalho, apresentamos um modelo para a nebulosa planetária Menzel 1 feito com o código MOCASSIN. Foi levada em consideração sua estrutura bipolar e abundâncias homogêneas com objetivo de analisar como estas podem influenciar nos resultados obtidos. Mostramos que os resultados obtidos com o modelo atualizado levam a valores significativamente diferentes quando comparados a modelos anteriores para o mesmo objeto. Discutimos a influência de dados atômicos e do tratamento detalhado da radiação difusa nas discrepâncias encontradas. Com o código NEAT, foram determinadas abundâncias integradas e bidimensionais a partir dos mapas de fluxo derivados do modelo. Os mapas de abundâncias mostram discrepâncias com relação aos parâmetros iniciais do modelo. Concluímos que o método empírico cria variações não reais dado que tal método não leva em consideração a complexidade tridimensional da estrutura do objeto.


  • Mostrar Abstract
  • Planetary Nebulae (PNe) are objects of very complex morphologies and the details of their spatial structure formation are still object of investigation. There are few works that take into account the three-dimensional character of objects. In addition to the spherical structure, the older models also assume that the abundance of elements is uniform throughout the PNe. Just few studies explore the hypothesis that there are variations in abundances. In this work, we present a model for the planetary nebula Menzel 1 made with the code MOCASSIN. Its bipolar structure and homogeneous abundances were taken into account in order to analyze how they can influence the results obtained. We show that the results obtained with the updated model lead to significantly different values when compared to previous models for the same object. We discuss the influence of atomic data and the detailed treatment of diffuse radiation on the discrepancies found. With the NEAT code, integrated and bidimensional abundances were determined from the flux maps derived from the model. The abundance maps show discrepancies with respect to the initial parameters of the model. We conclude that the empirical method creates non-real variations since this method does not take into account the three-dimensional complexity of the object's structure.

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  • Rodrigo Galhardo Rana
  • Contornos e defeitos em teorias de campos conformes

  • Orientador : GABRIEL FLORES HIDALGO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCESCO TOPPAN
  • ALEXIS ROA AGUIRRE
  • GABRIEL FLORES HIDALGO
  • LEANDRO GUSTAVO GOMES
  • Data: 16/12/2020

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  • Neste trabalho estudamos as principais propriedades e estruturas algébricas das teorias de campos conformes. Em particular, consideramos teorias de campos clássicos e quânticos para sistemas de bósons e férmions livres em diferentes situações de contornos. Além disso, estudamos os aspectos clássicos e quânticos considerando defeitos e a permutaçãode branas na teoria de Liouville.


  • Mostrar Abstract
  • In this work we study the main properties and algebraic structures of the conformal field theories. In particular, we consider classical and quantum field theories for free bosonic and fermionic systems with differents boundary conditions. In addition, we study the classical and quantum aspects considering defects and the permutation of branes in the Liouville theory.

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