Spectroscopic investigations of functional bulk and thin film Heusler alloys

Functional and smart materials have gained large scientific and practical interest in current research and development. The Heusler alloys form an important class of functional materials used in spintronics, thermoelectrics, and for shape memory alloy applications. An important aspect of functional materials is the adaptability of their physical properties. In this work functional polycrystalline bulk and epitaxial thin film Heusler alloys are characterized by means of spectroscopic investigation methods, X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) and energy dispersive X-ray analysis (EDX). With EDX the homogeneity of the samples is studied extensively. For some cases of quaternary compounds, for example Co2(MnxTi1−x)Sn and Co2(Mn0.5Dy0.5)Sn, an interesting phase separation in two nearly pure ternary Heusler phases occurs. For these samples the phase separation leads to an improvement of thermoelectric properties. XMCD as the main investigation method was used to study Co2TiZ (Z = Si, Sn, and Sb), Co2(MnxTi1−x)Si, Co2(MnxTi1−x)Ge, Co2Mn(Ga1−xGex), Co2FeAl, Mn2VAl, and Ni2MnGa Heusler compounds. The element-specific magnetic moments are calculated. Also, the spin-resolved unoccupied density of states is determined, for example giving hints for half-metallic ferromagnetism for some Co-based compounds. The systematic change of the magnetic moments and the shift of the Fermi energy is a proof that Heusler alloys are suitable for a controlled tailoring of physical properties. The comparison of the experimental results with theoretical predictions improves the understanding of complex materials needed to optimize functional Heusler alloys.

Desenvolvimento de materiais nanoestruturados à base de SiO2-Nb2O5 preparados por uma nova rota sol-gel com aplicações em fotônica

Este trabalho concentra-se na preparação e caracterizações estrutural e espectroscópica de materiais nanoestruturados à base de SiO2-Nb2O5 dopados e codopados com íons Er3+, Yb3+ e Eu3+ na forma de pós e guias de onda planares. Os nanocompósitos foram preparados através de uma nova rota sol-gel utilizando óxido de nióbio como precursor em substituição ao alcóxido de nióbio. A correlação estrutura propriedades luminescentes foi estudada por difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho, espectroscopia vibracional de espalhamento Raman, análise térmica, reflectância difusa e especular, espectroscopia de fotoluminescência e acoplamento M-line. Inicialmente foi avaliado a influência da concentração de nióbio nas propriedades estruturais e luminescentes de nanocompósitos (100-x)Si-xNb dopados e codopados com íons Er3+, Yb3+ e Eu3+ tratados termicamente a 900 °C por 3h. A cristalização do Nb2O5 foi dependente da concentração de Nb na matriz, com a distribuição dos íons lantanídeos preferencialmente no Nb2O5, afetando as propriedades luminescentes. Para os nanocompósitos codopados com íons Er3+ e Yb3+ foram obtidos valores de largura de banda a meia altura (FWHM) da ordem de 70 nm na região de 1550 nm e tempos de vida de até 5,2 ms. A emissão na região do visível, decorrente de processos de conversão ascendente, revelou-se dependente da concentração de nióbio. Foi verificada emissão preferencial na região do verde para menores concentrações de Nb. Enquanto que, para as maiores concentrações, processos de relaxação cruzada levaram a um aumento relativo na intensidade de emissão na região do vermelho. A eficiência quântica de emissão dos nanocompósitos (100-x)Si-xNb dopados com Eu3+ variou com o comprimento de onda de excitação, refletindo os diferentes sítios de simetria ocupados por este íons nesta estrutura complexa. A influência da temperatura de tratamento térmico no processo de cristalização do Nb2O5 em nanocompósitos 70Si:30Nb codopados com íons Er3+ e Yb3+ foi avaliada. Material amorfo foi obtido a 700 °C enquanto que a 900 e 1100 °C foram identificas as fases ortorrômbica (fase T) e monoclínica (fase M) do Nb2O5. Intensa emissão na região de 1550 nm com valores de FWHM de 52 e 67 nm e tempos de vida de 5,6 e 5,4 ms foram verificados a 700 e 900 °C sob excitação em 977 nm, respectivamente. Por fim, foram obtidos guias de onda planares com excelentes propriedades ópticas e com grande potencial de aplicação em dispositivos de amplificação óptica. Especificamente, materiais fotônicos com banda larga de emissão na região do infravermelho foram preparados, indicando fortemente a potencialidade para a aplicação em telecomunicações envolvendo não somente a banda C como também as bandas L e S em materiais contendo somente íons Er3+ como centros emissores.

Otimização termodinâmica do sistema binário Ti-Si.

A otimização de sistemas do tipo Ti-Si-X requer que os sistemas binários estejam constantemente atualizados. O sistema Ti-Si foi investigado experimentalmente desde a década de 50 e poucos estudos usaram os dados experimentais para calcular o diagrama de fases Ti-Si usando modelamento termodinâmico. A otimização mais recente do sistema Ti-Si foi realizada em 1998, descrevendo a fase Ti5Si3 como um intermetálico não estequiométrico contendo três sub-redes e mostrando a presença da fase intermetálica estequiométrica Ti3Si. Dada a recente disputa sobre a cinética de precipitação e a estabilidade das fases Ti3Si e Ti5Si3 nos sistemas Ti-Si e Ti-Si-X, o canto rico em titânio do sistema Ti-Si (estável e metaestável) foi otimizado no presente trabalho. Os limites de estabilidade de fases, os valores dos erros pelo método dos mínimos quadrados do procedimento de otimização e os desvios padrões relativos das variáveis calculadas foram discutidos para inspirar a realização de mais trabalhos experimentais para investigar as reações eutetóides estáveis e/ou metaestáveis, ?->? + Ti3Si e ?->? + + Ti5Si3; e para melhorar cada vez mais as otimizações termodinâmicas do diagrama de fases do sistema Ti-Si.

Studio della reattività di cluster carbonilici di Rh con sali di Au(I)

Il progetto di tesi si è focalizzato sullo studio della reattività del cluster carbonilico [Rh7(CO)16]3- in presenza del sale Au(Et2S)Cl. Ogni reazione investigata è stata svolta in atmosfera controllata di CO, modificando i rapporti stechiometrici tra il precursore e il sale di Au(I) in diversi solventi. Inizialmente si è tentato di riprodurre la sintesi del cluster bimetallico [Rh20Au7(CO)45]5- già noto, utilizzando Au(Et2S)Cl. Si è poi amplificato lo studio con l’obiettivo principale di sintetizzare nuovi cluster bimetallici ad alta nuclearità. È stato ottenuto un composto nuovo analizzato tramite diffrattometria ai raggi X a cristallo singolo: [Rh22Au3(CO)x]n-. Tramite i dati cristallografici è stato possibile definirne la sola struttura metallica, e nonostante i diversi tentativi, il composto non ha prodotto cristalli migliori per una completa caratterizzazione. Viste le quantità significative di sottoprodotti a bassa nuclearità ottenute nelle reazioni studiate, parallelamente sono state condotte prove di recupero del rodio in quanto metallo prezioso. Infine, è stato ottimizzato un metodo per separare due specie già note con carica negativa simile, [Rh10Au(CO)26]3- e [Rh16Au6(CO)36]4-. Tutti i composti sono stati caratterizzati tramite spettroscopia IR, mentre sul nuovo cluster è stata effettuata anche un’analisi alla spettrometria di massa.

Resistance of Santa Ines and crossbred ewes to naturally acquired gastrointestinal nematode infections

This trial was carried out in Piracicaba, Sao Paulo State. Brazil. to comparatively evaluate the degree of resistance to naturally acquired gastrointestinal nematode infections in sheep of the following genetic groups purebred Santa Ines (SI), SI crossbred with Dorper (DO x SI), lie de France (IF x SI), Suffolk (SU x SI), and Texel (TE < SI) Fifteen ewes from each group were raised indoors until 12 months of age. At this age, they were moved to pasture that was naturally contaminated by nematode infective larvae and were evaluated from December to May. 2007. Rainfall ranged from 267 mm in January to 37 mm in April Maximum and minimum mean temperatures ranged from 32 5 degrees C to 19 0 degrees C in March and from 25.9 degrees C to 12.8 degrees C in May. There was an increase in the mean number of eggs per gram of feces (EPG) after animals were placed on pasture with significant difference between the SI (80 EPG) and IF x SI (347 EPG) groups in January: and the DO x SI (386 EPG) and TE x SI (258 EPG) groups in May. The highest mean fecal egg count (FEC), 2073 EPG, was recorded for the TE x SI group in February. All groups showed a progressive reduction in body weight throughout the experiment of 12.0% (TE x SI) to 15.9% (SU x SI). In general. the animals with the highest FEC presented the lowest packed cell volumes (PCV): the highest correlation coefficient between FEC x PCV occurred in the SU x SI sheep in January (r = -0.70; P < 0.01). Similarly, there was an inverse relationship between FEC and blood eosinophil Values, with the highest correlation coefficient in the TE x SI sheep in February (r = -0.64; P < 0.05). Immunoglobulin G (IgG) levels against Haemonchus contortus antigens increased in all groups as a result of the exposure to parasites and remained relatively constant until the end of the study, with the exceptions of SU x SI and TE x SI, which showed a rise in IgG levels during the last sampling that coincided with a reduction in mean FEC. In conclusion. crossbreeding Santa Ines sheep with any of the breeds evaluated can result in a production increase and the maintenance of a satisfactory degree of infection resistance, especially against H. contortus and Trichostrongylus colubriformis. the major nematodes detected in this flock. (c) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Teores de silício no solo e na planta de arroz de terras altas com diferentes doses de adubação silicatada e nitrogenada

O Si não é elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, porém sua absorção pode trazer inúmeros benefícios para culturas acumuladoras de Si, como o arroz. Entretanto, considerando o avançado grau de intemperização em que se encontram os solos tropicais, os teores de Si disponível nestes solos são baixos. O objetivo deste trabalho foi avaliar, na cultura do arroz de terras altas sob condições de túnel plástico, o efeito de doses de Si e de N na produção de matéria seca, na produtividade de grãos, no teor de N, nos teores de Si no solo e na planta e na quantidade de Si extraído do solo. Os tratamentos foram constituídos por três doses de N (5, 75 e 150 mg kg-1 de N), tendo como fonte a uréia e quatro doses de Si (0, 200, 400 e 600 mg kg-1 de SiO2) tendo como fonte o silicato de cálcio (Wollastonita). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com esquema fatorial 3 x 4, com cinco repetições. O acúmulo de matéria seca, a produtividade de grãos e os teores de N na planta não foram influenciados pelas doses de Si. O incremento da adubação nitrogenada aumentou a produção de matéria seca, a produtividade de grãos e o teor de N na planta, porém nenhum efeito foi encontrado para os teores de Si no solo. Houve interação N x Si para os teores de Si na planta e para a quantidade de Si acumulado pelas plantas.

El uso del análisis de errores en la enseñanza del inglés.

Se estudia el uso del análisis de errores en la enseñanza del inglés. Se describe un sistema que ayuda al alumno a evitar errores, y que también aumenta su conocimiento de qué tipo de faltas él mismo suele escribir o decir. Debemos comprender que dentro de cualquier falta lingüística caben varios tipos de error. Para averiguar las causas de un error, el profesor tiene que hablar con el estudiante sobre las faltas, lo cual constituye una parte muy importante de este sistema del análisis de errores. Se analizan los errores más frecuentes con los sustantivos, con las preposiciones etc. Posteriormente se continúa describiendo el sistema, mediante la elaboración de una tabla de errores, apuntándolos. Posteriormente se refina el sistema indicando las faltas con una x, si tienen su origen en la lengua nativa; y con una o, si están originadas por problemas con el inglés. De esta manera se puede indicar al alumno dónde tiene la mayor parte de sus problemas. A continuación hay que enseñar a cómo evitar repetir las mismas faltas en el futuro. El hecho de haber examinado sus errores y comprendido la naturaleza del problema, se considera que será de ayuda para erradicarlo. Pero se señala que en esta fase, es preciso que el estudiante construya nuevos patrones gramaticales. Se concluye con la afirmación de que el uso de los métodos citados se ha mostrado capaz de aumentar el conocimiento del estudiante sobre un concepto del inglés correcto y también ha aumentado la motivación de alumnos.

Bezpieczeństwo energetyczne i ekologiczne na przykładzie węgla brunatnego w Polsce

The analysis in the text involves selected aspects of brown coal sector functioning in Poland. The analysis has been made in the context of Poland’s energy security and ecological safety, which seems important due to the need to implement low-emission energy policy. In relation to the sole fact that electricity production relies on coal, Poland will face the need to undertake major sector transformations in the coming 20-30 years. Two main parts of the text focus on the problem of energy security and ecological safety. In the earlier case, brief characteristic of the coal energy sector in Poland has been presented, namely the potential of brown coal, selected economic problems related to functioning of the sector, and orientation of Polish energy policy in this respect. In turn, the problem of ecological safety has been brought down to the impact of mines on the natural environment. Hence, the paper presents selected problems of threats to the natural and anthropogenic environment, as well as threats related to particular phases of energy production from brown coal. Furthermore, the text considers possible measures in the area of reclamation of areas where brown coal sector has been located. *** Przedmiotem analizy w tekście są wybrane aspekty funkcjonowania sektora węgla brunatnego w Polsce. Analiza ta została podjęta w kontekście bezpieczeństwa energetycznego i ekologicznego Polski, co wydaje się istotne, ze względu na konieczność wdrażania niskoemisyjnej polityki energetycznej. W związku z faktem oparcia produkcji energii elektrycznej na węglu w ogóle, Polskę czeka konieczność podjęcia poważnych przekształceń sektorowych w ciągu najbliższych 20-30 lat. Dwie główne części tekstu oparto na problematyce bezpieczeństwa energetycznego i bezpieczeństwa ekologicznego. W pierwszym przypadku przedstawiono krótką charakterystykę węglowego sektora energetycznego w Polsce, tj. potencjał węgla brunatnego, wybrane problemy gospodarcze związane z funkcjonowaniem tego sektora oraz kierunki polskiej polityki energetycznej w tym zakresie. Natomiast problem bezpieczeństwa ekologicznego został sprowadzony do wpływu kopalń na środowisko naturalne. Stąd w pracy przedstawiono wybraną problematykę zagrożeń dla środowiska naturalnego i antropogenicznego, także zagrożenia związane z poszczególnymi etapami produkcji energii pochodzącej z węgla brunatnego. Ponadto, w tekście uwzględniono potencjalne działania w zakresie rekultywacji obszarów, na których został zlokalizowany sektor węgla brunatnego.

Novel charge transfer supramolecular assemblies with Keggin anions and 2-amino-5-nitropyridine

Several novel compounds with the non-linear optical chromophore 2-amino-5-nitropyridine (2A5NP) and Keggin polyoxoanions (alpha-isomers), having the general formula (2A5NP)(m)H-n[XM12O40]center dot xH(2)O, M = Mo, W, were synthesised. Compounds were obtained with X = P, n = 3, m = 3 and 4 and X = Si, n = m = 4 ( x = 2 - 6). Thus, for each of the anions [PMo12O40](3-) and [PW12O40](3-) two different compounds were obtained, with the same anion and organic counterpart but with a different stoichiometric ratio. These presented different charge transfer properties and thermal stability. All compounds were characterised by spectroscopic and analytical techniques. The single crystal X-ray diffraction structure of (2A5NP)(4)H-3[PMo12O40]center dot 2.5H(2)O center dot 0.5C(2)H(5)OH showed that the water solvent molecules and the organic chromophores are assembled via infinite one-dimensional chains of hydrogen bonds with formation of open channels, which accommodate [ PMo12O40] 3- and ethanol solvent molecules.

Synthesis of biodegradable polyhydroxyalcanoate copolymer from a renewable source by alternate feeding

Polyhydroxyalcanoates copolymers with 3-hydroxybutirate (3HB) and 3-hydroxyvalerate (3HV) co-monomers, P3(HB-co-x%HV), were produced in fed-batch culture by Ralstonia eutropha DSM428 using fructose as a single carbon source in the first step and adding propionic acid in the second step by alternating feeding. Polymer yield was 0.18 g/L with a content of 24 mol% of the 3HV fraction determined by H-1 NMR. NMR measurements indicated that the polymer obtained is isotactic. The copolymer attained 35% of crystallinity according to X-ray diffraction measurements, and two (020) planes were observed. Thermal behavior presented melting temperature at 154 degrees C and the crystallization temperature was 65 degrees C. A glass transition temperature was observed at -10 degrees C. Average molecular weight measured by GPC was 4.9 x 10(5) Dalton. Isothermal radial growth rates of spherulites of P3(HB-co-24%HV) were studied. All experimental facts and the analysis of the sequence distribution of diads and triads of 3HB and 3HV units led to the conclusion that it is not a completely statistical random copolymer once it contains different types of segments. POLYM.

N3-Dye-Induced Visible Laser Anatase-to-Rutile Phase Transition on Mesoporous TiO(2) Films

Titanium dioxide has been extensively used in photocatalysis and dye-sensitized solar cells, where control of the anatase-to-rutile phase transformation may allow the realization of more efficient devices exploiting the synergic effects at anatase/rutile interfaces. Thus, a systematic study showing the proof of concept of a dye-induced morphological transition and an anatase-to-rutile transition based on visible laser (532 nm) and nano/micro patterning of mesoporous anatase (Degussa P25 TiO(2)) films is described for the first time using a confocal Raman microscope. At low laser intensities, only the bleaching of the adsorbed N3 dye was observed. However, high enough temperatures to promote melting/densification processes and create a deep hole at the focus and an extensive phase transformation in the surrounding material were achieved using Is laser pulses of 25-41 mW/cm(2), in resonance with the MLCT band. The dye was shown to play a key role, being responsible for the absorption and efficient conversion of the laser light into heat. As a matter of fact, the dye is photothermally decomposed to amorphous carbon or to gaseous species (CO(x), NO(x), and H(2)O) under a N(2) or O(2) atmosphere, respectively.

Nanoestruturas de ferro crescidas em superfícies vicinais de silício: morfologia, estrutura e magnetismo

Neste trabalho foram estudadas as propriedades morfológicas, estruturais e magnéticas de nanoestruturas de Fe crescidas em Si(111) vicinal. A análise de superfície foi feita usando microscopia de força atômica e microscopia de tunelamento, e as medidas de caracterização estrutural, por espectroscopia de absorção de raios-X. As propriedades magnéticas foram investigadas usando dois métodos distintos: efeito Kerr magneto-óptico e magnetômetro de força de gradiente alternado. Os substratos foram preparados quimicamente com uma solução NH4F e caracterizados por microscopia de força atômica. As análises morfológicas das superfícies permitiram classificá-las em dois grupos: Si(111)- monoatômicos e Si(111)-poliatômicos. Filmes finos de ferro de 1.5, 3, 6 e 12 nm foram crescidos sobre eles. A análise das superfícies indicou dois modos diferentes de crescimento do ferro; o sistema Fe(x)Si(111)-monoatômico resulta em grãos de ferro aleatoriamente distribuídos, e o sistema Fe(x)Si(111)-poliatômico em nanogrãos de ferro alongados na direção perpendicular aos degraus, auto-organizados. Particularmente no filme Fe(3 nm)/Si(111)-poliatômico, ao redor de metade dos grãos estão alinhados ao longo da direção [110] , ou seja, paralelo aos degraus. O padrão de nanogrãos de ferro alongados orientados perpendicular aos degraus foi interpretado com uma conseqüência da anisotropia induzida durante o processo de deposição e a topologia do substrato Si(111)-poliatômico. Uma forte relação entre a morfologia e a resposta magnética dos filmes foi encontrada. Um modelo fenomenológico foi utilizado para interpretar os dados experimentais da magnetização, e uma excelente concordância entre as curvas experimentais e calculadas foi obtida.

Estudo da síntese e propriedade magnética de ferritas de manganês/cobalto dopadas com níquel

For the chemical method of synthesis of co-precipitation were produced ferrite powders manganese-cobalt equal stoichiometric formula Mn (1-x) Co (x) Fe2O4, for 0 < x < 1, first reagent element using as the hydroxide ammonium and second time using sodium hydroxide. The obtained powders were calcined at 400 ° C, 650 ° C, 900 ° C and 1150 ° C in a conventional oven type furnace with an air atmosphere for a period of 240 minutes. Other samples were calcined at a temperature of 900 ° C in a controlled atmosphere of argon, to evaluate the possible influence of the atmosphere on the final results the structure and morphology. The samples were also calcined in a microwave oven at 400 ° C and 650 ° C for a period of 45 minutes possible to evaluate the performance of this type of heat treatment furnace. It was successfully tested the ability of this group include isomorphic ferrite with the inclusion of nickel cations in order to evaluate the occurrence of disorder in the crystalline structures and their changes in magnetic characteristics.To identify the structural, morphological, chemical composition and proportions, as well as their magnetic characteristics were performed characterization tests of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive spectroscopy (EDX), thermogravimetric (TG), vibrating sample magnetometry (MAV) and Mössbauer spectroscopy. These tests revealed the occurrence of distortion in the crystal lattice, changes in magnetic response, occurrence of nanosized particles and superparamagnetism

Teores de silício no solo e na planta de arroz de terras altas com diferentes doses de adubação silicatada e nitrogenada

O Si não é elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, porém sua absorção pode trazer inúmeros benefícios para culturas acumuladoras de Si, como o arroz. Entretanto, considerando o avançado grau de intemperização em que se encontram os solos tropicais, os teores de Si disponível nestes solos são baixos. O objetivo deste trabalho foi avaliar, na cultura do arroz de terras altas sob condições de túnel plástico, o efeito de doses de Si e de N na produção de matéria seca, na produtividade de grãos, no teor de N, nos teores de Si no solo e na planta e na quantidade de Si extraído do solo. Os tratamentos foram constituídos por três doses de N (5, 75 e 150 mg kg-1 de N), tendo como fonte a uréia e quatro doses de Si (0, 200, 400 e 600 mg kg-1 de SiO2) tendo como fonte o silicato de cálcio (Wollastonita). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com esquema fatorial 3 x 4, com cinco repetições. O acúmulo de matéria seca, a produtividade de grãos e os teores de N na planta não foram influenciados pelas doses de Si. O incremento da adubação nitrogenada aumentou a produção de matéria seca, a produtividade de grãos e o teor de N na planta, porém nenhum efeito foi encontrado para os teores de Si no solo. Houve interação N x Si para os teores de Si na planta e para a quantidade de Si acumulado pelas plantas.

Resistance of Santa Ines and crossbred ewes to naturally acquired gastrointestinal nematode infections

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)