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 de acoplamento de luz a sistemas multicamadas : plasmons de superfícies e guias de onda

O acoplamento de radiação óptica em sistemas multicamadas tem sido objeto de diversas pesquisas, não somente acadêmicas, mas também para aplicações industriais, tanto na área de sensores ópticos, como na de processadores ópticos e na de comunicações ópticas. Existe uma variedade de técnicas que são exploradas nestes estudos. Nesta tese, focalizamos nossa atenção no acoplamento de radiação laser ou mesmo de luz branca incoerente a um filme tipo multicamadas e estudamos os mecanismos físicos que governam as reflexões e as perdas por absorção nas multicamadas, efeitos que normalmente não parecem quando a incidência ocorre diretamente do ar para o filme. A técnica que exploramos é conhecida como reflexão interna total atenuada, ATR. A presença de um filme fino metálico permite o estudo experimental de plasmons de superfície e do acoplamento a modos guiados do sistema multicamadas. Além dos estudos experimentais, apresentamos um cálculo teórico iterativo para a refletividade dos filmes do tipo multicamadas para um número qualquer de camadas, que apresenta vantagens computacionais no ajuste dos dados experimentais ou em simulações. Esta contribuição não necessita as aproximações encontradas em um grande número de trabalhos que envolvem sistemas mais simples. Apresentamos também o cálculo do fluxo de energia dentro de cada camada individual do sistema, o que nos permite determinar o tipo de modo acoplado e a sua localização. O método foi aplicado a diversos sistemas, quando uma das camadas foi modificada. Estes estudos foram realizados como função do ângulo de incidência e do comprimento de onda da radiação incidente para uma variedade de sistemas multicamadas. Nossa simulação teórica se mostra bastante adequada e útil para a projeção de sistemas multicamadas complexos com camadas metálicas e dielétricas para sensores óticos.

Modelagem de superfícies de volatilidades para opções pouco líquidas de ações

Neste trabalho é proposto um modelo de construção de superfície de volatilidade de opções pouco líquidas de ações listadas em bolsa. O modelo é uma função matemática que transforma a superfície de volatilidade de uma opção líquida de ação em uma superfície de volatilidade de opção pouco líquida de ação. O modelo apresenta alta sensibilidade em relação aos parâmetros da função matemática utilizada. Logo, podem ser obtidos resultados bem distintos, caso se utilize, por exemplo, a superfície de opção de Ibovespa ou de Vale como possíveis parâmetros da função. Neste caso, também é proposta uma metodologia para a decisão sobre a escolha do parâmetro de volatilidade mais adequado, tomando-se por base um backtest das diferenças observadas entre volatilidade realizada e proposta. A principal hipótese assumida no modelo é que a diferença calculada entre a volatilidade implícita da opção e a volatilidade histórica de seu ativo-objeto é uma medida que possui proporção entre mesmas medidas de todos os ativos-objetos. Assim, se conhecidas essa medida e a volatilidade histórica de um determinado ativo-objeto, calcula-se a volatilidade “implícita” da opção desse mesmo ativo-objeto. Assim como a incerteza relacionada à hipótese descrita acima, existem outras relacionadas à seleção de parâmetros no modelo e à própria iliquidez da opção e de seu ativo-objeto. O impacto dessas incertezas reflete-se no resultado financeiro da opção. Assim, propõe-se um modelo de gestão financeira conservadora baseada em reserva de resultado financeiro como provisão dessas incertezas. Neste trabalho, apresentam-se testes para algumas opções, mostrando as provisões hipoteticamente necessárias em termos de vegas das opções para cada subjacente.

Modelagem de superfícies de volatilidade para opções com baixa liquidez sobre pares de moedas, cujos componentes apresentam opções líquidas em outros pares

Este trabalho apresenta um modelo para determinação da superfície de volatilidades de um par de moedas cujas opções têm baixa liquidez, utilizando superfícies de volatilidade com maior liquidez, de pares de moedas em que as moedas estudadas sejam uma de suas componentes. Esse objetivo é atingido através da utilização de um modelo de volatilidade estocástica. A calibração de seus parâmetros é feita a partir dos valores de mercado de Butterfly Spreads e Risk Reversals dos pares de moedas líquidos. O trabalho contribui em relação à literatura no sentido de ampliar a cobertura de strikes e vencimentos considerados, permitindo que, tanto opções pouco líquidas e fora do dinheiro, como notas estruturadas com opções embutidas possam ser mais adequadamente apreçadas.

Utilização do CAPM na modelagem de superfícies de volatilidades implícitas de opções de ações do mercado brasileiro

Muitos bancos e fundos de investimento mantêm opções de ações com pouca liquidez em suas carteiras que precisam ser apreçadas diariamente, e esta falta de liquidez gera dificuldades para o processo de apreçamento. A proposta deste trabalho para resolver este problema é utilizar um modelo derivado do CAPM para estimar a superfície de volatilidades implícitas destas opções sem liquidez através da superfície de volatilidades implícitas de opções do Índice BOVESPA, ou de outras opções com maior liquidez. O modelo testado é conhecido como modelo de um fator e é utilizado para o cálculo da variância, e conseqüentemente do risco, de uma ação, ou de uma carteira de ações. Porém, neste trabalho, testaremos a validade da aplicação deste modelo para a obtenção das volatilidades implícitas de opções ilíquidas, mas com liquidez nos ativos objeto, através dos betas obtidos pelo CAPM e de volatilidades implícitas de opções líquidas e com ativos objeto também líquidos. Para o teste, foram utilizadas séries históricas de volatilidades implícitas de opções de compra líquidas de algumas ações negociadas na BM&FBOVESPA no período de 2005 a 2010, e estas foram comparadas com as volatilidades implícitas obtidas através do modelo proposto. Com os resultados, pode-se observar que as volatilidades implícitas obtidas pelo modelo são boas estimativas para apreçarmos opções com deltas próximos de 50% e para vencimentos de até 2 meses.

Diversidade bacteriana em biofilmes de superfícies externas de prédios hitóricos na cidade de Porto Alegre

A preocupação em conservar monumentos históricos tem aumentado a cada dia na comunidade científica, o que tem desencadeado na formação de grupos de pesquisa, os quais se dedicam a estudos de fatores que possam estar levando os monumentos à ruína, e formas de solucioná-los ou minimizá-los. A presença de bactérias em rochas ou em pedras de monumentos históricos tem sido confirmados por vários pesquisadores. Foram estudadas em Porto Alegre quatro igrejas e o gabinete do Vice Governador, todos de importância histórica, utilizando-se de técnicas microbiológicas tradicionais, objetivando avaliar a diversidade bacteriana em prédios de patrimônio em termos de morfologia celular e de desenvolvimento em diferentes meios de cultivo em laboratório. Foi encontrado um grande número de microrganismos em cada biofilme. Muitas bactérias Gram positivas eram do gênero Bacillus. Os isolados identificados com sendo Bacillus spp. se mostraram resistentes a concentrações de sal (NaCl) a 5% e algumas a 10%, indicando sua adaptação a superfícies secas. Este estudo, associado à literatura, indica que há muitos problemas em classificar a diversidade microbiana e que esta deve ser levada em consideração em processos de controle de biodeterioração em prédios.

Estudo das características físico-químicas e biológicas pela adesão de osteoblastos em superfícies de titânio modificadas pela nitretação em plasma

SILVA, J. S. P. Estudo das características físico-químicas e biológicas pela adesão de osteoblastos em superfícies de titânio modificadas pela nitretação em plasma. 2008. 119 f. Tese (Doutorado) - Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo. São Paulo, 2008.

Avaliação do estresse oxidativo induzido por superfícies de titânio

Commercially pure Titanium (cp Ti) is a material largely used in orthopedic and dental implants due to its biocompatibility properties. Changes in the surface of cp Ti can determine the functional response of the cells such as facilitating implant fixation and stabilization, and increased roughness of the surface has been shown to improve adhesion and cellular proliferation. Various surface modification methods have been developed to increase roughness, such as mechanical, chemical, electrochemical and plasma treatment. An argon plasma treatment generates a surface that has good mechanical proprieties without chemical composition modification. Besides the topography, biological responses to the implant contribute significantly to its success. Oxidative stress induced by the biomaterials is considered one of the major causes of implant failure. For this reason the oxidative potential of titanium surfaces subjected to plasma treatment was evaluated on this work. CHO-k1 cells were cultivated on smooth or roughed Ti disks, and after three days, the redox balance was investigated measuring reactive oxygen species (ROS) generation, total antioxidant capacity and biomarkers of ROS attack. The results showed cells grown on titanium surfaces are subjected to intracellular oxidative stress due to hydrogen peroxide generation. Titanium discs subjected to the plasma treatment induced less oxidative stress than the untreated ones, which resulted in improved cellular ability. Our data suggest that plasma treated titanium may be a more biocompatible biomaterial.

Desenvolvimento de um protótipo para análise dinâmica da dureza de superfícies metálicas

In this paper we developed a prototype for dynamic and quantitative analysis of the hardness of metal surfaces by penetration tests. It consists of a micro-indenter which is driven by a gear system driven by three-rectified. The sample to be tested is placed on a table that contains a load cell that measures the deformation in the sample during the penetration of micro-indenter. With this prototype it is possible to measure the elastic deformation of the material obtained by calculating the depth of penetration in the sample from the difference of turns between the start of load application to the application of the load test and return the indenter until the complete termination of load application. To determine the hardness was used to measure the depth of plastic deformation. We used 7 types of steel trade to test the apparatus. There was a dispersion of less than 10% for five measurements made on each sample and a good agreement with the values of firmness provided by the manufacturers.

Propriedades tribomecânicas de superfícies de titânio carbonitretadas por plasma

Interstitial compounds of titanium have been mainly studied due to the large range of properties acquired when C, N, O and H atoms are added. In this work, surfaces of TiCxNy were produced by thermochemical treatments assisted by plasma with different proportions of Ar + N2 + CH4 gas mixture. The Ar gas flow was fixed in 4 sccm, varying only N2 and CH4 gas flows. During the thermochemical treatment, the plasma was monitored by Optical Emission Spectroscopy (OES) for the investigation of the influence of active species. After treatments, C and N concentration profile, crystalline and amorphous phases were analyzed by Nuclear Reaction (NRA). Besides tribomechanical properties of the Ti surface were studied through the nanohardness measurements and friction coefficient determination. The worn areas were evaluated by profilometry and Scanning Electronic Microscope (SEM) in order to verify the wear mechanism present in each material. It has been seen which the properties like nanohardness and friction coefficient have strong relation with luminous intensity of species of the plasma, suggesting a using of this characteristic as a parameter of process

Influência das espécies do plasma de N2 + O2 nas propriedades físicoquímicas das superfícies do pet

This work reports the influence of the poly (ethylene terephthalate) textile and films surface modification by plasmas of O2 and mixtures (N2 + O2), on their physical and chemical properties. The plasma surface polymeric modification has been used for many researchs, because it does not affect the environment with toxic agents, the alterations remains only at nanometric layers and this technique shows expressive results. Then, due to its good acceptance, the treatment was carried out in a vacuum chamber. Some parameters remained constant during all treatment, such as: Voltage 470 V; Pressure 1,250 Mbar; Current: 0, 10 A and gas flow: 10 cm3/min, using oxygen plasma alternating the treatment time 10 to 60 min with an increase of 10 min to each subsequent treatment. Also, the samples were treated with a gas mixture (nitrogen + oxygen) which was varied only the gas composition from 0 to 100% leaving the treatment time remaining constant to all treatment (10 min). The plasma treatment was characterized in-situ with Optics Emission Spectroscopy (OES), and the samples was characterized by contact angle, surface tension, Through Capillary tests, Raman spectroscopy, Infrared attenuated total reflection (IR-ATR) and atomic force microscopy, scanning electronic Microscopy (SEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The results showed that oxygen treated fabrics presented high wettability, due to the hydrophilic groups incorporation onto the surface formed through spputering of carbon atoms. For the nitrogen atmosphere, there is the a film deposition of amine groups. Treatment with small oxygen concentration in the mixture with nitrogen has a higher spputered species of the samples

Caracterização de superfícies de titânio modificado por oxidação à plasma

Recent years have seen a significant growth in surface modifications in titanium implants, resulting in shorter healing times in regions with low bone density. Among the different techniques, subtraction by chemical agents to increase oxidation has been applied for surface treatment of dental implants. However, this technique is generally unable to remove undesirable oxides, formed spontaneously during machining of titanium parts, raising costs due to additional decontamination stages. In order to solve this problem, the present study used plasma as an energy source to both remove these oxides and oxidize the titanium surface. In this respect, Ti disks were treated by hollow cathode discharge, using a variable DC power supply and vacuum system. Samples were previously submitted to a cleaning process using an atmosphere of Ar, H2 and a mixture of both, for 20 and 60 min. The most efficient cleaning condition was used for oxidation in a mixture of argon (60%) and oxygen (40%) until reaching a pressure of 2.2 mbar for 60 min at 500°C. Surfaces were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), adhesion and cell proliferation. SEM showed less cell spreading and a larger number of projections orfilopodia in the treated samples compared to the control sample. AFM revealed surface defects in the treated samples, with varied geometry between peaks and valleys. Biological assays showed no significant difference in cell adhesion between treated surfaces and the control. With respect to cell proliferation, the treated surface exhibited improved performance when compared to the control sample. We concluded that the process was efficient in removing primary oxides as well as in oxidizing titanium surfaces

Superfícies de titânio modificadas termoquimicamente por plasma : avaliação da resposta biológica

This laboratory study involves the participation of a group with professionals from different areas that had contributed to the construction of a multidisciplinary knowledge, about biological response of titanium surfaces modified through thermochemical treatment by plasma. Thus, the crystalline phase was previously characterized in relation to the topography, roughness, molhability and nitrogen concentration in the samples surface. It s indispensable that materials implanted can influence in a good cellular response as well as promotes a bacteria action. Surfaces modified by plasma were exposed to different cultures such as: cellular (human osteoblastic) and bacteria (Staphylococcus epidermidis ATCC35984 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853) in order to evaluate the biological response. It was evaluated the adhesion, proliferation, morphology and cellular preference of human ostheoblastic cells (HOST), as well as the formation of a biofilm and bacteria proliferation. It was still analyzed the bacteria selectivity ability in relation to the surfaces. The software Image Pro Plus was used to the counting of cells and bacteria adhered to the surface of disks. The results were submitted to the variance analysis (ANOVA), and then, by the Kruskal-Wallis test, using GraphPad Instat ® software, version 3.5 to Windows. The nitrided samples in spite of show a higher roughness and molhability showed a smaller bacteria growing and higher cellular proliferation, when compared to non treated samples, indicating that the treated material present a high efficiency to biomedical implants

Superfícies geomórficas e atributos de Latossolos em uma seqüência Arenítico-Basáltica da região de Jaboticabal (SP)

Em um segmento de vertente com substrato de arenito em contato com basalto, regionalmente muito freqüente, pretendeu-se não só relacionar as superfícies geomórficas com os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos Latossolos nelas encontrados, mas também testar métodos geoestatísticos para localização de limites dessas superfícies. Usando critérios geomorfológicos, três superfícies foram identificadas e topograficamente caracterizadas. Os solos foram amostrados, a intervalos regulares de 25 m, na profundidade de 0,6 a 0,8 m (topo do horizonte B), em uma transeção de 1.700 m perfazendo 109 pontos. Nas amostras, foram analisados: densidade de partículas, granulometria, CTC do solo, CTC da argila, Fe total da argila (ataque por H2SO4) e óxidos de Fe livres (por dissolução seletiva). A fração argila desferrificada foi analisada por difração de raios X. Com base na estratigrafia e variações do relevo local, foram identificadas e diferenciadas, no campo, três superfícies geomórficas. Analisaram-se também o perfil altimétrico e o modelo de elevação digital do terreno. Observou-se que as três diferentes superfícies estão bem relacionadas com os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos seus respectivos solos. Na parte inferior desta vertente, superfície mais recente e sobre basalto, em Latossolo Vermelho eutroférrico típico, foram encontradas as maiores variabilidades da declividade, da argila e de Fe. As variações da inclinação do terreno, quando analisadas sistematicamente pelo split moving windows dissimilarity analysis (análise estatística de dissimilaridade, em segmentos móveis), mostraram que este método estatístico pode ser usado para ajudar a localizar os limites entre superfícies geomórficas. As variações dos solos da transeção, e arredores, mostraram-se relacionadas com idade, inclinação do terreno e litologia. O trabalho geomórfico detalhado forneceu importantes informações para subsidiar os trabalhos de levantamento de solos e de pedogênese.

Variação espacial da perda de solo por erosão em diferentes superfícies geomórficas

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência das superfícies geomórficas na variação espacial da perda de solo por erosão na região de Pereira Barreto, São Paulo (SP). Os solos foram amostrados nos pontos de cruzamento de uma malha, georreferenciados, com intervalos de 350m, na profundidade de 0,0-0,2m, totalizando 67 pontos. Foram feitas determinações da composição granulométrica e do conteúdo de matéria orgânica. Foram avaliados os fatores de erosão locais, tais como erosividade (R), erodibilidade (K), fator topográfico (LS), uso e manejo (C), práticas conservacionistas (P), potencial natural de erosão (PNE), perda de solo com e sem práticas conservacionistas (A e *A), tolerância de perda de solo (T) e risco de erosão (RE). As variáveis A, PNE e RE apresentaram forte correlação espacial com o fator topográfico (LS), indicando a forte relação do relevo sobre os fatores de erosão. As perdas de solo (A e *A) apresentaram comportamento coerente com a conceituação de superfícies geomórficas, evidenciando as relações de dependência do processo erosivo do solo aos ambientes geomórficos.