Electronic and magnetic properties of Ti and Fe on graphene

The structural, electronic and magnetic properties of Fe and Ti atomic wires and the complete covering when adsorbed on graphene are presented through ab initio calculations based on density functional theory. The most stable configurations are investigated for Fe and Ti in different concentrations adsorbed on the graphene surface, and the corresponding binding energies are calculated. The results show a tendency of the Ti atoms to cover uniformly the graphene surface, whereas the Fe atoms form clusters. The adsorption of the transition metal on the graphene surface changes significantly the electronic density of states near the graphene Fermi region. In all arrangements studied, a charge transfer is observed from the adsorbed species to the graphene surface due to the high hybridizations between the systems.

Hydrogen adsorption on boron doped graphene: an ab initio study

(i) The electronic and structural properties of boron doped graphene sheets, and (ii) the chemisorption processes of hydrogen adatoms on the boron doped graphene sheets have been examined by ab initio total energy calculations. In (i) we find that the structural deformations are very localized around the boron substitutional sites, and in accordance with previous studies (Endo et al 2001 J. Appl. Phys. 90 5670) there is an increase of the electronic density of states near the Fermi level. Our simulated scanning tunneling microscope (STM) images, for occupied states, indicate the formation of bright (triangular) spots lying on the substitutional boron (center) and nearest-neighbor carbon (edge) sites. Those STM images are attributed to the increase of the density of states within an energy interval of 0.5 eV below the Fermi level. For a boron concentration of similar to 2.4%, we find that two boron atoms lying on the opposite sites of the same hexagonal ring (B1-B2 configuration) represents the energetically most stable configuration, which is in contrast with previous theoretical findings. Having determined the energetically most stable configuration for substitutional boron atoms on graphene sheets, we next considered the hydrogen adsorption process as a function of the boron concentration, (ii). Our calculated binding energies indicate that the C-H bonds are strengthened near boron substitutional sites. Indeed, the binding energy of hydrogen adatoms forming a dimer-like structure on the boron doped B1-B2 graphene sheet is higher than the binding energy of an isolated H(2) molecule. Since the formation of the H dimer-like structure may represent the initial stage of the hydrogen clustering process on graphene sheets, we can infer that the formation of H clusters is quite likely not only on clean graphene sheets, which is in consonance with previous studies (Hornekaer et al 2006 Phys. Rev. Lett. 97 186102), but also on B1-B2 boron doped graphene sheets. However, for a low concentration of boron atoms, the formation of H dimer structures is not expected to occur near a single substitutional boron site. That is, the formation (or not) of H clusters on graphene sheets can be tuned by the concentration of substitutional boron atoms.

Magnetic structures of quaternary intermetallic borocarbides RCo(2)B(2)C (R = Dy, Ho, Er)

The magnetic structures of the title compounds have been studied by neutron diffraction. In contrast to the isomorphous RNi(2)B(2)C compounds, wherein a variety of exotic incommensurate modulated structures has been observed, the magnetic structure of ErCo(2)B(2)C is found to be a collinear antiferromagnet with k = (12, 0, 12) while those of HoCo(2)B(2)C and DyCo(2)B(2)C are observed to be simple ferromagnets. For all studied compounds, the moments are found to be confined within the basal plane and their magnitudes are comparable to the values obtained from the low-temperature isothermal magnetization measurements. The absence of modulated magnetic structures in the RCo(2)B(2)C series (for ErCo(2)B(2)C, verified down to 50 mK) is attributed to the quenching of the Fermi surface nesting features.

sigma- and pi-defects at graphene nanoribbon edges: Building spin filters

The presence of certain kinds of defects at the edges of monohydrogenated zigzag graphene nanoribbons changes dramatically the charge transport properties inducing a spin-polarized conductance. Using an approach based on density functional theory and nonequilibrium Green`s function formalism to calculate the transmittance, we classify the defects in different classes depending on their distinct transport properties: (i) sigma-defects, which do not affect the transmittance close to the Fermi energy (E(F)); and (ii) pi-defects, which cause a spin polarization of the transmittance and that can be further divided into either electron or hole defects if the spin transport polarization results in larger transmittance for the up or down spin channel, respectively.

Velocity-dependent KAM islands

We revisit the non-dissipative time-dependent annular billiard and we consider the chaotic dynamics in two planes of conjugate variables in order to describe the behavior of the growth, or saturation, of the mean velocity of an ensemble of particles. We observed that the changes in the 4-d phase space occur without changing any parameter. They occur depending on where the initial conditions start. The emerging KAM islands interfere in the behavior of the particle dynamics especially in the Fermi acceleration mechanism. We show that Fermi acceleration can be suppressed, without dissipation, even considering the non-dissipative energy context. (C) 2011 Published by Elsevier Ltd.

Spin Hall Effect in Symmetric Wells with Two Subbands

We investigate the spin Hall conductivity sigma (xy) (z) of a clean 2D electron gas formed in a two-subband well. We determine sigma (xy) (z) as arising from the inter-subband induced spin-orbit (SO) coupling eta (Calsaverini et al., Phys. Rev. B 78:155313, 2008) via a linear-response approach due to Rashba. By self-consistently calculating eta for realistic wells, we find that sigma (xy) (z) presents a non-monotonic (and non-universal) behavior and a sign change as the Fermi energy varies between the subband edges. Although our sigma (xy) (z) is very small (i.e., a parts per thousand(a)`` e/4 pi aEuro(3)), it is non-zero as opposed to linear-in-k SO models.

Application of abrupt cut-off models in the analysis of the capacitance spectra of conjugated polymer devices

In this paper, a detailed study of the capacitance spectra obtained from Au/doped-polyaniline/Al structures in the frequency domain (0.05 Hz-10 MHz), and at different temperatures (150-340 K) is carried out. The capacitance spectra behavior in semiconductors can be appropriately described by using abrupt cut-off models, since they assume that the electronic gap states that can follow the ac modulation have response times varying rapidly with a certain abscissa, which is dependent on both temperature and frequency. Two models based on the abrupt cut-off concept, formerly developed to describe inorganic semiconductor devices, have been used to analyze the capacitance spectra of devices based on doped polyaniline (PANI), which is a well-known polymeric semiconductor with innumerous potential technological applications. The application of these models allowed the determination of significant parameters, such as Debye length (approximate to 20 nm), position of bulk Fermi level (approximate to 320 meV) and associated density of states (approximate to 2x10(18) eV(-1) cm(-3)), width of the space charge region (approximate to 70 nm), built-in potential (approximate to 780 meV), and the gap states` distribution.

Collapse of rho (xx) Ringlike Structures in 2DEGs Under Tilted Magnetic Fields

In the quantum Hall regime, the longitudinal resistivity rho (xx) plotted as a density-magnetic-field (n (2D) -B) diagram displays ringlike structures due to the crossings of two sets of spin split Landau levels from different subbands [see, e.g., Zhang et al., in Phys. Rev. Lett. 95:216801, 2005. For tilted magnetic fields, some of these ringlike structures ""shrink"" as the tilt angle is increased and fully collapse at theta (c) a parts per thousand 6A degrees. Here we theoretically investigate the topology of these structures via a non-interacting model for the 2DEG. We account for the inter Landau-level coupling induced by the tilted magnetic field via perturbation theory. This coupling results in anticrossings of Landau levels with parallel spins. With the new energy spectrum, we calculate the corresponding n (2D) -B diagram of the density of states (DOS) near the Fermi level. We argue that the DOS displays the same topology as rho (xx) in the n (2D) -B diagram. For the ring with filling factor nu=4, we find that the anticrossings make it shrink for increasing tilt angles and collapse at a large enough angle. Using effective parameters to fit the theta=0A degrees data, we find a collapsing angle theta (c) a parts per thousand 3.6A degrees. Despite this factor-of-two discrepancy with the experimental data, our model captures the essential mechanism underlying the ring collapse.

Conformational preferences for some 2-substituted N-methoxy-N-methylacetamides through spectroscopic and theoretical studies

The analysis of the IR carbonyl band of the 2-substituted N-methoxy-N-methylacetamides Y-CH(2)C(O)-N(OMe)Me (Y = F1, OMe 2, OPh 3, Cl 4), supported by B3LYP/6-311++G(3df, 3pd) calculations along with the NBO analysis for 1-4, indicated the existence of cis-gauche conformers i.e. (c) and (g) for 1 and 3, (c(1), c(2)) and (g(1), g(2)) for 2, and (c) and (g(1), g(2)) for 4. In the gas phase, the g conformer population prevails over the c one, for 1 and 3, the (c(1) + c(2)) population prevails over the (g(1) + g(2)) one for 2, and the (g(1) + g(2)) conformer population is more abundant than (c) one for 4. In n-hexane solution, the cis conformer is more abundant for 1-3. The occurrence of Fermi resonance in the nu(CO) region, in n-hexane, precludes the estimative of relative populations of the (c, g(1), g(2)) conformers for 4. The SCI-PCM calculations agree with the solvent effect on the nu(CO) band component relative intensities for 1-3. NBO analysis showed that the n(N) -> pi.(CO), orbital interaction is the main factor which stabilizes the gauche (g, g(1), g(2)) conformers for 1-4 into a larger extent relative to the cis (c, c(1), c(2)) ones. The n(y) -> pi(.)(Co,) sigma(C-Y) -> pi.(CO,) pi(CO) -> sigma(C-Y) and 7co orbital interactions still contribute, but into a minor extent for the stabilization of the gauche conformers relative to the cis ones. The existence of some pyramidalization at the nitrogen atom of the Weinreb amides 1-4 is responsible for the occurrence of Y(delta)-(4)center dot center dot center dot O(delta)-(9) and Y(delta)-(4)center dot center dot center dot N(delta)-(7) short contacts in the gauche (g, g(1), g(2)) conformers, which originates strong repulsive Coulombic interactions, acting in opposition to the large orbital stabilization of the gauche conformer with respect to the cis one. Therefore, a delicate balance of the Coulombic and orbital interactions seems to be responsible for the observed stabilization of the gauche (g, g(1), g(2)) and cis (c, c(1), c(2)) conformers, both in the gas phase and in the solution for 1-4. However, the cis conformer predominance, in non polar solvents, for the 2-substituted N-methoxy-N-methyl acetamides 1-3, bearing in a first raw (fluorine and oxygen) atoms, is in the opposite direction to the gauche conformer preference for the corresponding 2-substituted N,N-dialkyl-acetamides. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudo do calor específico de compostos Heusler paramagnéticos, da série do níquel Ni 2 Tal, onde T=Ti, Zr, Hf, V, Nb e Ta

Neste trabalho apresentamos os resultados experimentais da medida do calor específico dos compostos Heusler da série Ni2TA1, onde T =Ti, Zr,Hf,V,Nb, Ta. Estas medidas foram feitas utilizando-se um calorímetro adiabático que atua na faixa de 1,84 K a 10,3 K e visaram o estudo da estrutura elêtrônica dos compostos em termos da densidade de estados eletrônicos à nível de Fermi, bem como da dinâmica da rede cristalina, com o uso dos modelos de Debye e de Einstein para o calor específico. Apresentamos, também, uma descrição do calorímetro, seu funcionamento e as alterações ocorridas em função deste trabalho.

Supercondutividade não adiabática em fuleretos alcalinos e correções de vértices

Recentemente, tem sido questionada a validade do teorema de Migdal nos fuieretos dopados supercondutores. Motivados por esse problema, realizamos nesta dissertação uma revisão das propriedades físicas destes novos e notáveis materiais: os fulerenos e outros representantes desta família de compostos orgânicos que possuem estrutura geométrica de gaiola fechada. Em primeiro lugar abordamos, ainda que de maneira sucinta, alguns fundamentos da teoria microscópica BCS (Bardeen, Cooper e Schrieffer, 1961) da supercondutividade, tais como o problema da instabilidade do líquido de Fermi, a formação de pares de Cooper, o método da transformação canônica para demonstrar o aparecimento da interação efetiva atrativa entre os elétrons do par, as equações de Gor'kov demonstrando o surgimento do gap supercondutor, e a expressão BCS da temperatura crítica no limite de acoplamento fraco. Após, revisamos o trabalho realizado por Grimaldi, Cappelluti e Pietronero (1995), sobre a supercondutividade não adiabática nos fuieretos dopados, no qual são feitas correções de vértice para a interação elétron-fônon, usando o método perturbativo. Naquele trabalho eles utilizam um modelo de fônons de Einstein com uma única freqüência para caracterizar a função espectral de Eliashberg, necessária para obter tais correções de vértice Nossa proposta neste trabalho é generalizar este modelo por um constituído de várias Lorentzianas truncadas, centradas nas freqüências dos principais modos de vibração da rede cristalina: os intermoleculares, os ópticos e os intramoleculares. Encontramos como resultado deste estudo que as correções de vértice, com contribuição multifonônica, introduzem modificações substancias como um aumento da temperatura crítica e variação no coeficiente isotópico, dando resultados mais próximos dos obtidos experimentalmente, em contraste daqueles obtidos na teoria de Migdal-Eliashberg, sem correções de vértice.

Efeito das adições minerais na resistividade elétrica de concretos convencionais

Uma vez que a armadura se encontre despassivada, o processo de corrosão vai depender basicamente de dois fatores, que são a resistividade elétrica do concreto e do acesso de oxigênio à armadura. A resistividade elétrica do concreto pode atuar como acelerador ou retardador do processo corrosivo, dado que baixos valores de resistividade significam fácil mobilidade iônica, enquanto que altos valores de resistividade implicam numa baixa mobilidade iônica. De acordo com sua composição e características, o concreto pode ter diferentes valores de resistividade elétrica. Assim, este trabalho objetiva comparar o efeito de diferentes tipos de adição e cimentos na resistividade elétrica aparente de concretos convencionais. São pesquisados concretos com adição de sílica ativa e cinzas de casca de arroz (0, 6 e 12%) cimento CP V -ARI e cimento CP IV 32 e relação água/aglomerante a 0,5, 0,65 e 0,8. Os valores de resistividade elétrica foram obtidos pelo método de Wenner (Método dos 4 eletrodos), em tres situações distintas de exposição do concreto (câmara úmida, câmara climatizada e submerso). Paralelamente foram realizados ensaios de resistência à compressão axial, índice de vazios, grau de saturação dos poros e perda de massa pela evaporação da água. Os resultados obtidos permitiram concluir que, dependendo do tipo de adição ou tipo de cimento, existe um incremento significativo na resistividade elétrica. Foi observado que, de acordo com o ambiente de exposição, o fator mais significativo para a resistividade elétrica foi o tipo de adição ou o tipo de cimento. Também foi possível observar que a influência do ambiente é significativa, evidenciando a importância do grau de saturação dos poros do concreto para a propriedade pesquisada.

Tecnologia de informação e gestão de canais de distribuição: um estudo de caso sobre a aplicação da tecnologia de informação na integração entre uma empresa siderúrgica e seu atacado

Trata da aplicação e uso da tecnologia de informação na gestão de canais de distribuição. Apresenta, através de um estudo de caso, as formas de aplicação da tecnologia em um modelo de integração colaborativa entre uma empresa siderúrgica e alguns de seus atacadistas. Aborda as mudanças do ambiente competitivo, as razões de formação da aliança e a forma de relacionamento estabelecida. Aponta oportunidades de uso da tecnologia de informação como elemento facilitador e acelerador desse processo.

Os efeitos de fluxos de prótons sobre dispositivos MOS no espaço

Dispositivos microeletrônicos como células solares e circuitos integrados MOS em satélites, estão sujeitos ao bombardeamento de partículas de alta energia, especialmente os uxos de prótons. Os danos causados pela irradiação de prótons podem ser facilmente simulados usando as técnicas implantação iônica, uma vez que os estudos de con abilidade dos dispositivos em condições reais (no espaço) são despendiosos. A proposta deste trabalho é usar capacitores MOS para estudar a in uência do bombardeamento de prótons na degradação do tempo de vida de portadores minoritários, na mudança de corrente de fuga através do SiO2 e na mudança da carga efetiva na interface SiO2/Si. Assim como o tempo de vida está relacionado aos defeitos criados na estrutura cristalina devido às colisões das partículas com os átomos de Si, a corrente de fuga caracteriza a estabilidade do dielétrico e a carga efetiva mostra o quanto a tensão de limiar dos transistores MOS (VT) é afetada. Uma combinação de formação de zona desnuda na região de depleção e gettering por implanta ção iônica na face inferior das lâminas garantiu o melhoramento do tempo de vida nos capacitores MOS. Os aceleradores de íons do Laboratório de Implantação Iônica da UFRGS foram usados para produzir bombardeamentos de prótons com energias de 100keV , 200keV , 600keV e 2MeV , e doses no intervalo de 1x10 9 cm-2 a 3x10 12 cm-2 O tempo de vida de geração foi obtido através do método C-t (Zerbst modificado), a corrente de fuga através do método I-V e a carga criada no óxido através do método C-V de alta freqüência. A literatura apresenta dados de uxos de prótons no espaço possibilitando a conexão entre os efeitos simulados por implantação iônica e o espectro solar real. Como eventos solares apresentam variabilidade, alguns casos de atividade solar proeminente foram estudados. Foi de nida a função (x) que relaciona a concentração defeitos eletricamente ativos com a profundidade e foi feito um cálculo para estimar as conseqüências sobre o tempo de vida dos portadores minorit ários. Os resultados mostram que um dia de atividade solar expressiva é su ciente para degradar o tempo de vida intensamente, tendo como conseqüência a destruição de uma célula solar sem blindagem.

Um modelo de sacola difusa para a matéria nuclear

Neste trabalho desenvolvemos um modelo efetivo para a descrição da matéria nuclear, que incorpora os resultados obtidos, para a descrição de um núcleon, pelo modelo de sacola difusa. O sistema nuclear será descrito via uma função de energia interna, que compreende um termo livre e outro que leva em conta a interação entre os núcleons. A parte livre, por se tratar de um sistema de férmions, corresponderá à energia de um gásde Fermi livre. Além disso, para evitar a superposição de dois ou mais núcleons, introduzimos um volume de exclusão a la Van der Waals. Na parte integrante, a troca de píons entre os núcleons será levada em conta via um potêncial efetivo. A função energia interna dependerá da densidade da matéria nuclear e também de um parâmetro que determinará o volume esperado de cada núcleon na matéria nuclear. O valor deste parâmetro será um pouco diferente do valor encontrado para um núcleons isolado, devido à interação entre eles. Obtém-se então resultados para a energia de ligação por núcleon para a matéria nuclear simétrica e para a matéria de nêutrons, bem como para a equação de estado da matéria de nêutrons.