Self-trapping of Fermi and Bose gases under spatially modulated repulsive nonlinearity and transverse confinement

We show that self-localized ground states can be created in the spin-balanced gas of fermions with repulsion between the spin components, whose strength grows from the center to periphery, in combination with the harmonic-oscillator (HO) trapping potential acting in one or two transverse directions. We also consider the ground state in the noninteracting Fermi gas under the action of the spatially growing tightness of the one- or two-dimensional (1D or 2D) HO confinement. These settings are considered in the framework of the Thomas-Fermi-von Weizsäcker (TF-vW) density functional. It is found that the vW correction to the simple TF approximation (the gradient term) is nearly negligible in all situations. The properties of the ground state under the action of the 2D and 1D HO confinement with the tightness growing in the transverse directions are investigated too for the Bose-Einstein condensate with the self-repulsive nonlinearity. © 2013 American Physical Society.

Enhanced optical properties of germanate and tellurite glasses containing metal or semiconductor nanoparticles

Germanium- and tellurium-based glasses have been largely studied due to their recognized potential for photonics. In this paper, we review our recent studies that include the investigation of the Stokes and anti-Stokes photoluminescence (PL) in different glass systems containing metallic and semiconductor nanoparticles (NPs). In the case of the samples with metallic NPs, the enhanced PL was attributed to the increased local field on the rare-earth ions located in the proximity of the NPs and/or the energy transfer from the metallic NPs to the rare-earth ions. For the glasses containing silicon NPs, the PL enhancement was mainly due to the energy transfer from the NPs to the Er3+ ions. The nonlinear (NL) optical properties of PbO-GeO 2 films containing gold NPs were also investigated. The experiments in the pico- and subpicosecond regimes revealed enhanced values of the NL refractive indices and large NL absorption coefficients in comparison with the films without gold NPs. The reported experiments demonstrate that germanate and tellurite glasses, having appropriate rare-earth ions doping and NPs concentration, are strong candidates for PL-based devices, all-optical switches, and optical limiting. © 2013 Cid Bartolomeu de Araujo et al.

Bright solitons in quasi-one-dimensional dipolar condensates with spatially modulated interactions

We introduce a model for the condensate of dipolar atoms or molecules, in which the dipole-dipole interaction (DDI) is periodically modulated in space due to a periodic change of the local orientation of the permanent dipoles, imposed by the corresponding structure of an external field (the necessary field can be created, in particular, by means of magnetic lattices, which are available to the experiment). The system represents a realization of a nonlocal nonlinear lattice, which has a potential to support various spatial modes. By means of numerical methods and variational approximation (VA), we construct bright one-dimensional solitons in this system and study their stability. In most cases, the VA provides good accuracy and correctly predicts the stability by means of the Vakhitov-Kolokolov criterion. It is found that the periodic modulation may destroy some solitons, which exist in the usual setting with unmodulated DDI and can create stable solitons in other cases, not verified in the absence of modulations. Unstable solitons typically transform into persistent localized breathers. The solitons are often mobile, with inelastic collisions between them leading to oscillating localized modes. © 2013 American Physical Society.

A transmission line model developed directly in phase domain

The phases of a transmission line are tightly coupled due to mutual impedances and admittances of the line. One way to accomplish the calculations of currents and voltages in multi phase lines consists in representing them in modal domain, where its n coupled phases are represented by their n propagation modes. The separation line in their modes of propagation is through the use of a modal transformation matrix whose columns are eigenvectors associated with the parameters of the line. Usually, this matrix is achieved through numerical methods which do not allow the achievement of an analytical model for line developed directly in the phases domain. This work will show an analytical model for phase currents and voltages of the line and results it will be applied to a hypothetical two-phase. It will be shown results obtained with that will be compared to results obtained using a classical model © 2003-2012 IEEE.

A distributed-parameters transmission line model developed directly in the phase domain

This article shows a transmission line model developed directly in the phase domain. The proposed model is based on the relationships between the phase currents and voltages at both the sending and receiving ends of a single-phase line. These relationships, established using an ABCD matrix, were extended to multi-phase lines. The proposed model was validated by using it to represent a transmission line during short-and open-circuit tests. The results obtained with the proposed model were compared with results obtained with a classical model based on modal decomposition. These comparisons show that proposed model was correctly developed. © 2013 Taylor and Francis Group, LLC.

Photocatalytic activity of semiconductor sulfide heterostructures

This paper reports a theoretical and experimental study of the heterostructure photocatalytic activity in a CdS or ZnS and CdS@ZnS decorated system prepared by a microwave assisted solvothermal (MAS) method. A theoretical model of the decorated system was created in order to analyze the electronic transition mainly in their interface. The results show that CdS and ZnS interfaces produce an electron charge transfer from the CdS electron-populated clusters to the ZnS hole-populated clusters which helps to enhance the photocatalytic activity of the CdS@ZnS decorated system. © 2013 The Royal Society of Chemistry.

ZnO nanostructures directly grown on paper and bacterial cellulose substrates without any surface modification layer

In this report, hierarchical ZnO nano- and microstructures were directly grown for the first time on a bacterial cellulose substrate and on two additional different papers by hydrothermal synthesis without any surface modification layer. Compactness and smoothness of the substrates are two important parameters that allow the growth of oriented structures. © 2013 The Royal Society of Chemistry.

The application of a surface response methodology in the solar/UV-induced degradation of dairy wastewater using immobilized ZnO as a semiconductor

An Advanced Oxidation Process (AOPs) was carried out in this study with the use of immobilized ZnO and solar/UV as an energy source to degrade dairy wastewater. The semibatch reactor system consisted of metal plate of 800 × 250 mm and a glass tank. The reaction time was of 3 h for 3 L of dairy wastewater. Experiments were performed based on a surface response methodology in order to optimize the photocatalytic process. Degradation was measured in percentage terms by total organic carbon (TOC). The entry variables were ZnO coating thickness and pH, using three levels of each variable. The optimized results showed a TOC degradation of 31.7%. Optimal parameters were metal-plate coating of 100 m of ZnO and pH of 8.0. Since solar/UV is a constant and free energy source in most tropical countries, this process tends to suggest an interesting contribution in dairy wastewater treatment, especially as a pretreatment and the optimal conditions to guarantee a better efficiency of the process. © 2013 Gisella R. Lamas Samanamud et al.

Avaliação da atividade apoptótica de substância pura isolada de Cryptocarya mandioccanna em células de carcinoma cervical imortalizadas pelo papilomavirus humano (HPV)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Resistência à cárie de esmalte dental irradiado por lasers de Er:YAG e Nd:YAG, avaliada através da morfologia e proporção Ca/P

Pós-graduação em Ciências Odontológicas - FOAR

Reação histológica de exposições pulpares em dentes de ratos à aplicação do laser de baixa intensidade somente ou em associação ao capeamento com hidróxido de cálcio

Pós-graduação em Odontologia - FOAR

Simulação numérica da fase líquida na deposição de filmes finos via sol-gel: aplicações para dióxido de estanho

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Medidas de espectroscopia Raman em cristais KDP e Nanotubos de Carbono: implementação da técnica

Atualmente, os físicos vêm desenvolvendo novas técnicas de caracterização de materiais, principalmente os novos materiais que os cientistas (de todas as áreas) estão produzindo a partir de outros já existentes como vidros, cerâmicas, polímeros, materiais semicondutores e supercondutores, materiais magnéticos, dentre outros. Seguindo esta linha, o Grupo de Física de Materiais da Amazônia vem adquirindo novas técnicas para caracterização de materiais e este trabalho marca o início da incorporação de mais uma técnica de caracterização junto ao laboratório de física da UFPA, a Espectroscopia Raman. Neste trabalho, utilizamos como amostras para realizar e testar a técnica implantada, cristais KH2PO4 (KDP) e nanotubos de carbono de parede simples (SWNT). O KDP foi escolhido devido ao fato de ter os espectros Raman muito conhecidos e ser um material de simples produção. O KDP puro ou dopado continua sendo alvo de pesquisa (teórica e/ou experimental) atual, principalmente por apresentar uma transição de fase ferroelétrica e ser um material que tem muitas aplicações nas indústrias que utilizam tecnologia de lasers, sensores, gerador de segundo e terceiro harmônico. Já os nanotubos de carbono também foram utilizados como amostras por ser um material de grande interesse científico, tecnológico e de grande aplicação no mundo moderno, pois podem ser empregados em nanotecnologia na produção de transistores e diodos, além disso, podem ser incorporados a certos materiais aumentando, assim, a resistência mecânica dos mesmos.Para as amostras de KDP foram realizadas medidas em temperatura ambiente, pressão uniaxial e temperatura. Nas medidas com a temperatura conseguimos observar o inicio da decomposição e de uma possível transição de fase em alta temperatura no KDP. As medidas com pressão uniaxial mostram que embora não se observe uma transição de fase bem definida é possível se identificar alteração que podem indicar o inicio de uma quebra de simetria devido aos efeitos de pressão. Nas amostras de nanotubos (nanotubos de paredes simples-SWNT) foram realizadas medidas de Raman em temperatura ambiente. Nessas medidas identificamos as bandas D e G bastante conhecidas as quais são reportadas em quase todos os artigos sobre esse tema. O mais importante foi a implantação da nova técnica que é uma técnica forte que pode ser aplicada em diferentes campos do conhecimento científico fortalecendo o Grupo de Física de Materiais da Amazônia.

Transporte eletrônico em nanofitas de grafeno sob a influência de fatores externos, via primeiros princípios

O grafeno é a primeira estrutura bidimensional que se obteve experimentalmente. Sua rede cristalina é uma rede hexagonal, conhecida como "Favo de Mel", possui apenas um átomo de espessura. Cortes em folhas de grafeno, privilegiando determinada direção, geram as chamadas nanofitas de grafeno. Embora o grafeno se comporte como um metal, é sabido que as nanofitas podem apresentar comportamentos semicondutor, metálico ou semimetálico, dependendo da direção de corte e/ou largura da fita. No caso de nanofitas semicondutoras, a largura da banda proibida (band gap), entre outros fatores, depende da largura da nanofita. Neste trabalho adotou-se métodos de primeiros princípios como o DFT (Density Functional Theory), afim de se obter as características tais como curvas de dispersão para nanofitas. Neste trabalho, primeiramente, são apresentados diagramas de bandas de energia e curvas de densidade de estados para nanofitas de grafeno semicondutoras, de diferentes larguras, e na ausência de influências externas. Utilizou-se métodos de primeiros princípios para a obtenção destas curvas e o método das funções de Green do Não Equilíbrio para o transporte eletrônico. Posteriormente foi investigado a influência da hidrogenização, temperatura e tensão mecânica sobre sistema, isso além, de se estudar o comportamento de transporte eletrônico com e sem influência destes fatores externos. Vale ressaltar que as nanofitas de grafeno apresentam possibilidades reais de aplicação em nanodispositivos eletrônicos, a exemplo de nanodiodos e nanotransistores. Por esse motivo, é importante se ter o entendimento de como os fatores externos alteram as propriedades de tal material, pois assim, espera-se que as propriedades de dispositivos eletrônicos também sejam influenciadas da mesma maneira que as nanofitas.

Propriedades multifuncionais do CaCu3Ti4O12: estudo dos mecanismos e suas aplicações

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC