Effects produced in GaAs by MeV ion bombardment

Presented in the first part of this thesis is work performed on the ionizing energy beam induced adhesion enhancement of thin (~ 500 Angstrom) Au films on GaAs substrates. The ionizing beam, employed in the present thesis, is the MeV ions (i.e., ¹⁶O, ¹⁹F, and ³⁵Cl), with energies between 1 and 20 MeV. Using the "Scratch" test for adhesion measurement, and ESCA for chemical analysis of the film-substrate interface, the native oxide layer at the interface is shown to play an important role in the adhesion enhancement by the ionizing radiation. A model is discussed which explains the experimental data on the the dependence of adhesion enhancement on the energy which was deposited into electronic processes at the interface. The ESCA data indicate that the chemical bonds (or compounds), which are responsible for the increase in the thin film adherence, are hydroxides rather than oxides.

In the second part of the thesis we present a research performed on the radiation damage in GaAs crystals produced by MeV ions. Lattice parameter dilatation in the surface layers of the GaAs crystals becomes saturated after a high dose bombardment at room temperature. The strain produced by nuclear collisions is shown to relax partially due to electronic excitation (with a functional dependence on the nuclear and electronic stopping power of bombarding ions). Data on the GaAs and GaP crystals suggest that low temperature recovery stage defects produce major crystal distortion. The x-ray rocking curve technique with a dynamical diffraction theory analysis provides the depth distribution of the strain and damage in the MeV ion bombarded crystals.

π+ photoproduction at angles from 6° to 90° C.M. and energies from 589 to 1269 MeV

The differential cross section for the reaction γp → π⁺n was measured at 32 laboratory photon energies between 589 and 1269 MeV at the Caltech Synchrotron. At each energy, data have been obtained at typically fifteen π⁺ c.m. angles between 6° and 90°. A magnetic spectrometer was used to detect the π⁺ photo-produced in a liquid hydrogen target. Two Cherenkov counters were used to reject the background of positrons and protons. The data clearly show the presence of a pole in the production amplitude due to the one pion exchange. Moravcsik fits to the 32 angular distributions, including data from another experiment, are presented. The extrapolation of these fits to the pole gives a value for the pion-nucleon coupling constant of 14.5 which is consistent with the accepted value. The second and third pion-nucleon resonances are evident as peaks in the total cross section and as changes in the shape of the angular distributions. At the third resonance there is evidence for both a D5/2 and an F5/2 amplitude. The absence of large variations in the 0° and 180° cross sections implies that the second and third resonances are mostly produced from an initial state with helicity ± 3/2.

Photoproduction of charged pion pairs from hydrogen at energies up to 1500 MeV

Charged pion pair photoproduction has been investigated up to a gamma energy of 1500 MeV, using the Caltech 12-inch heavy liquid bubble chamber with a small diameter, high intensity photon beam passing through a central beam tube gaseous hydrogen target surrounded by the sensitive Freon. Scanning, analysis, and data reduction techniques have been developed to deal with the problems of two-vie stereo, hidden event origins, absence of magnetic field, and the range-energy and multiple scattering relationships that occur in the heavy materials. Roughly 5700 pictures have been scanned and analyzed, yielding 754 acceptable events. Cross section and parameter distributions are generally consistent with the results of previous experiments. A statistically insignificant “bump” was observed in the dipion mass spectrum in the region of 500 MeV, the disputed σ meson mass. This region was investigated as carefully as the limited statistics would allow; dipion angular distributions are consistent with isotropy, and there is indication that some of the events in this region might come from decay of an intermediate N*₁₁ (1425) into a proton and dipion.

Photographic materials on pp. 18, 20, 22, and 24 are essential and will not reproduce clearly on Xerox copies. Photographic copies should be ordered.

Photoproduction of charged pion pairs from hydrogen at photon energies between 800 and 1500 MeV

The reaction γ + p p + π⁺ + π^- has been studied for photon energies between 800 and 1500 MeV and for dipion masses between 510 and 900 MeV. The bremsstrahlung beam from the Caltech synchrotron was passed through a liquid hydrogen target and spark chambers were used to detect the three final particles. In addition, the proton energy was determined by a range measurement. Approximately 40,000 photographs were taken, yielding 3018 acceptable events. The results were fit to an incoherent combination of the N*(1238) resonance, the p^o (750) resonance, and three-body phase space, with various models being tried for p^o production. The total cross section for p^o production is consistent with previous experiments. However, the angular dependence of the cross section is slightly more peaked in the forward direction, and the ratio of p^o production to phase space production is larger than previously observed.

However, since this experiment was only sensitive to the production angles cos θ cm ≥ .75, statistical fluctuations and/or an anisotropic distribution of background production have a severe influence on the p^o to background ratio. Of the p^o models tested, the results prefer p^o production by the one pion exchange mechanism with a very steep form factor dependence. The values of the mass and width of the p^o found here are consistent with previous experiments.

Prospecção geoquímica: estaurolita, ilmenita e magnetita como minerais traçadores para depósitos do tipo VMS

A região de Itutinga foi alvo de estudos prospectivos por parte da empresa BP mineração na década de 80, onde foram encontradas mineralizações em lentes de sulfetos metálicos (Zn-Cu-Ag-Fe) associados a rochas komatiíticas peridotíticas e basaltos toleíticos (anfibolitos) do greenstone belts, nas proximidades da fazenda São Jerônimo, enquadrando-se em um depósito do tipo VMS. A partir destas informações encontradas na literatura propôs-se estudar a estaurolita, a magnetita e a ilmenita para, a partir da determinação do seu conteúdo em zinco, indicar a aplicabilidade destes três minerais como traçadores desses tipos de depósitos. Para isso foram coletadas amostras de sedimentos de corrente e concentrados de batéia na região próxima à ocorrência, no entorno da cidade de Itutinga, e também em uma região próxima a cidade de Itumirim, já que existem semelhanças litológicas entre as duas áreas. Os sedimentos de corrente, as frações magnéticas e as frações de 0,3A (separador eletromagnético Frantz) foram enviados para análises químicas por absorção atômica e ICP-OES. Os concentrados de batéia foram descritos, separando-se cristais de estaurolita de cada amostra coletada, e analisando-os em MEV-EDS para determinação da química mineral. Os resultados dos sedimentos de corrente apontaram que os pontos da fazenda São Jerônimo (ME-03, Itutinga 51,7 ppm de Zn) e o ponto do Ribeirão Santa Cruz, (ME-06, Itumirim 36,1 ppm de Zn) foram os que apresentaram melhores resultados, indicando anomalias em zinco nas duas áreas estudadas . As estaurolitas, retiradas dos concentrados de batéia de cada ponto estudado, foram divididas em três conjuntos, de acordo com os teores de ZnO encontrados: 1 - entre 2,96% e 3,25% de ZnO em peso; 2 - entre 2,03% e 2,76% de ZnO em peso; 3 - < 1,67% de ZnO em peso, sendo comparável com outras estaurolitas encontradas em diversos depósitos de Zn do mundo, como Dry River, Austrália e Palmeirópolis Goiás. Assim, as estaurolitas apresentam bons resultados como minerais indicadores na área estudada. Em relação as magnetitas e ilmenitas estudadas, o número de amostras coletadas no presente estudo foram muito pequenas para se ter informações conclusivas sobre o papel destes minerais como traçadores. Por outro lado, os resultados das análises químicas nos concentrados de ilmenita (até 856 ppm de Zn) e nos concentrados de magnetita (até 216 ppm de Zn), indicam a disponibilidade deste metal nas áreas estudadas. Assim, é possível se detectar a presença do zinco por dois meios: através de sedimentos de corrente, através de halos de dispersão química do elemento zinco, e através dos minerais resistatos (estaurolita zincífera, magnetita e ilmenita), a partir de uma dispersão clástica do grão.

Photodisintegration of helium-3 at energies between 200 and 600 MEV

We have measured differential cross-sections for the two-body photodisintegration of Helium-3, ɣ + He³ → p + d, between incident photon energies of 200 and 600 MeV, and for center of mass frame angles between 30° and 150°. Both final state particles were detected in arrays of wire spark chambers and scintillation counters; the high momentum particle was analyzed in a magnet spectrometer. The results are interpreted in terms of amplitudes to produce the ∆(1236) resonance in an intermediate state, as well as non-resonant amplitudes. This experiment, together with an (unfinished) experiment on the inverse reaction, p + d → He³ + ɣ, will provide a reciprocity test of time reversal invariance.

Avaliação da biodegradação de compósitos de poliéster e amido com fibra de coco verde em solo simulado e ambiente marinho

A utilização de polímeros biodegradáveis é uma das formas de minimizar o grande volume de descartes de materiais poliméricos que tendem a aumentar cada vez mais causando dano ao meio ambiente. Existem vários métodos de avaliação de biodegradação de polímeros que podem contribuir para o desenvolvimento de novos materiais biodegradáveis. Nessa dissertação foi avaliada a biodegradação do compósito de matriz de polímero comercial à base de poliéster e amido e fibra de coco verde. Foram usados dois métodos, em solo simulado e em ambiente marinho. A biodegradação dos compósitos foi avaliada através das análises de: Perda de massa, Microscopia ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR). Além disso, foi realizada uma comparação entre desempenho de biodegradação do material nos dois ambientes. A velocidade de biodegradação no ambiente marinho é maior do que no solo simulado

Property studies of optical waveguide formed by 6.0 MeV carbon ion implantation into Nd : silicate glass

Nd:silicate glass was implanted at room temperature by 6.0 MeV C3+ ions with a dose of 2.0 x 10(15) ions cm(-2). A waveguide with thickness of about 6.3 mu m was formed. The prism-coupling method was used to observe the dark modes of the waveguide at 633 nm and 1539 nm, respectively. There are three dark modes at 633 nm, of which one is the enhanced-index mode. The propagation loss of the enhanced-index mode in the waveguide measured at 633 nm is 0.42 dB cm(-1) after annealing at 217 degrees C for 35 min. The reflectivity calculation method was applied to simulate the refractive index profiles in the waveguide. The mode optical near-field output at 633 nm was presented.

Elaboração e avaliação da biodegradabilidade de compósitos à base de poliéster e amido com palha de milho

O uso de polímeros e de compósitos biodegradáveis se apresenta como uma solução para o problema gerado pelo descarte de grandes quantidades de resíduos plásticos no ambiente. Os polímeros convencionais, além de não biodegradáveis, tem como fonte um material não-renovável, o petróleo. Os polímeros biodegradáveis, produzidos a partir de materiais renováveis, frequentemente apresentam como desvantagem o alto custo e propriedades nem sempre satisfatórias. Neste contexto, os compósitos poliméricos se apresentam como uma alternativa, pela possibilidade de incorporar cargas, tanto de origem vegetal como mineral, para alterar propriedades, adequando-as à finalidade do material. Além disso, para viabilizá-los economicamente, há o uso de cargas de baixo custo, como resíduos agrícolas. Neste estudo foram elaborados compósitos de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) e amido (ECOBRAS) com palha de milho, em diferentes concentrações. Foi utilizada a palha de milho in natura, resíduo agrícola abundante, como forma de reduzir os custos e aumentar a proporção de produtos naturais usados, considerando que o ECOBRAS já possui amido em sua composição. O ensaio de tração e análises de DSC, TGA, FTIR, MO e MEV foram utilizadas para caracterizar e avaliar as propriedades dos compósitos. A matriz polimérica e os compósitos foram submetidos ao ensaio de biodegradabilidade através do enterro em solo simulado, segundo a norma ASTM G 160-03, por períodos variando de 2 a 15 semanas. Após cada período de enterro, foram determinadas a perda de massa e a morfologia dos corpos de prova e foram realizadas análises de TGA e FTIR. Os compósitos apresentaram menor resistência à tração que a matriz polimérica. No ensaio de biodegradabilidade, todos os compósitos foram considerados biodegradáveis, embora o acréscimo de palha tenha aumentado o tempo de degradação

Análises palinofaciológicas e palinológicas da Formação Tremembé na Fazenda Santa Fé (Bacia de Taubaté) aplicadas à caracterização do potencial gerador de hidrocarbonetos

Foram aplicadas as técnicas de petrografia orgânica e palinologia no testemunho do poço TMB-01-SP, localizado na porção central da Bacia de Taubaté. A análise visual de 41 lâminas organopalinológicas e palinológicas permitiu individualizar três palinofácies e posicionar temporalmente a seção. A partir dos resultados das análises quantitativas do conteúdo orgânico, observou-se o predomínio de matéria orgânica amorfa de origem lacustre determinada pela presença de algas Botryococcus braunii e Pediastrum sp. Subordinadamente, verificou-se também a presença de grãos de pólen, esporos, fitoclastos e tecidos cutículares. Devido ao predomínio de matéria orgânica amorfa e algas lacustres com contribuições menores de material proveniente de vegetais superiores, foi possível classificar o querogênio como sendo dos tipos I e III. A matéria orgânica amorfa apresentou fluorescência moderada a alta na maior parte da seção (palinofácies 1 e 3) indicando um ambiente de sedimentação redutor predominante. Os resultados do índice de coloração de esporos (ICE) entre 1,5 e 2,5 indicaram zona imatura de geração de hidrocarbonetos. A partir das análises palinológicas foi possível observar uma rica e diversificada associação com 49 espécies identificadas, incluindo grãos de pólen, esporos, algas e fungos. Os resultados palinoestratigráficos permitiram correlacionar a seção analisada à palinozona Parvisaccites? sp. (Regali et al., 1974) que corresponde ao Oligoceno. Entre os palinomorfos diagnósticos de idade e ambiente deposicional foram identificados: Catinipollis geiseltalensis, Cicatricosisporites dorogensis, Dacrydiumites florinii, Echitriletes muelleri, Ephedripites tertiarius, Perisyncolporites pokornyi, Podocarpidites marwickii, Polypodiaceiosporites potoniei, Psilatricolporites operculatus, Quadraplanus sp., Ulmodeipites krempii e Verrucatosporites usmensis. Os sedimentos estudados foram depositados em um paleoambiente lacustre raso sob condições redutoras ao longo de praticamente toda a seção.

Análises genéticas de carcaças de atobá marrom, Sula leucogaster (Boddaert, 1783), da região centro-norte do Estado do Rio de Janeiro

A região da Bacia de Campos está exposta a diversas atividades antrópicas, que interferem diretamente no funcionamento do ecossistêmico marinho. O estudo da fauna marinha na costa centro-norte fluminense mostra grande relevância, diversas aves marinhas residem ou passam grande parte de seu período migratório ao longo da Bacia de Campos, entre elas está Sula leucogaster (Boddaert, 1783). Embora essas aves sejam altamente móveis, suas populações apresentam uma estrutura populacional genética robusta. Com o intuito de verificar a estruturação e as relações evolutivas da população de Sula leucogaster na Bacia de Campos foram recolhidas 91 amostras de encalhe e os dados gerados para esta região foram comparados com dados já publicados de outras bacias oceânicas. A partir da região controle do DNA mitocondrial foram gerados 26 haplótipos, todos exclusivos da Bacia de Campos, muitos raros e apenas oito possuíram frequência comum. As análises mostraram que a população da Bacia de Campos é um estoque genético de Sula leucogaster. Tal fato pode ser atribuído ao comportamento filopátrico e ao hábito costeiro dessa espécie que impede o fluxo gênico entre populações. Além disso, a população da Bacia de Campos detém baixa variabilidade genética e possivelmente está sofrendo efeito gargalo ou seleção purificadora, corroborados por valores do teste Fu, o que é comum para espécies que se dividem em subpopulações. Os dados filogenéticos demonstram um contato recente entre as populações da Bacia de Campos e da ilha de Ascensão. As condições oceanográficas também têm influência na estruturação de populações de Sula leucogaster, visto que a ausência de barreiras e a proximidade geográfica poderiam favorecer contato secundário com o Mar do Caribe, fato não evidenciado nas análises. Sendo assim, a divergência de populações nessa espécie e a baixa variabilidade genética são fatores preocupantes para a manutenção da população de atobás marrons em uma área de grande impacto ambiental

Palinologia e taxonomia de espécies de Praxelis Cass. (subtribo Praxelinae, Eupatorieae-Asteraceae) ocorrentes no Brasil

Asteraceae é a segunda maior família de angiospermas com ca. 25.000 espécies distribuídas por todo mundo. Praxelis é o segundo maior gênero em número de espécies da subtribo Praxelinae, se caracteriza principalmente por apresentar capítulos cilíndricos/campanulados, receptáculo cônico e glabro, cipselas com carpopódio assimétrico e pápus com cerdas numerosas e barbeladas. No Brasil, as espécies predominam no Cerrado. O objetivo do presente trabalho foi analisar a palinologia e a taxonomia das espécies de Praxelis Cass. ocorrentes no Brasil. O material botânico utilizado foi obtido através de exsicatas depositadas nos herbários brasileiros. Os grãos de pólen foram acetolisados, medidos, descritos e ilustrados sob ML. Para observar detalhes da superfície e abertura, grãos de pólen não acetolisados foram analisados em MEV e, posteriormente, eletromicrografados. As peças florais foram colocadas sobre os mesmos suportes metálicos cobertos com fita dupla-face de carbono, previamente numerados. Para análise em MET, os grãos de pólen foram corados em cacodilato tamponado 0,125% OsO4, concentrados em pastilhas de ágar, e foram embebecidos em resina Epon-Araldite. As folhas, a capitulescência, o indumento do pedúnculo e o número de brácteas involucrais foram atributos relevantes para caracterizar as espécies, sobretudo o tamanho do invólucro e sua consistência. Foram caracterizados os grãos de pólen quanto à forma, ao tamanho, ao tipo de abertura, à polaridade e à constituição da exina. Foram descritos como: pequenos a médios, isopolares, oblato-esferoidais a subprolatos, 3(4)-colporados, com margem ornamentada, endoabertura com ou sem constricção, com presença de cávea, a sexina é espinhosa e sempre maior do que a nexina. Portanto, as análises palinológica e taxonômica foram utilizadas para segregar as espécies de Praxelis, porém apenas os atributos morfológicos externos foram mais informativos para diferenciar as espécies desse gênero.

Ensino de História: entre análises e práticas em movimento

A aposta desta pesquisa é problematizar o ensino de História sob a perspectiva da invenção. Para tanto, utiliza-se o método da cartografia (PASSOS; KASTRUP; ESCÓSSIA, 2009) e a pesquisa intervenção (AGUIAR; ROCHA, 2007; LOURAU, 1993; PAULON, 2005). A ideia é colocar em análise práticas que envolvem o ensino de História, utilizando-se mapas e linhas forjadas por meio de oito cenas criadas no exercício docente de um professor.Conta-se também com importantes intercessores na composição deste trabalho, Foucault (2010), Rancière (2014; 2004) e DIAS (2011, 2012), entre outros, corroboram para movimentar o pensar que envolve as naturalizações pertinentes ao plano mapeado nesta dissertação. Há questões que movem estas páginas: como uma escrita imanente pode enunciar práticas que envolvem um ensino de História? Em que sentido um ato de ensino pode estar inscrito em um apriorismo utilitarista e capacitador? Quais são os cruzamentos existentes entre o ensinar História e a formação inventiva? Quais são as conversas que as cenas estabelecem entre o texto o as concepções pautadas na invenção? O mestre ignorante é um mestre inventivo? A noção do real pode emergir de uma outra noção que não seja binária ou dicotômica? Em que sentido a complexidade de um plano, em suas forças e atravessamentos incontáveis, podem auxiliar na análise de práticas concernentes à abordagem histórica em sala de aula? A preocupação aqui não é responder objetivamente estas perguntas; trata-se de forçar o pensamento a pensar. Mas pensar o quê? Talvez um outro possível, uma vereda talvez não muito usual para as conjecturas que envolvem o ensino de História. Contudo, vale salientar que não se encontra aqui um manual referencial para ajudar professores, longe disto, mas sim a narrativa de experiências forjadas entre a escola e esta pesquisa. Algo que pode vir a explicitar um novo campo visual e experiencial do ensinar História.

A narrow photoluminescence linewidth of 19.2 meV at 1.35 mu m from In0.5Ga0.5As/GaAs quantum island structure grown by molecular beam epitaxy

A self-organized In0.5Ga0.5As/GaAs quantum island structure emitting at 1.35 mum at room temperature has been successfully fabricated by molecular beam epitaxy via cycled (InAs)(1)/GaAs)(1)monolayer deposition method. The photoluminescence measurement shows that a very narrow linewidth of 19.2 meV at 300 K has been reached for the first time, indicating effective suppression of inhomogeneous broadening of optical emission from the In0.5Ga0.5As island structure due to indium segregation reduction by introducing an AlAs layer and the strain reduction by inserting an In0.2Ga0.8As layer overgrown on the top of islands. The mound-like morphology of the islands elongated along the [1 (1) over bar0] azimuth are observed by the atomic force microscopy measurement, which reveals the fact that strain in the islands is partially relaxed along the [1 (1) over bar0] direction. Our results present important information for the fabrication of 1.3 mum wavelength quantum dot devices.