Assessment of interatomic potentials for atomistic analysis of static and dynamic properties of screw dislocations in W

Screw dislocations in bcc metals display non-planar cores at zero temperature which result in high lattice friction and thermally-activated strain rate behavior. In bcc W, electronic structure molecular statics calculations reveal a compact, non-degenerate core with an associated Peierls stress between 1.7 and 2.8 GPa. However, a full picture of the dynamic behavior of dislocations can only be gained by using more efficient atomistic simulations based on semiempirical interatomic potentials. In this paper we assess the suitability of five different potentials in terms of static properties relevant to screw dislocations in pure W. Moreover, we perform molecular dynamics simulations of stress-assisted glide using all five potentials to study the dynamic behavior of screw dislocations under shear stress. Dislocations are seen to display thermally-activated motion in most of the applied stress range, with a gradual transition to a viscous damping regime at high stresses. We find that one potential predicts a core transformation from compact to dissociated at finite temperature that affects the energetics of kink-pair production and impacts the mechanism of motion. We conclude that a modified embedded-atom potential achieves the best compromise in terms of static and dynamic screw dislocation properties, although at an expense of about ten-fold compared to central potentials.

UMA ANÁLISE DA RELAÇÃO ENTRE VARIÁVEIS MACROECONÔMICAS E O COMPORTAMENTO DAS AÇÕES DE MAIOR LIQUIDEZ DO ÍNDICE IBOVESPA

As ações de maior liquidez do índice IBOVESPA, refletem o comportamento das ações de um modo geral, bem como a relação das variáveis macroeconômicas em seu comportamento e estão entre as mais negociadas no mercado de capitais brasileiro. Desta forma, pode-se entender que há reflexos de fatores que impactam as empresas de maior liquidez que definem o comportamento das variáveis macroeconômicas e que o inverso também é uma verdade, oscilações nos fatores macroeconômicos também afetam as ações de maior liquidez, como IPCA, PIB, SELIC e Taxa de Câmbio. O estudo propõe uma análise da relação existente entre variáveis macroeconômicas e o comportamento das ações de maior liquidez do índice IBOVESPA, corroborando com estudos que buscam entender a influência de fatores macroeconômicos sobre o preço de ações e contribuindo empiricamente com a formação de portfólios de investimento. O trabalho abrangeu o período de 2008 a 2014. Os resultados concluíram que a formação de carteiras, visando a proteção do capital investido, deve conter ativos com correlação negativa em relação às variáveis estudadas, o que torna possível a composição de uma carteira com risco reduzido.

Ecosystem impacts of three sequential hurricanes (Dennis, Floyd, and Irene) on the United States' largest lagoonal estuary, Pamlico Sound, NC

Three sequential hurricanes, Dennis, Floyd, and Irene, affected coastal North Carolina in September and October 1999. These hurricanes inundated the region with up to 1 m of rainfall, causing 50- to 500-year flooding in the watershed of the Pamlico Sound, the largest lagoonal estuary in the United States and a key West Atlantic fisheries nursery. We investigated the ecosystem-level impacts on and responses of the Sound to the floodwater discharge. Floodwaters displaced three-fourths of the volume of the Sound, depressed salinity by a similar amount, and delivered at least half of the typical annual nitrogen load to this nitrogen-sensitive ecosystem. Organic carbon concentrations in floodwaters entering Pamlico Sound via a major tributary (the Neuse River Estuary) were at least 2-fold higher than concentrations under prefloodwater conditions. A cascading set of physical, chemical, and ecological impacts followed, including strong vertical stratification, bottom water hypoxia, a sustained increase in algal biomass, displacement of many marine organisms, and a rise in fish disease. Because of the Sound's long residence time (≈1 year), we hypothesize that the effects of the short-term nutrient enrichment could prove to be multiannual. A predicted increase in the frequency of hurricane activity over the next few decades may cause longer-term biogeochemical and trophic changes in this and other estuarine and coastal habitats.

Intermolecular and Intramolecular Charge Transfer in Functional Molecular Materials

This thesis is devoted to the investigation of inter and intramolecular charge transfer (CT) in molecular functional materials and specifically organic dyes and CT crystals. An integrated approach encompassing quantum-chemical calculations, semiempirical tools, theoretical models and spectroscopic measurements is applied to understand structure-property relationships governing the low-energy physics of these materials. Four main topics were addressed: 1) Spectral properties of organic dyes. Charge-transfer dyes are constituted by electron donor (D) and electron acceptor (A) units linked through bridge(s) to form molecules with different symmetry and dimensionality. Their low-energy physics is governed by the charge resonance between D and A groups and is effectively described by a family of parametric Hamiltonians known as essential-state models. These models account for few electronic states, corresponding to the main resonance structures of the relevant dye, leading to a simple picture that is completed introducing the coupling of the electronic system to molecular vibrations, treated in a non-adiabatic way, and an effective classical coordinate, describing polar solvation. In this work a specific essential-state model was proposed and parametrized for the dye Brilliant Green. The central issue in this work has been the definition of the diabatic states, a not trivial task for a multi-branched chromophore. In a second effort, we have used essential-state models for the description of the early-stage dynamics of excited states after ultrafast excitation. Crucial to this work is the fully non-adiabatic treatment of the coupled electronic and vibrational motion, allowing for a reliable description of the dynamics of systems showing a multistable, broken-symmetry excited state. 2) Mixed-stack CT salts. Mixed-stack (MS) CT crystals are an interesting class of multifunctional molecular materials, where D and A molecules arrange themselves to form stacks, leading to delocalized electrons in one dimension. The interplay between the intermolecular CT, electrostatic interactions, lattice phonons and molecular vibrations leads to intriguing physical properties that include (photoinduced) phase transitions, multistability, antiferromagnetism, ferroelectricity and potential multiferroicity. The standard microscopic model to describe this family of materials is the Modified Hubbard model accounting for electron-phonon coupling (Peierls coupling), electron-molecular vibrations coupling (Holstein coupling) and electrostatic interactions. We adopt and validate a method, based on DFT calculations on dimeric DA structures, to extract relevant model parameters. The approach offers a powerful tool to shed light on the complex physics of MS-CT salts. 3) Charge transfer in organic radical dipolar dyes. In collaboration with the group of Prof. Jaume Veciana (ICMAB- Barcellona), we have studied spectral properties of a special class of CT dyes with D-bridge-A structure where the acceptor group is a stable radical (of the perchlorotriphenylmethyl, PTM, family), leading to an open-shell CT dyes. These materials are of interest since they associate the electronic and optical properties of CT dyes with magnetic properties from the unpaired electron. The first effort was devoted to the parametrization of the relevant essential-state model. Two strategies were adopted, one based on the calculation of the low-energy spectral properties, the other based on the variation of ground state properties with an applied electric field. 4) The spectral properties of organic nanoparticles based on radical species are investigated in collaboration with Dr. I. Ratera (ICMAB- Barcellona). Intriguing spectroscopic behavior was observed pointing to the presence of excimer states. In an attempt to rationalize these findings, extensive calculations (TD-DFT and ZINDO) were performed. The results for the isolated dyes are validated against experimental spectra in solution. To address intermolecular interactions we studied dimeric structures in the gas phase, but the preliminary results obtained do not support excimer formation.

UMA ANÁLISE DA RELAÇÃO ENTRE VARIÁVEIS MACROECONÔMICAS E O COMPORTAMENTO DAS AÇÕES DE MAIOR LIQUIDEZ DO ÍNDICE IBOVESPA

As ações de maior liquidez do índice IBOVESPA, refletem o comportamento das ações de um modo geral, bem como a relação das variáveis macroeconômicas em seu comportamento e estão entre as mais negociadas no mercado de capitais brasileiro. Desta forma, pode-se entender que há reflexos de fatores que impactam as empresas de maior liquidez que definem o comportamento das variáveis macroeconômicas e que o inverso também é uma verdade, oscilações nos fatores macroeconômicos também afetam as ações de maior liquidez, como IPCA, PIB, SELIC e Taxa de Câmbio. O estudo propõe uma análise da relação existente entre variáveis macroeconômicas e o comportamento das ações de maior liquidez do índice IBOVESPA, corroborando com estudos que buscam entender a influência de fatores macroeconômicos sobre o preço de ações e contribuindo empiricamente com a formação de portfólios de investimento. O trabalho abrangeu o período de 2008 a 2014. Os resultados concluíram que a formação de carteiras, visando a proteção do capital investido, deve conter ativos com correlação negativa em relação às variáveis estudadas, o que torna possível a composição de uma carteira com risco reduzido.

The origin of incipient ferroelectricity in lead telluride.

The interactions between electrons and lattice vibrations are fundamental to materials behaviour. In the case of group IV-VI, V and related materials, these interactions are strong, and the materials exist near electronic and structural phase transitions. The prototypical example is PbTe whose incipient ferroelectric behaviour has been recently associated with large phonon anharmonicity and thermoelectricity. Here we show that it is primarily electron-phonon coupling involving electron states near the band edges that leads to the ferroelectric instability in PbTe. Using a combination of nonequilibrium lattice dynamics measurements and first principles calculations, we find that photoexcitation reduces the Peierls-like electronic instability and reinforces the paraelectric state. This weakens the long-range forces along the cubic direction tied to resonant bonding and low lattice thermal conductivity. Our results demonstrate how free-electron-laser-based ultrafast X-ray scattering can be utilized to shed light on the microscopic mechanisms that determine materials properties.

A REFORMA AGRÁRIA DE MERCADO NOS MUNICÍPIOS DE LONDRINA E TAMARANA-PR

Criado pelo Banco Mundial, no bojo das políticas neoliberais de ajuste estrutural, e adotado pelo Estado brasileiro na década de 1990, o modelo de reforma agrária de mercado representa uma tentativa de contensão das tensões sociais no campo por meio da desmobilização dos movimentos sociais de luta pela terra. No entanto, os desdobramentos nocivos dessas ações políticas vão além. A implementação desse modelo, dito de “reforma agrária”, representa ainda: a expansão do capital financeiro no campo; o “aquecimento” do mercado de terras e da especulação; inaugura uma nova modalidade de recriação do campesinato, protagonizada pelo mercado; e cria um conflito entre a lógica capitalista de propriedade privada da terra e a concepção de terra de trabalho, na visão camponesa. A presente pesquisa visa analisar a inserção do modelo de reforma agrária de mercado nos municípios de Londrina e Tamarana, localizados na região Norte do estado do Paraná, por meio da análise da produção do espaço agrário dos referidos municípios que favoreceu a penetração do modelo; da avaliação das políticas de desenvolvimento rural propostas pelo Banco Mundial e adotadas pelo Estado brasileiro; e, por meio da análise de elementos, como: sujeição da renda camponesa da terra ao capital, reprodução social e material das famílias assentadas e conflitos existentes no interior das diferentes formas de sociabilidade dos camponeses, verificamos a inviabilidade dos assentamentos rurais criados a partir dos programas de reforma agrária de mercado, pautados na ótica neoliberal de desenvolvimento rural do Banco Mundial.

A REFORMA AGRÁRIA DE MERCADO NOS MUNICÍPIOS DE LONDRINA E TAMARANA-PR

Criado pelo Banco Mundial, no bojo das políticas neoliberais de ajuste estrutural, e adotado pelo Estado brasileiro na década de 1990, o modelo de reforma agrária de mercado representa uma tentativa de contensão das tensões sociais no campo por meio da desmobilização dos movimentos sociais de luta pela terra. No entanto, os desdobramentos nocivos dessas ações políticas vão além. A implementação desse modelo, dito de “reforma agrária”, representa ainda: a expansão do capital financeiro no campo; o “aquecimento” do mercado de terras e da especulação; inaugura uma nova modalidade de recriação do campesinato, protagonizada pelo mercado; e cria um conflito entre a lógica capitalista de propriedade privada da terra e a concepção de terra de trabalho, na visão camponesa. A presente pesquisa visa analisar a inserção do modelo de reforma agrária de mercado nos municípios de Londrina e Tamarana, localizados na região Norte do estado do Paraná, por meio da análise da produção do espaço agrário dos referidos municípios que favoreceu a penetração do modelo; da avaliação das políticas de desenvolvimento rural propostas pelo Banco Mundial e adotadas pelo Estado brasileiro; e, por meio da análise de elementos, como: sujeição da renda camponesa da terra ao capital, reprodução social e material das famílias assentadas e conflitos existentes no interior das diferentes formas de sociabilidade dos camponeses, verificamos a inviabilidade dos assentamentos rurais criados a partir dos programas de reforma agrária de mercado, pautados na ótica neoliberal de desenvolvimento rural do Banco Mundial.