Relações solo-paisagem em uma litosseqüência arenito-basalto na região de Pereira Barreto, SP

Os objetivos deste trabalho foram estudar as relações solo-paisagem em uma litosseqüência de transição arenito-basalto e verificar a similaridade dos limites de superfícies geomórficas mapeados no campo com os limites mapeados a partir de técnicas geoestatísticas. Foi realizado o mapeamento de uma área de 530 ha, utilizando-se equipamento de GPS, e em seguida elaborou-se o Modelo de Elevação Digital, que possibilitou o estabelecimento da transeção de 2.100 m a partir do topo. Ao longo da transeção, o terreno foi estaqueado a intervalos regulares de 50 m, nos quais foram realizadas medidas da altitude para confecção do perfil altimétrico. As superfícies geomórficas foram identificadas e delimitadas conforme critérios topográficos e estratigráficos, com base em intensas investigações de campo. Coletaram-se amostras de solo em pontos laterais em 67 locais, nas superfícies geomórficas identificadas, nas profundidades de 0,0-0,25 m e 0,80-1,00 m. Além disso, foram abertas trincheiras nos segmentos de vertente inseridos nas superfícies geomórficas mapeadas. As amostras coletadas foram analisadas quanto a densidade do solo, textura, Ca2+, K+, Mg2+, SB, CTC, V, pH (água e KCl), SiO2, Al2O3 e Fe2O3 (ataque por H2SO4), óxidos de Fe "livres" extraído com ditionito-citrato-bicarbonato e ferro mal cristalizado extraídos com oxalato de amônio. A fração argila desferrificada foi analisada por difração de raios X. A compartimentação da paisagem em superfícies geomórficas e a identificação do material de origem mostraram-se bastante eficientes para entendimento da variação dos atributos do solo. A análise individual desses atributos por meio de estatística univariada auxiliou na discriminação das três superfícies geomórficas. O uso de técnicas de geoestatística permitiu a confirmação de que mesmo os atributos do solo apresentaram limites próximos aos das superfícies geomórficas.

Caracterização física, química, mineralógica e micromorfológica de horizontes coesos e fragipãs de solos vermelhos e amarelos do ambiente Tabuleiros Costeiros

O objetivo do presente trabalho foi avaliar física, química, mineralógica e micromorfologicamente solos vermelhos, amarelos e acinzentados coesos em três toposseqüências na região dos Tabuleiros Costeiros do sul da Bahia e norte do Espírito Santo, desenvolvidos a partir de sedimentos do Grupo Barreiras ou de rochas gnáissicas do Pré-Cambriano, assim como os possíveis mecanismos físicos e, ou, mineralógicos que promovem a coesão dos solos e formação de fragipãs. Para isso, foram realizadas análises físicas; determinadas a relação argila fina/argila grossa, superfícies específicas por BET-N2 e adsorção de vapor de água, susceptibilidade magnética; e analisados os constituintes por microscopia eletrônica de varredura e micromorfologia em lâminas delgadas. As análises físicas e micromorfológica indicam que a gênese dos horizontes coesos deve-se ao maior conteúdo de argilas muito finas, principalmente menores que 0,2 µm, translocadas entre horizontes ou dentro do mesmo horizonte como argila dispersa. A maior coesão observada para o Argissolo Amarelo localizado em clima mais seco, em relação àqueles em clima mais úmido, pode ser devido à sua granulometria menos argilosa e maior quantidade de feições de iluviação de argila.

Perpendicular magnetic anisotropy in chemically disordered FePd-FeV(100) alloy thin films

We find that the use of V(100) buffer layers on MgO(001) substrates for the epitaxy of FePd binary alloys yields to the formation at intermediate and high deposition temperatures of a FePd¿FeV mixed phase due to strong V diffusion accompanied by a loss of layer continuity and strong increase of its mosaic spread. Contrary to what is usually found in this kind of systems, these mixed phase structures exhibit perpendicular magnetic anisotropy (PMA) which is not correlated with the presence of chemical order, almost totally absent in all the fabricated structures, even at deposition temperatures where it is usually obtained with other buffer layers. Thus the observed PMA can be ascribed to the V interdiffusion and the formation of a FeV alloy, being the global sample saturation magnetization also reduced.

Conduction mechanisms and charge storage in Si-nanocrystals metal-oxide-semiconductor memory devices studied with conducting atomic force microscopy

In this work, we demonstrate that conductive atomic force microscopy (C-AFM) is a very powerful tool to investigate, at the nanoscale, metal-oxide-semiconductor structures with silicon nanocrystals (Si-nc) embedded in the gate oxide as memory devices. The high lateral resolution of this technique allows us to study extremely small areas ( ~ 300nm2) and, therefore, the electrical properties of a reduced number of Si-nc. C-AFM experiments have demonstrated that Si-nc enhance the gate oxide electrical conduction due to trap-assisted tunneling. On the other hand, Si-nc can act as trapping centers. The amount of charge stored in Si-nc has been estimated through the change induced in the barrier height measured from the I-V characteristics. The results show that only ~ 20% of the Si-nc are charged, demonstrating that the electrical behavior at the nanoscale is consistent with the macroscopic characterization.

Structural and functional characterization of (110)-oriented epitaxial La2/3Ca1/3MnO3 electrodes and SrTiO3 tunnel barriers

La2/3Ca1/3MnO3 (LCMO) films have been deposited on (110)-oriented SrTiO3 (STO) substrates. X-ray diffraction and high-resolution electron microscopy reveal that the (110) LCMO films are epitaxial and anisotropically in-plane strained, with higher relaxation along the [1¿10] direction than along the [001] direction; x-ray absorption spectroscopy data signaled the existence of a single intermediate Mn3+/4+ 3d-state at the film surface. Their magnetic properties are compared to those of (001) LCMO films grown simultaneously on (001) STO substrates It is found that (110) LCMO films present a higher Curie temperature (TC) and a weaker decay of magnetization when approaching TC than their (001) LCMO counterparts. These improved films have been subsequently covered by nanometric STO layers. Conducting atomic-force experiments have shown that STO layers, as thin as 0.8 nm, grown on top of the (110) LCMO electrode, display good insulating properties. We will show that the electric conductance across (110) STO layers, exponentially depending on the barrier thickness, is tunnel-like. The barrier height in STO (110) is found to be similar to that of STO (001). These results show that the (110) LCMO electrodes can be better electrodes than (001) LCMO for magnetic tunnel junctions, and that (110) STO are suitable insulating barriers.

Transport properties across the La2/3Ca1/3MnO3/SrTiO3 heterointerface

The transport properties across La2/3Ca1/3MnO3/SrTiO3 (LCMO/STO) heterostructures with different thicknesses of the STO insulating barrier have been studied by using atomic force microscopy measurements in the current sensing (CS) mode. To avoid intrinsic problems of the CS method we have developed a nanostructured contact geometry of Au dots. The conduction process across the LCMO/STO interface exhibits the typical features of a tunneling process.

Modifications in the Si valence band after ion-beam-induced oxidation

The changes undergone by the Si surface after oxygen bombardment have special interest for acquiring a good understanding of the Si+-ion emission during secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis. For this reason a detailed investigation on the stoichiometry of the builtup surface oxides has been carried out using in situ x-ray photoemission spectroscopy (XPS). The XPS analysis of the Si 2p core level indicates a strong presence of suboxide chemical states when bombarding at angles of incidence larger than 30°. In this work a special emphasis on the analysis and interpretation of the valence band region was made. Since the surface stoichiometry or degree of oxidation varies with the angle of incidence, the respective valence band structures also differ. A comparison with experimentally measured and theoretically derived Si valence band and SiO2 valence band suggests that the new valence bands are formed by a combination of these two. This arises from the fact that Si¿Si bonds are present on the Si¿suboxide molecules, and therefore the corresponding 3p-3p Si-like subband, which extends towards the Si Fermi level, forms the top of the respective new valence bands. Small variations in intensity and energy position for this subband have drastic implications on the intensity of the Si+-ion emission during sputtering in SIMS measurements. A model combining chemically enhanced emission and resonant tunneling effects is suggested for the variations observed in ion emission during O+2 bombardment for Si targets.

Model for the emission of Si+ ions during oxygen bombardment of Si(100) surfaces

The variation in the emission of Si+ ions from ion-beam-induced oxidized silicon surfaces has been studied. The stoichiometry and the electronic structure of the altered layer has been characterized using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The XPS analysis of the Si 2p core level indicates the strong presence of suboxide chemical states when bombarding at angles of incidence larger than 30 °. Since the surface stoichiometry or degree of oxidation varies with the angle of incidence, the corresponding valence-band structures also differ among each other. A comparison between experimental measurements and theoretically calculated Si and SiO2 valence bands indicates that the valence bands for the altered layers are formed by a combination of those two. Since Si-Si bonds are present in the suboxide molecules, the top of the respective new valence bands are formed by the corresponding 3p-3p Si-like subbands, which extend up to the Si Fermi level. The changes in stoichiometry and electronic structure have been correlated with the emission of Si+ ions from these surfaces. From the results a general model for the Si+ ion emission is proposed combining the resonant tunneling and local-bond-breaking models.

Raman microstructural analysis of silicon-on-insulator formed by high dose oxygen ion implantation: As-implanted structures

A microstructural analysis of silicon-on-insulator samples obtained by high dose oxygen ion implantation was performed by Raman scattering. The samples analyzed were obtained under different conditions thus leading to different concentrations of defects in the top Si layer. The samples were implanted with the surface covered with SiO2 capping layers of different thicknesses. The spectra measured from the as-implanted samples were fitted to a correlation length model taking into account the possible presence of stress effects in the spectra. This allowed quantification of both disorder effects, which are determined by structural defects, and residual stress in the top Si layer before annealing. These data were correlated to the density of dislocations remaining in the layer after annealing. The analysis performed corroborates the existence of two mechanisms that generate defects in the top Si layer that are related to surface conditions during implantation and the proximity of the top Si/buried oxide layer interface to the surface before annealing.

Design and construction of precision heat fluxmeters

InAlAs/InGaAs/InP based high electron mobility transistor devices have been structurally and electrically characterized, using transmission electron microscopy and Raman spectroscopy and measuring Hall mobilities. The InGaAs lattice matched channels, with an In molar fraction of 53%, grown at temperatures lower than 530¿°C exhibit alloy decomposition driving an anisotropic InGaAs surface roughness oriented along [1math0]. Conversely, lattice mismatched channels with an In molar fraction of 75% do not present this lateral decomposition but a strain induced roughness, with higher strength as the channel growth temperature increases beyond 490¿°C. In both cases the presence of the roughness implies low and anisotropic Hall mobilities of the two dimensional electron gas.

Effects of prior hydrogenation on the structure and properties of thermally nanocrystallized silicon layers

Nanocrystalline silicon layers have been obtained by thermal annealing of films sputtered in various hydrogen partial pressures. The as-deposited and crystallized films were investigated by infrared, Raman, x-ray diffraction, electron microscopy, and optical absorption techniques. The obtained data show evidence of a close correlation between the microstructure and properties of the processed material, and the hydrogen content in the as-grown deposit. The minimum stress deduced from Raman was found to correspond to the widest band gap and to a maximum hydrogen content in the basic unannealed sample. Such a structure relaxation seems to originate from the so-called "chemical annealing" thought to be due to Si-H2 species, as identified by infrared spectroscopy. The variation of the band gap has been interpreted in terms of the changes in the band tails associated with the disorder which would be induced by stress. Finally, the layers originally deposited with the highest hydrogen pressure show a lowest stress-which does not correlate with the hydrogen content and the optical band gap¿and some texturing. These features are likely related to the presence in these layers of a significant crystalline fraction already before annealing.

Influência da qualidade da água de irrigação na dispersão da argila de Latossolos

O fenômeno de dispersão da argila do solo pode ser provocado pela qualidade da água de irrigação. Objetivou-se estudar o efeito da irrigação com água com diferentes condutividades elétricas (CE), combinadas com diferentes valores de Relação de Adsorção de Sódio (RAS), na dispersão da argila de solos, de diferentes mineralogias, do Estado de Minas Gerais. As amostras foram coletadas no horizonte B de solos das cidades de Viçosa, Belo Horizonte e Barroso, classificados como Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (LVA), Latossolo Vermelho perférrico típico (LV) e Latossolo Vermelho distroférrico típico (LVd) destacados, respectivamente, pela presença de argilominerais caulinita, hematita e gibbsita. Os tratamentos corresponderam à percolação, nos três solos, de soluções de NaCl e CaCl2 preparadas de forma a se obter seis diferentes valores de CE (20; 50; 100; 200; 400 e 800 mS m-1) e cinco de RAS (0, 5, 10, 20 e 40 mmol c L-1), em três repetições, dispostos em um delineamento em blocos casualizados. A aplicação das soluções foi feita em permeâmetros de coluna vertical e carga constante. A solução foi aplicada até o momento em que a CE do efluente se aproximou daquela da solução aplicada (C/C0 = 1,0). Para avaliar o efeito das soluções aplicadas na estrutura do solo, foram quantificados os teores de argila dispersa em água (ADA). Os valores de ADA nas amostras de solo submetido à percolação das diferentes soluções salino-sódicas (ADA-S) foram relacionados com a CE e a RAS da solução percolada, ajustando-se superfícies de resposta com este fim. O comportamento dos solos foi diferenciado, no que se refere à dispersividade da argila, o que estava associado à mineralogia, mas, também, ao grau de intemperismo do solo. O LVA apresentou comportamento não dispersivo em todos os tratamentos e, no geral, todas as soluções de percolação, notadamente as de maiores CE, independentemente dos valores de RAS, proporcionaram diminuição no teor de argila dispersa (ADA-S) nos solos LV e LVd.

Gênese e classificação de solos numa topossequência no ambiente de mar de morros do médio Vale do Paraíba do Sul, RJ

Solos tropicais são geralmente considerados altamente intemperizados, o que é atribuído às condições climáticas de altas temperaturas e precipitação pluvial. Entretanto, no ambiente de Mar de Morros, a intensidade dos processos pedogenéticos pode ser alterada pela remoção de material, em consequência do relevo movimentado, rejuvenescendo as superfícies. Este trabalho teve como objetivos caracterizar e classificar solos, formados a partir de muscovita-biotita gnaisse, em uma topossequência em Pinheiral (RJ). Os perfis localizam-se nos seguintes pontos da topossequência: (P1) topo de elevação, (P2) terço superior, (P3) terço médio, (P4) terço inferior e (P5) em área plana de várzea. Os perfis foram descritos, caracterizados e classificados segundo o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). As características edáficas que se destacaram foram: relação silte/argila; valor V %; valor T; ki; mineralogia da fração argila; e formas de Fe pedogênicas de alta cristalinidade (Fed). Ao longo da topossequência encontrou-se Cambissolo Háplico Tb distrófico típico no topo e no terço médio da topossequência. No terço superior foi identificado um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico e, no terço inferior, um Argissolo Amarelo eutrófico típico. Já na área plana de várzea foi observado um Gleissolo Háplico Tb distrófico típico. O relevo e o material de origem gnáissico estratificado foram os principais fatores que alteram a pedogênese.

Solos do passado: origem e identificação

Solos resultam da interação de fatores e processos operantes nas diferentes paisagens da superfície terrestre. Ao longo do tempo geológico, essas paisagens se modificam, bem como os perfis de solo a elas associados. Decorrentes de processos eólicos, hídricos, tectônicos, climáticos ou mesmo da atividade antrópica, essas mudanças remodelam a paisagem de forma gradual ou catastrófica e, geralmente, irreversível, destruindo os solos associados. Entretanto, determinadas situações permitem que os solos sejam originalmente preservados em áreas específicas dessa paisagem pretérita, incorporando-se a sequências sedimentares ou vulcânicas, gerando os denominados paleossolos. Estes fornecem informações e evidências valiosas em estudos de reconstituições paleoambientais, principalmente quando o registro fossilífero é raro ou inexistente, na caracterização de antigas atmosferas e paleoclimas, de correlações estratigráficas, como indicativo de antigas superfícies de relevo, de certas concentrações minerais, de paleoprocessos pedogenéticos, processos sedimentares, como indicativo de deriva continental, na geoarqueologia. No Brasil, pesquisas envolvendo paleossolos são ainda relativamente raras e recentes, cujo marco inicial data da década de 1970, ao passo que nos Estados Unidos e na Europa pesquisas em que os paleossolos constituem o cerne da investigação ou possuem papel de destaque estão bastante avançadas e disseminadas. Esta revisão trata dos conceitos básicos da paleopedologia, objetivando despertar o interesse, no meio científico pedológico, para esse tema ainda pouco explorado no País.