Synthesis and magnetic properties of heteronuclear 3d-4f compound

A novel heteronuclear 3d-4f compound having formula NdCu3L3·13H2O (where H3L = Schiff base derived from 5-bromosalicylaldehyde and glycylglycine and L³ = C11H8 N2O4Br) was obtained. It was characterized by elemental and thermal analyses and magnetic measurements. The Cu(II)-Nd(III) compound is stable up to 323 K. During dehydration process the water molecules are lost in two stages. The magnetic susceptibility data for this complex change with temperature according to the Curie-Weiss law with theta = -35 K. The magnetic moment values decrease from 5.00µB at 303 K to 4.38µB at 76 K.

Synthesis and magnetic studies of copper(II)-lanthanide(III) 5-bromosalicylideneglycylglycine

The physico-chemical properties of the new 3d-4f heteronuclear complexes with general formula LnCu3(C11H8N2 O4Br)3·13H2O (where Ln = Pr, Eu, Gd, Tb, Er, Yb and H3(C11H8N2 O4Br) - 5-bromosalicylideneglycylglycine) were studied. The compounds were characterized by elemental, spectral and thermal analyses and magnetic measurements. The formation of Schiff base is evidenced by a strong band at ca. 1646-1650 cm-1 attributable to C=N stretching mode. The presence of water molecules is confirmed by broad absorptions with maximum at 3360 - 3368 cm-1. The Cu(II)-Ln(III) complexes are stable up to ca. 318 K. During dehydration process the water molecules are lost probably in two stages. The magnetic susceptibility data for these complexes change with temperature according to the Curie-Weiss law.

Magnetic Resonance Experiments with Atomic Hydrogen

In this thesis three experiments with atomic hydrogen (H) at low temperatures T<1 K are presented. Experiments were carried out with two- (2D) and three-dimensional (3D) H gas, and with H atoms trapped in solid H2 matrix. The main focus of this work is on interatomic interactions, which have certain specific features in these three systems considered. A common feature is the very high density of atomic hydrogen, the systems are close to quantum degeneracy. Short range interactions in collisions between atoms are important in gaseous H. The system of H in H₂ differ dramatically because atoms remain fixed in the H₂ lattice and properties are governed by long-range interactions with the solid matrix and with H atoms. The main tools in our studies were the methods of magnetic resonance, with electron spin resonance (ESR) at 128 GHz being used as the principal detection method. For the first time in experiments with H in high magnetic fields and at low temperatures we combined ESR and NMR to perform electron-nuclear double resonance (ENDOR) as well as coherent two-photon spectroscopy. This allowed to distinguish between different types of interactions in the magnetic resonance spectra. Experiments with 2D H gas utilized the thermal compression method in homogeneous magnetic field, developed in our laboratory. In this work methods were developed for direct studies of 3D H at high density, and for creating high density samples of H in H₂. We measured magnetic resonance line shifts due to collisions in the 2D and 3D H gases. First we observed that the cold collision shift in 2D H gas composed of atoms in a single hyperfine state is much smaller than predicted by the mean-field theory. This motivated us to carry out similar experiments with 3D H. In 3D H the cold collision shift was found to be an order of magnitude smaller for atoms in a single hyperfine state than that for a mixture of atoms in two different hyperfine states. The collisional shifts were found to be in fair agreement with the theory, which takes into account symmetrization of the wave functions of the colliding atoms. The origin of the small shift in the 2D H composed of single hyperfine state atoms is not yet understood. The measurement of the shift in 3D H provides experimental determination for the difference of the scattering lengths of ground state atoms. The experiment with H atoms captured in H2 matrix at temperatures below 1 K originated from our work with H gas. We found out that samples of H in H2 were formed during recombination of gas phase H, enabling sample preparation at temperatures below 0.5 K. Alternatively, we created the samples by electron impact dissociation of H₂ molecules in situ in the solid. By the latter method we reached highest densities of H atoms reported so far, 3.5(5)x10¹⁹ cm^-3. The H atoms were found to be stable for weeks at temperatures below 0.5 K. The observation of dipolar interaction effects provides a verification for the density measurement. Our results point to two different sites for H atoms in H2 lattice. The steady-state nuclear polarizations of the atoms were found to be non-thermal. The possibility for further increase of the impurity H density is considered. At higher densities and lower temperatures it might be possible to observe phenomena related to quantum degeneracy in solid.

Magnetic and transport properties of LaMnO3+δ, La1-xCaxMnO3, La1-xCaxMn1-yFeyO3 and La1-xSrxMn1-yFeyO3

Interest to hole-doped mixed-valence manganite perovskites is connected to the ‘colossal’ magnetoresistance. This effect or huge drop of the resistivity, ρ, in external magnetic field, B, attains usually the maximum value near the ferromagnetic Curie temperature, TC. In this thesis are investigated conductivity mechanisms and magnetic properties of the manganite perovskite compounds LaMnO3+, La1-xCaxMnO3, La1-xCaxMn1-yFeyO3 and La1- xSrxMn1-yFeyO3. When the present work was started the key role of the phase separation and its influence on the properties of the colossal magnetoresistive materials were not clear. Our main results are based on temperature dependencies of the magnetoresistance and magnetothermopower, investigated in the temperature interval of 4.2 - 300 K in magnetic fields up to 10 T. The magnetization was studied in the same temperature range in weak (up to 0.1 T) magnetic fields. LaMnO3+δ is the parent compound for preparation of the hole-doped CMR materials. The dependences of such parameters as the Curie temperature, TC, the Coulomb gap, Δ, the rigid gap, γ, and the localization radius, a, on pressure, p, are observed in LaMnO3+δ. It has been established that the dependences above can be interpreted by increase of the electron bandwidth and decrease of the polaron potential well when p is increased. Generally, pressure stimulates delocalization of the electrons in LaMnO3+δ. Doping of LaMnO3 with Ca, leading to La1-xCaxMnO3, changes the Mn3+/Mn4+ ratio significantly and brings an additional disorder to the crystal lattice. Phase separation in a form of mixture of the ferromagnetic and the spin glass phases was observed and investigated in La1- xCaxMnO3 at x between 0 and 0.4. Influence of the replacement of Mn by Fe is studied in La0.7Ca0.3Mn1−yFeyO3 and La0.7Sr0.3Mn1−yFeyO3. Asymmetry of the soft Coulomb gap and of the rigid gap in the density of localized states, small shift of the centre of the gaps with respect to the Fermi level and cubic asymmetry of the density of states are obtained in La0.7Ca0.3Mn1−yFeyO3. Damping of TC with y is connected to breaking of the double-exchange interaction by doping with Fe, whereas the irreversibility and the critical behavior of the magnetic susceptibility are determined by the phase separation and the frustrated magnetic state of La0.7Sr0.3Mn1−yFeyO3.

Período latente e uso da análise de componentes principais para caracterizar a resistência parcial à ferrugem da soja

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a reação quanto à resistência parcial causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow., em 68 genótipos de soja (Glycine max L. Merril). O experimento foi realizado em Uberlândia-MG, em casa de vegetação, durante o período de dezembro de 2004 a fevereiro de 2005 e constou de três épocas de avaliação. Foram avaliadas as seguintes características de resistência: Período Latente Médio (PLM), número médio de pústulas por folíolo e severidade da ferrugem. Com base nas variáveis, número médio de pústulas por folíolo e severidade da ferrugem calculou-se a área abaixo da curva de progresso da doença. Após, realizou-se a análise de variância, e as médias foram comparadas pelo teste de Scott Knott, ao nível de 5% de probabilidade. Foram encontradas diferenças significativas entre os genótipos para número médio de pústulas por folíolo e severidade da ferrugem, aos doze dias após a inoculação. O mesmo foi encontrado para área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) para severidade. Com base no período latente médio discriminaram-se dois grupos de genótipos: parcialmente resistentes e suscetíveis. Presume-se que a Resistência Parcial (RP) à ferrugem asiática da soja deve ser avaliada em condições de média epidemia, que aconteceu na segunda época de avaliação para todos os caracteres avaliados. O agrupamento de genótipos, pela análise multivariada de componentes principais, permitiu a discriminação de genótipos parcialmente resistentes. Três genótipos (números 4, 41, e 42), referentes aos parentais Cristalina e IAC 100, apresentaram maior resistência parcial á ferrugem da soja.

Some defects in two-dimensional spin-1/2 Heisenberg antiferromagnets: a numerical study of magnetic effects

En del av de intressantaste fenomenen inom dagens materialfysik uppstår ur ett intrikat samspel mellan myriader av elektroner. Högtemperatursupraledare är det mest berömda exemplet. Varken klassiska teorier eller modeller där elektronerna är oberoende av varandra kan förklara de häpnadsväckande effekterna i de starkt korrelerade elektronsystemen. I vissa kopparoxider, till exempel La2CuO4, är det känt att valenselektronerna till följd av en stark ömsesidig växelverkan lokaliseras en och en till kopparatomerna i föreningens CuO2 plan. Laddningarnas inneboende magnetiska moment—spinnet—får då en avgörande roll för materialets elektriska och magnetiska egenskaper, vilka i exemplets fall kan beskrivas med Heisenbergmodellen som är den grundläggande teoretiska modellen för mikroskopisk magnetism. Men exakt varför föreningarna kan bli supraledande då de dopas med överskottsladdningar är än så länge en obesvarad fråga. Min avhandling undersöker orenheters inverkan på Heisenbergmodellens magnetiska egenskaper—ett problem av både experimentell och teoretisk relevans. En etablerad numerisk metod har använts—en kvantmekanisk Monte Carlo teknik—för att utföra omfattande datorsimuleringar av den matematiska modellen på två dedikerade Linux datorkluster. Arbetet hör till området beräkningsfysik. De teoretiska modellerna för starkt korrelerade elektronsystem, däribland Heisenbergmodellen, är ytterst invecklade matematiskt sett och de kan inte lösas exakt. Analytiska utredningar bygger för det mesta på antaganden och förenklingar vars inverkningar på slutresultatet är ofta oklara. I det avseende kan numeriska studier vara exakta, det vill säga de kan behandla modellerna som de är. Oftast behövs bägge tillvägagångssätten. Den röda tråden i arbetet har varit att numeriskt testa vissa högaktuella analytiska förutsägelser rörande effekterna av orenheter i Heisenbergmodellen. En del av dem har vi på basen av mycket noggranna data kunnat bekräfta. Men våra resultat har också påvisat felaktigheter i de analytiska prognoserna som sedermera delvis reviderats. En del av avhandlingens numeriska upptäckter har i sin tur stimulerat till helt nya teoretiska studier.

Componentes Determinantes na Escolha da Especialização em Novos Profissionais Médicos

Na edição de volume 38, número 2, versão online desta revista, Corsi e colaboradores apresentaram um texto muito elegante sobre os fatores que influenciam os alunos na escolha da especialidade médica. Este tema vem sendo abordado com grande frequência nas discussões do nosso Curso de Prática Educativa em Medicina, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, coordenado pelos professores Manfroi e Machado. A respeito deste assunto, temos algumas considerações sobre a nova geração de profissionais médicos e sua relação com o autodesenvolvimento profissional.

Utilisation of magnetic field in membrane filtration

As it is known, the major problem of membrane filtration is fouling of membrane during the filtration process. There are a lot of methods to prevent or reduce fouling. One very little studied method is applying of magnetic field in membrane filtration. Magnetic field has such advantages as bulk, contact free, nondestructive impact on the sample, thus it can be combined with different types of processes. In addition, the use of magnetic fields has given positive results in various areas of science and life. So, the present thesis is devoted to the research of influence of magnetic field on performances of nanofiltration. In the literature part of the thesis a short description of membrane process and mechanism of reorientation of nanoparticals in magnetic field is presented. The utilization of magnetic field in different spheres of life, in general, and membrane area, in particular, is represented. In the experimental part the influence of magnetic field created by two permanent magnets on filtration of two solutions (citric acid and sodium dodecyl sulfate) was investigated. Factors, which affect on the impact of magnetic field was estimated. The effect of magnetic field was evaluated by measuring a change of pure water permeability after the filtration of model solution. This work demonstrated that direction of magnetic field and the type of molecules of filtered solution has significant effect to the efficiency of nanofiltration. Utilization of magnetic field might increase retention of membrane and flux through membrane and reduce fouling.

Estimativa dos componentes do balanço de energia e da evapotranspiração em plantios de eucalipto utilizando o algoritmo sebal e imagem landsat 5 - TM

Variáveis climáticas são essenciais para a compreensão das condições ambientais que influenciam o crescimento e o desenvolvimento vegetal. Nos últimos anos, as pesquisas que utilizam dados climáticos e técnicas de sensoriamento remoto em análises espaço-temporais da demanda por água e energia das plantas têm-se intensificado. O SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) é um dos algoritmos mais destacados em estudos que envolvem estimativas dos fluxos de energia em grandes áreas, e pode ser aplicado com poucas medições de campo. Este trabalho, realizado no Município de Santa Bárbara, Minas Gerais, objetivou estimar os componentes do balanço de energia e, por conseguinte, a evapotranspiração em plantios de eucalipto com aplicação do algoritmo SEBAL e de imagem do sensor TM do satélite Landsat 5. As estimativas foram realizadas para cena do dia 20/06/2003. Considerando apenas as áreas referentes aos plantios de eucalipto (sete anos de idade), foram obtidos valores médios de saldo de radiação (Rn), fluxo de calor no solo (G), fluxo de calor sensível (H), fluxo de calor latente (LE) de 420,12 W m-2, 81,80 W m-2, 149,93 W m-2, 188,39 W m-2, respectivamente. Para a evapotranspiração real horária (ETr h), o valor médio obtido foi de 0,28 mm h-1. As estimativas mostraram-se condizentes com dados da literatura, no entanto pesquisas com maior controle experimental devem ser realizadas.

Broadband excitation in the system identification of active magnetic bearing rotor systems

One of the targets of the climate and energy package of the European Union is to increase the energy efficiency in order to achieve a 20 percent reduction in primary energy use compared with the projected level by 2020. The energy efficiency can be improved for example by increasing the rotational speed of large electrical drives, because this enables the elimination of gearboxes leading to a compact design with lower losses. The rotational speeds of traditional bearings, such as roller bearings, are limited by mechanical friction. Active magnetic bearings (AMBs), on the other hand, allow very high rotational speeds. Consequently, their use in large medium- and high-speed machines has rapidly increased. An active magnetic bearing rotor system is an inherently unstable, nonlinear multiple-input, multiple-output system. Model-based controller design of AMBs requires an accurate system model. Finite element modeling (FEM) together with the experimental modal analysis provides a very accurate model for the rotor, and a linearized model of the magneticactuators has proven to work well in normal conditions. However, the overall system may suffer from unmodeled dynamics, such as dynamics of foundation or shrink fits. This dynamics can be modeled by system identification. System identification can also be used for on-line diagnostics. In this study, broadband excitation signals are adopted to the identification of an active magnetic bearing rotor system. The broadband excitation enables faster frequency response function measurements when compared with the widely used stepped sine and swept sine excitations. Different broadband excitations are reviewed, and the random phase multisine excitation is chosen for further study. The measurement times using the multisine excitation and the stepped sine excitation are compared. An excitation signal design with an analysis of the harmonics produced by the nonlinear system is presented. The suitability of different frequency response function estimators for an AMB rotor system are also compared. Additionally, analytical modeling of an AMB rotor system, obtaining a parametric model from the nonparametric frequency response functions, and model updating are discussed in brief, as they are key elements in the modeling for a control design. Theoretical methods are tested with a laboratory test rig. The results conclude that an appropriately designed random phase multisine excitation is suitable for the identification of AMB rotor systems.

Growth, magnetic and transport properties of InSb and II-IV-As2 semiconductors doped with manganese

This thesis is devoted to growth and investigations of Mn-doped InSb and II-IV-As2 semiconductors, including Cd1-xZnxGeAs2:Mn, ZnSiAs2:Mn bulk crystals, ZnSiAs2:Mn/Si heterostructures. Bulk crystals were grown by direct melting of starting components followed by fast cooling. Mn-doped ZnSiAs2/Si heterostructures were grown by vacuum-thermal deposition of ZnAs2 and Mn layers on Si substrates followed by annealing. The compositional and structural properties of samples were investigated by different methods. The samples consist of micro- and nano- sizes clusters of an additional ferromagnetic Mn-X phases (X = Sb or As). Influence of magnetic precipitations on magnetic and electrical properties of the investigated materials was examined. With relatively high Mn concentration the main contribution to magnetization of samples is by MnSb or MnAs clusters. These clusters are responsible for high temperature behavior of magnetization and relatively high Curie temperature: up to 350 K for Mn-doped II-IV-As2 and about 600 K for InMnSb. The low-field magnetic properties of Mn-doped II-IV-As2 semiconductors and ZnSiAs2:Mn/Si heterostructures are connected to the nanosize MnAs particles. Also influence of nanosized MnSb clusters on low-field magnetic properties of InMnSb have been observed. The contribution of paramagnetic phase to magnetization rises at low temperatures or in samples with low Mn concentration. Source of this contribution is not only isolated Mn ions, but also small complexes, mainly dimmers and trimmers formed by Mn ions, substituting cation positions in crystal lattice. Resistivity, magnetoresistance and Hall resistivity properties in bulk Mn-doped II-IV-As2 and InSb crystals was analyzed. The interaction between delocalized holes and 3d shells of the Mn ions together with giant Zeeman splitting near the cluster interface are respond for negative magnetoresistance. Additionally to high temperature critical pointthe low-temperature ferromagnetic transition was observed Anomalous Hall effect was observed in Mn doped samples and analyzed for InMnSb. It was found that MnX clusters influence significantly on magnetic scattering of carriers.

EFEITO DO ESPAÇAMENTO, DA IDADE E DA IRRIGAÇÃO NOS COMPONENTES QUÍMICOS DA MADEIRA DE EUCALIPTO

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da idade, da irrigação e do espaçamento na composição química da madeira de eucalipto. O material utilizado constituiu de dois clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla com idades de seis e 12 meses, provenientes de plantios em duas regiões, uma irrigada e outra não irrigada, com espaçamentos de 3 x 0,5; 1,5 x 2; 3 x 1; 3 x 2; e 3 x 3 m. Na análise química da madeira, foi realizada uma amostragem composta dos seis discos obtidos ao longo do fuste das árvores. Ao final do trabalho, foi possível verificar a influência da idade, do espaçamento e da irrigação na composição química da madeira e que o teor de holocelulose não seguiu padrão de tendência, havendo diferentes resultados em cada tratamento. Maiores valores de teor de extrativos ocorreram nos clones não irrigados e com idade de seis meses, não sendo verificadas influências dos espaçamentos. Os maiores resultados de teor de lignina foram obtidos nos maiores espaçamentos, embora não tenha sido verificado tendência de resultados de teor de lignina para idade e tratamento com irrigação. O teor de cinzas foi superior na idade de seis meses, e não se verificou tendência de resultados nos diferentes espaçamentos e regiões.

Relação entre índice de área foliar e frações de componentes puros do modelo linear de mistura espectral, usando imagens ETM+/Landsat

O índice de área foliar (IAF) é uma das mais importantes variáveis biofísicas da vegetação, estando relacionado diretamente com a evapotranspiração, com a produtividade da vegetação e com a interceptação da chuva pelo dossel. O objetivo deste trabalho foi analisar a relação do IAF de diversos tipos de cobertura do solo com Frações de Componentes Puros (FCPs) do Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME). A área de estudo foi a microbacia hidrográfica do Ribeirão dos Marins, localizada no município de Piracicaba - SP. O IAF foi medido, no campo, com o equipamento LAI-2000, em 32 áreas com diferentes coberturas vegetais. A imagem utilizada foi do sensor ETM+ a bordo do satélite Landsat-7. No MLME, foram considerados três componentes puros (vegetação, solo e sombra), selecionados com o auxílio dos componentes principais. Como resultado, tem-se que o IAF variou de 0,47 a 4,48, quando consideradas todas as áreas. As relações do IAF com a fração do componente puro vegetação F VEG e com a fração do componente puro solo (F SOL) foram significativas, embora fracas. Ao considerar apenas dados de IAF de cana-de-açúcar, houve aumento da variação explicada tanto para F VEG como para F SOL, sugerindo que a estratificação da vegetação pelo tipo pode melhorar a estimativa do IAF.

Uso de água residuária de origem urbana no cultivo de gérberas: efeito nos componentes de produção

Com este trabalho, teve-se o objetivo de determinar a viabilidade de quatro lâminas de águas residuárias de origem urbana (75; 100; 125 e 150% da evapotranspiração da cultura) na produção de gérbera (Gerbera jamesonni), tipo comercial Rambo, comparando-se os resultados com os obtidos por meio da adoção do manejo convencional (adubação orgânica, química e irrigação com água de abastecimento equivalente a 100% da evapotranspiração). O experimento foi realizado em casa de vegetação, na Universidade Federal de Campina Grande, de fevereiro a julho de 2006, abrangendo um ciclo completo de produção. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com três repetições, e as variáveis monitoradas foram: número de botões florais emitidos e intervalo de emissão; número de flores colhidas e intervalo entre colheitas; diâmetro das flores e comprimento das hastes. Para as variáveis monitoradas, apenas o comprimento das hastes foi afetado significativamente pelas lâminas de água residuária aplicadas. A adoção do manejo com água residuária foi melhor que o convencional, em todas as variáveis, com exceção de comprimento das hastes, constatando-se que esse tipo de água constitui recurso importante no suprimento hídrico e de nutrientes para a cultura da gérbera, potencializando produtividade compatível ou melhor que o uso de técnicas de produção convencional.

Utilização da técnica por componentes principais (acp) e fator de iluminação, no mapeamento da cultura do café em relevo montanhoso

O objetivo deste trabalho foi avaliar as informações obtidas das imagens do satélite Landsat/TM5, utilizando técnicas de Análise por Componentes Principais (ACP) e Fator de Iluminação oriundo de um Modelo de Elevação do Terreno, calculado a partir de imagens ASTER, no mapeamento de áreas de café em terreno montanhoso. As imagens utilizadas (três) foram corrigidas para o efeito da atmosfera e cobriram, temporalmente, o ciclo da cultura. Foram calculadas as componentes principais e escolhidas as duas primeiras, as quais possuíam 94% das informações, para a definição das amostras. As amostras resultantes da ACP foram utilizadas na classificação supervisionada cujo resultado foi comparado com uma classificação convencional e uma classificação multitemporal convencional. A acurácia das classificações foi realizada por meio do cálculo da Exatidão Global e do Coeficiente Kappa, tendo como base uma máscara da área cafeeira da região. Os resultados mostraram que a técnica de ACP foi efetiva no estabelecimento de classes de iluminação, assim como na escolha das amostras, apesar de estas não terem representado a área efetivamente classificada. Em função disto, as classificações foram mais acuradas, principalmente aquela que considerou todos os pixels de cada imagem classificada individualmente pelo método da ACP, confirmando a importância do aspecto multitemporabilidade .