Nucleação de vortices e paredes de domínio em nanoestruturas magnéticas

We report a theoretical investigation of the magnetic phases and hysteresis of exchange biased ferromagnetic (F) nanoelements for three di erent systems: exchange biased nanoparticles, exchange biased narrow ferromagnetic stripes and exchange biased thin ferromagnetic lms. In all cases the focus is on the new e ects produced by suitable patterns of the exchange energy coupling the ferromagnetic nanoelement with a large anisotropy antiferromagnetic (AF) substrate. We investigate the hysteresis of iron and permalloy nanoparticles with a square basis, with lateral dimensions between 45 nm and 120 nm and thickness between 12 nm and 21 nm. Interface bias is aimed at producing large domains in thin lms. Our results show that, contrary to intuition, the interface exchange coupling may generate vortex states along the hysteresis loop. Also, the threshold value of the interface eld strength for vortex nucleation is smaller for iron nanoelements. We investigate the nucleation and depinning of an array of domain walls pinned at interface defects of a vicinal stripe/AF bilayer. The interface exchange eld displays a periodic pattern corresponding to the topology of the AF vicinal substrate. The vicinal AF substrate consists of a sequence of terraces, each with spins from one AF subalattice, alternating one another. As a result the interface eld of neighboring terraces point in opposite direction, leading to the nucleation of a sequence of domain walls in the ferromagnetic stripe. We investigated iron an permalloy micrometric stripes, with width ranging from 100 nm and 300 nm and thickness of 5 nm. We focused in domain wall sequences with same chirality and alternate chirality. We have found that for 100nm terraces the same chiraility sequence is more stable, requiring a larger value of the external eld for depinning. The third system consists of an iron lm with a thickness of 5 nm, exchange coupled to an AF substrate with a periodic distribution of islands where the AF spins have the opposite direction of the spins in the background. This corresponds to a two-sublattice noncompensated AF plane (such as the surface of a (100) FeF2 lm), with monolayer-height islands containing spins of one sublattice on a surface containing spins of the opposite sublattice. The interface eld acting in the ferromagnetic spins over the islands points in the opposite direction of that in the spins over the background. This a model system for the investigation of interface roughness e ects. We have studied the coercicivity an exchange bias hysteresis shift as a function of the distance between the islands and the degree of interface roughness. We have found a relevant reduction of coercivity for nearly compensated interfaces. Also the e ective hysteresis shift is not proportional to the liquid moment of the AF plane. We also developed an analytical model which reproduces qualitatively the results of numerical simulations

Information, information management and governance

Includes bibliography

Morfologia e hidrodinâmica em rios multicanais (anabranching): exemplo do alto rio Paraná

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Diversidade morfológica, genética e química de populações naturais de Anemopaegma arvense (Vell.) Stellf

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Espacialidade e sustentabilidade na Ilha do Combú: um olhar sobre a interface urbano insular como forma de contribuir para a conservação do espaço na construção da sustentabilidade local

Nesta dissertação vamos interpretar a relação urbano x insular que ocorre entre Belém e a ilha do Combu, localizada na fronteira sul do município, tendo como pano de fundo as idéias de sustentabilidade ambiental em construção neste início de século. Para isso realizamos uma pesquisa de campo com levantamento de informações sobre o perfil da ocupação físico-territorial da ilha e entrevistas com moradores ribeirinhos para ouvir os relatos sobre o modo de viver insular e sua relação com Belém; foram obtidas informações junto aos órgãos gestores das políticas públicas municipais e estaduais que se aplicam na ilha; procuramos identificar as cadeias de produtos que concorrem para a sustentabilidade insular; e buscamos uma indicação dos impactos resultantes da relação que ocorre entre Belém e a região de suas ilhas ao sul. A pesquisa permitiu constatar as dificuldades de manutenção da ocupação insular, concluiu pela não existência de cadeias produtivas desenvolvidas na ilha e permitiu ainda observar que as pressões que o Combu sofre originam-se muito mais no continente que no próprio espaço local. Concluiu também que a promoção da sustentabilidade do Combu depende ainda de um esforço de Belém no sentido de construir novos rumos para a sua própria sustentabildade que respeitem as regiões ribeirinhas como um todo, incluindo a ilha objeto da pesquisa.

Efeito da fragmentação e o isolamento da paisagem na riqueza e composição de espécies de lagartos no Reservatório de Tucuruí, Pará

Apesar de vários trabalhos publicados para a região tropical demonstrando o efeito da fragmentação florestal e o isolamento da paisagem na comunidade biótica, a maioria destes, foi realizada em regiões continentais. Os impactos da fragmentação e o isolamento da paisagem resultante da criação de reservatórios artificiais de usinas hidrelétricas ainda são pouco estudados na Amazônia. Este estudo foi realizado em fragmentos ('ilhas") remanescentes de floresta ombrófila, formadas pela construção da Hidrelétrica de Tucuruí, no estado do Pará com o objetivo de comparar as ilhas nas duas margens do reservatório em relação ao tamanho total, tamanho da área nuclear (core area) , forma geométrica (total de borda balanceado pela área da ilha) e grau de isolamento a fim demonstrar o papel das mesmas para a conservação da biota local e em escala local avaliar a riqueza, abundância e composição de espécies da comunidade de lagartos em 12 "ilhas" do reservatório em relação ao tamanho, grau de isolamento e posição das ilhas no reservatório. Para o estudo em escala da paisagem foram escolhidas 199 ilhas nas duas margens no limite da Área de Proteção Ambiental de Tucuruí usando imagem de satélite de 2005. O tamanho das ilhas analisadas varia de 3 a 1768 hectares , sendo que 40% delas com menos 10 hectares . As ilhas têm uma perda significativa, variando de 22% a 100%, de área total, em função do efeito de borda. Não houve diferença significativa no tamanho total, tamanho da área nuclear e total da borda I')as ilhas em relação á margem do reservatório. Contudo, as ilhas da margem esquerda têm maior grau de isolamento em relação das ilhas da margem direita. A maioria das ilhas analisadas no reservatório de Tucuruí tem tamanhos pequenos, alta perda de área total em função do efeito de borda, formato irregular o que aumenta o potencial do efeito de borda e alto grau de isolamento. Em escala local a comunidade de lagartos foi amostrada em cinco campanhas de campo realizadas entre janeiro e julho de 2005, através de transectos e armadilhas de queda. As áreas inventariadas foram selecionadas com base no tamanho, grau de isolamento e posição na margem do reservatório. Foram registrados 837 indivíduos de lagartos, distribuídos em 16 espécies. As espécies mais abundantes foram Gonatodes humeralis e Coleodactylus amazonicus (Gekkonidae). A amostragem realizada nas cinco campanhas foi suficiente para determinar a riqueza total das ilhas amostradas, correspondendo a 84% do número de espécies de acordo com o estimador Jacknife 1. Houve diferença significativa na riqueza de espécies de lagartos entre as campanhas realizada sendo a riqueza maior obtida a partir da 38 campanha de campo, em abril-maio de 2005. Não houve diferença significativa na riqueza de espécies e no número de indivíduos de lagartos em relação à margem do reservatório. Houve diferença significativa e positiva da riqueza de espécies de lagartos em relação ao tamanho da ilha. Não houve diferença significativa na abundância de lagartos em relação ao tamanho das ilhas. Houve diferença significativa entre a riqueza de lagartos em relação ao isolamento da ilha, sendo esta menor nas ilhas mais isoladas. Não houve diferença significativa entre a abundância de lagartos em relação ao isolamento da ilha. Não houve diferença significativa da riqueza de espécies em relação à abertura do dossel e ao volume de serrapilheira. Houve diferença significativa e positiva entre a riqueza de espécies em relação à densidade de troncos caídos e de árvores vivas. Não houve diferença significativa da abundância de indivíduos em relação aos parâmetros de estrutura da vegetação analisados neste estudo. Não houve diferença na composição de espécies da comunidade de lagartos nas ilhas em relação às margens do reservatório, indicando que o rio Tocantins não é uma barreira geográfica para a distribuição deste grupo.

Composição e biogeografia da avifauna das ilhas Caviana e Mexiana, foz do Rio Amazonas

As ilhas Caviana e Mexiana, localizadas na foz do rio Amazonas, são ilhas construídas por sedimentos fluviais e por terrenos bem consolidados que datam do Terciário e que foram separados tectonicamente do continente no início do Holoceno. A composição da avifauna dessas ilhas é analisada tanto do ponto de vista biogeográfico como do ecológico. Registramos 148 espécies de aves para a ilha caviana e 183 para a ilha Mexiana. A discrepância entre o tamanho da área, Caviana é maior que Mexiana, e o número de espécies observado deve-se a uma sub-amostragem de Caviana. Entretanto, a análise da composição demonstrou que Caviana é mais rica em espécies florestais do que Mexiana. Em contrapartida, Mexiana apresentou uma maior riqueza de aves de habitats abertos. Essas diferenças sugerem que a elevação do nível do mar no início do Holoceno provocou a extinção de grande parte da avifauna de sub-bosque de mata na ilha Mexiana. As porções de teso na ilha mexiana não foram submersas, permanecendo a avifauna característica, que também é representada na ilha de Marajó. A análise da distribuição de 157 espécies subdividiu a avifauna em sete categorias: ampla distribuição sul-americana (77), ampla distribuição amazônica (25), distribuição restrita a Amazônia Oriental (07), distribuição restrita ao sul do rio Amazonas e ao leste do rio Tapajós (03), distribuição restrita a várzea (19), ampla distribuição ao norte da Amazônia e ausentes no interflúvio Tocantins-Xingú (05), ampla distribuição no Brasil Central (21). Não reconhecemos elementos restritos ao interflúvio Tocantins-Xingú. Esse fato relaciona-se com fatores ecológicos e não históricos. O padrão relacionado ao norte da Amazônia pode ser interpretado como sendo dispersão recente, através do sistema de ilhas da foz do rio Amazonas, ou pela formação dos arcos Purús e Gurupá, estabelecendo conexão entre a margem direita e esquerda do rio Amazonas, associados ao abaixamento do nível do mar no Pleistoceno. A dispersão ocorreu nos dois sentidos, explicando a existência de um grande número de espécies e subespécies cuja distribuição se restringe a Amazônia Oriental e a dispersão de elementos do Planalto Central para o norte da Amazônia. A última também está relacionada com a expansão das vegetações abertas, características do Planalto Central, nos períodos glaciais.

Comportamento alimentar do Cuxiú-Preto (Chiroptes Satanas) na área de influência do Reservatório da Usina Hidrelétrica de Tucuruí-Pará

A Usina Hidrelétrica de Tucuruí, construída em 1985, criou um lago de 2430 km² (3°43'-5°15'S, 4992'-50°00'W) que isolou populações do cuxiú-preto (Chiropotes satanas), um primata ameaçado de extinção, em uma série de ilhas e outros fragmentos de hábitat. Este estudo foi realizado em dois pontos na margem direita do lago, um na mata contínua (T4) e outro em uma ilha de 16,3 hectares (Su), com grupos de 34 e sete indivíduos, respectivamente. O objetivo principal foi avaliar a influência da fragmentação de hábitat sobre o comportamento de forrageio dos cuxiús. Dados básicos foram coletados em amostras de varredura de um minuto de duração e cinco de intervalo, e o comportamento de forrageio foi registrado em maiores detalhes através da amostragem de árvore focal e de todas as ocorrências. As categorias comportamentais básicas foram locomoção, descanso, forrageio, alimentação e interação social, com algumas subcategorias. De julho a dezembro de 2002 foram obtidos 3501 registras (varredura) para o grupo T4 e 835 para o grupo Su. O orçamento de atividades de T4 foi 55,8% de locomoção, 21,7% alimentação, 16,1% descanso, 3,6% forrageio, com 2,8% de interação social. No caso de Su, a alimentação foi registrada em uma proporção semelhante (22,4%), mas foi registrada uma proporção significativamente menor de locomoção (45,9%) e maior de descanso (27.0%). Uma diferença grande foi encontrada também no numero de espécies vegetais exploradas por seus recursos alimentares, sendo 40 por T4 (maior família Arecaceae) e apenas 22 por Su (maior família Lecythidaceae), embora não foi encontrada uma diferença significativa na diversidade de suas dietas. A composição da dieta dos dois grupos foi significativamente diferente, sendo o item mais utilizado por T4 as sementes imaturas (embora o mesocarpo de frutos de palmeiras também foi importante), enquanto o consumo de flores — praticamente todas da espécie Alexa grandiflora (Leguminosae) — foi muito alto no grupo Su. As diferenças entre grupos parecem estar relacionadas, pelo menos parcialmente, à diferença no tamanho da área de vida, que foi de 68,9 hectares para T4 e apenas 16,3 ha (toda a área da ilha) para Su. Aspectos do comportamento dos membros do grupo Su, como as taxas altas de descanso e consumo de flores, parecem refletir efeitos da fragmentação de hábitat sobre sua ecologia, com implicações negativas para sua sobrevivência a longo prazo. Espera-se que estes resultados contribuam de forma significativa para o desenvolvimento de estratégias efetivas de conservação tanto deste importante primata, como também da paisagem fragmentada da Amazônia oriental.

Aplicação de sensoriamento remoto na análise espaço-temporal das ilhas de calor e ilhas de frescor urbanas no município de Belém - Pará, nos anos de 1997 e 2008

A urbanização tem provocado variações locais em diversos elementos climáticos, dentre eles o aumento da temperatura do ar, provocando o aparecimento de porções do espaço com temperaturas maiores do que as áreas ao seu entorno, o que se chama de ilhas de calor urbanas. Dentre as causas do surgimento das ilhas de calor, a retirada da cobertura vegetal é o mais relevante. A finalidade deste trabalho foi identificar, através da técnica de sensoriamento remoto, as ilhas de calor urbanas e as ilhas de frescor urbanas na área continental do Município de Belém, assim como a variação da cobertura vegetal, comparando os resultados dos anos de 1997 e 2008, a fim de revelar uma possível relação entre a variação da cobertura vegetal e as ilhas de calor e ilhas de frescor urbanas. Para desenvolver esta pesquisa, recorreuse a imagens termais do sensor TM para determinação dos valores de temperatura, assim como dados de temperatura do ar observados nas estações: climatológica convencional de Belém (2o. DISME/INMET), meteorológica sinótica de Val-de-Cans e meteorológica sinótica automática de Belém (2o. DISME/INMET). A cobertura vegetal foi determinada também com uso das imagens do sensor TM, com as bandas 3,4 e 5. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que em 2008 houve um aumento das ilhas de calor urbanas, principalmente nos bairros localizados nas áreas da Avenida Augusto Montenegro e Rodovia Arthur Bernardes, e redução das ilhas de frescor em diversas partes da área continental de Belém, em decorrência da ausência da cobertura vegetal, em relação ao ano de 1997. Também foi possível identificar que na área de estudo, houve uma redução da cobertura vegetal existente em 2008 em comparação a 1997, redução essa que ocorreu principalmente na área que está além da 1ª Légua Patrimonial do município de Belém, no eixo compreendido entre a Avenida Augusto Montenegro e a Rodovia Arthur Bernardes, ampliando a área urbana e o aumento da temperatura, que favoreceu a expansão de ilhas de calor.

Gênese, evolução e geomorfologia das ilhas e planície de inundação do alto Rio Paraná, Brasil

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Eutrophication and macroalgal blooms in temperate and tropical coastal waters: nutrient enrichment experiments with Ulva spp.

Receiving coastal waters and estuaries are among the most nutrient-enriched environments on earth, and one of the symptoms of the resulting eutrophication is the proliferation of opportunistic, fast-growing marine seaweeds. Here, we used a widespread macroalga often involved in blooms, Ulva spp., to investigate how supply of nitrogen (N) and phosphorus (P), the two main potential growth-limiting nutrients, influence macroalgal growth in temperate and tropical coastal waters ranging from low- to high-nutrient supplies. We carried out N and P enrichment field experiments on Ulva spp. in seven coastal systems, with one of these systems represented by three different subestuaries, for a total of nine sites. We showed that rate of growth of Ulva spp. was directly correlated to annual dissolved inorganic nitrogen (DIN) concentrations, where growth increased with increasing DIN concentration. Internal N pools of macroalgal fronds were also linked to increased DIN supply, and algal growth rates were tightly coupled to these internal N pools. The increases in DIN appeared to be related to greater inputs of wastewater to these coastal waters as indicated by high delta 15N signatures of the algae as DIN increased. N and P enrichment experiments showed that rate of macroalgal growth was controlled by supply of DIN where ambient DIN concentrations were low, and by P where DIN concentrations were higher, regardless of latitude or geographic setting. These results suggest that understanding the basis for macroalgal blooms, and management of these harmful phenomena, will require information as to nutrient sources, and actions to reduce supply of N and P in coastal waters concerned.

Multiple Island Chains in Primary Resonances.

We analyse the dynamics of a relativistic particle moving in a uniform magnetic field and perturbed by a stationary electrostatic wave. We show that a pulsed wave produces an infinite number of perturbing terms with the same winding number. The perturbation coupling alters the number of island chains as a function of the parameters of the wave. We also observe that the number of chains in is always even if the number of islands in each chain is odd.

El uso de la información genética en la gestión de la biodiversidad marina de islas oceánicas : el cangrejo moro "Grapsus adscensionis" en la Macaronesia

Máster Oficial en Gestión Costera

STOCHASTIC CHARGE TRANSPORT IN MULTI-ISLAND SINGLE-ELECTRON TUNNELING DEVICES

The physics of the operation of singe-electron tunneling devices (SEDs) and singe-electron tunneling transistors (SETs), especially of those with multiple nanometer-sized islands, has remained poorly understood in spite of some intensive experimental and theoretical research. This computational study examines the current-voltage (IV) characteristics of multi-island single-electron devices using a newly developed multi-island transport simulator (MITS) that is based on semi-classical tunneling theory and kinetic Monte Carlo simulation. The dependence of device characteristics on physical device parameters is explored, and the physical mechanisms that lead to the Coulomb blockade (CB) and Coulomb staircase (CS) characteristics are proposed. Simulations using MITS demonstrate that the overall IV characteristics in a device with a random distribution of islands are a result of a complex interplay among those factors that affect the tunneling rates that are fixed a priori (e.g. island sizes, island separations, temperature, gate bias, etc.), and the evolving charge state of the system, which changes as the source-drain bias (VSD) is changed. With increasing VSD, a multi-island device has to overcome multiple discrete energy barriers (up-steps) before it reaches the threshold voltage (Vth). Beyond Vth, current flow is rate-limited by slow junctions, which leads to the CS structures in the IV characteristic. Each step in the CS is characterized by a unique distribution of island charges with an associated distribution of tunneling probabilities. MITS simulation studies done on one-dimensional (1D) disordered chains show that longer chains are better suited for switching applications as Vth increases with increasing chain length. They are also able to retain CS structures at higher temperatures better than shorter chains. In sufficiently disordered 2D systems, we demonstrate that there may exist a dominant conducting path (DCP) for conduction, which makes the 2D device behave as a quasi-1D device. The existence of a DCP is sensitive to the device structure, but is robust with respect to changes in temperature, gate bias, and VSD. A side gate in 1D and 2D systems can effectively control Vth. We argue that devices with smaller island sizes and narrower junctions may be better suited for practical applications, especially at room temperature.