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Análise e projeto de antenas de microfita em substratos cerífereos para aplicações em sistemas IEEE 802.11ax
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-12-10) Magno, José de Arimatéia Pinto; Silva Neto, Valdemir Praxedes da; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; https://orcid.org/0000-0003-3867-3297; http://lattes.cnpq.br/4160231554601828; http://lattes.cnpq.br/5522508618267584; D Assunção, Adaildo Gomes; http://lattes.cnpq.br/4159638862269940; Oliveira, João Bosco Lucena de; Silva, José Patrocínio da; https://orcid.org/0000-0003-1843-7879; http://lattes.cnpq.br/5753289728835624; Holanda, Samanta Mesquita de
As necessidades de novos sistemas de comunicações sem fio exigem que os dispositivos radiantes sejam cada dia mais estáveis e confiáveis. Nos últimos anos, várias propostas de soluções são observadas na literatura para melhorar o desempenho das antenas planares aplicadas nos sistemas modernos de comunicações sem fio. Esse trabalho propõe de maneira inovadora o uso de substratos ceríferos como uma solução biodegradável, de baixo custo e com diversas possibilidades de aplicações para o desenvolvimento de antenas de microfitas miniaturizadas. Foram desenvolvidas antenas planares para aplicações em serviços do protocolo IEEE 802.11 ax. Ao longo deste trabalho será apresentado o processo de caracterização do material proposto, confecção dos substratos, projeto e fabricação das antenas propostas, análise numérica e caracterização experimental. Foram selecionados 4 tipos de substratos ceríferos baseados na cera de carnaúba, e determinadas as principais características por meio de análises das propriedades elétricas do material, difração de Raios-x e termogravimetria. Com os resultados da caraterização dos substratos os dispositivos radiantes foram projetados e numericamente analisados pelo método dos Elementos Finitos, utilizando o software Ansys HFSS®. As antenas foram experimentalmente caracterizadas na faixa frequência de 1 GHz a 8,5 GHz, onde foi possível constatar que o material empregado como substrato apresentou estabilidade e boas propriedades para aplicações em circuitos planares como o caso de antenas de microfita. Acrescenta-se ainda a possibilidade de miniaturização dos elementos radiantes com o uso da cera de carnaúba como substrato, quando comparadas com a mesma estrutura projetada em um substrato comercial padrão como o FR4, foi alcançado um fator de miniaturização de 44,5% no volume da antena A1 e uma redução de 70% na área de cobre da antena A2.
Aplicação das Wavelets de Daubechies em conjunto com o método de propagação vetorial de feixes na análise de estruturas fotônicas
(2019-05-24) Silva, Paulo César Linhares da; Silva, José Patrocínio da; ; ; Campos, Antonio Luiz Pereira de Siqueira; ; Sousa Júnior, Vicente Ângelo de; ; Garcia, Antonio Ronaldo Gomes; ; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza;
No Método dos Elementos Finitos (FEM, do inglês, Finite Element Method), os elementos são conectados por pontos, os quais são denominados de nós ou pontos nodais. O conjunto de elementos e nós, locais e globais, é conhecido por malha. Nesse caso, o que é subdividido na malha é a geometria da estrutura a ser analisada. Para analisar o comportamento físico da estrutura, faz-se uso de equações matemáticas que não possuem uma solução exata, porém, podem ser aproximada numericamente. A precisão do FEM depende da quantidade de nós, da quantidade de elementos e do tamanho e tipos de elementos que compõem a malha. Ou seja, quanto menor for o tamanho do elemento e maior for o número deles em uma determinada malha, maior a precisão nos resultados da análise. Nesse contexto, os softwares de simulação computacional vêm evoluindo e buscam aprimorar as análises abordadas pelo FEM, melhorando a escolha dos tipos e a geração da malha, levando a uma boa performance das técnicas de modelagem. Nesse trabalho, a busca é por um melhor desempenho do método dos elementos finitos, quando aplicado em conjunto com outras técnicas, para simulação da propagação de ondas eletromagnéticas em guias de onda dielétricos. Para isso, utilizou-se a wavelet de Daubechies como ferramenta matemática para a obtenção dos coeficientes das matrizes elementares, que surgem na análise, devido à geometria dos elementos que formam a malha. Portanto, a proposta é desenvolver uma base de Daubechies para ser utilizada em conjunto o método da propagação vetorial de feixes (VBPM, do inglês, Vector Beam Propagation Method), na análise da propagação eletromagnética em meios guiados. O VBPM usa como base numérica o FEM e o método da propagação de feixes de luz em estruturas ópticas. Para se alcançar o objetivo principal desse trabalho, foi desenvolvida uma função geradora de momentos, para gerar funções do tipo x k , partindo-se de uma base de wavelets. A função x k foi expressa por meio de uma base de wavelet de Daubechies que deram origem as matrizes elementares do VBPM, também conhecidas como funções de base. Para verificar a precisão do VBPM com o novo conjunto de funções de bases, foi analisada a propagação de onda em um guia dielétrico de fraco acoplamento eletromagnético e a transferência de energia entre uma fibra óptica de cristal fotônico e uma fibra óptica convencional.
Atenuador dielétrico do solo baseado em cera de carnaúba e RFID para aplicação como sensor de umidade
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-10-30) Melo, Reuber Regis de; Silva, José Patrocínio da; ; http://lattes.cnpq.br/5753289728835624; ; http://lattes.cnpq.br/6125671540583140; Campos, Antônio Luiz Pereira de Siqueira; ; http://lattes.cnpq.br/1982228057731254; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; Sousa Júnior, Vicente Ângelo de; ; http://lattes.cnpq.br/6358312955522220; Guimarães, Ádller de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/8161855994548078
Os avanços nas aplicações de internet das coisas têm proporcionado o desenvolvimento de novos paradigmas nessa área, como a Internet das Coisas para Aplicações Subterrâneas (IoUT, do inglês Internet of Underground Things). Um componente importante na arquitetura da IoUT é o UT (do inglês, Underground Things) responsável pelo sensoriamento de parâmetros do solo, como temperatura e umidade. Diante disso, a tecnologia de identificação por radiofrequência (RFID, do inglês Radio Frequency Identification) tem se mostrado promissora no desenvolvimento de UTs, sobretudo devido à possibilidade de a tag RFID operar como sensor. Entretanto, a adaptação de tecnologias sem fio em sistemas IoUT para utilização em condições subterrâneas, ainda representa um desafio. Neste contexto, a proposta deste trabalho foi desenvolver uma UT baseada na tecnologia RFID para sensoriamento da umidade do solo. A UT proposta é formada por uma antena de microfita com patch retangular projetada para operar em frequência ultra-alta (UHF, do inglês Ultra High Frequency), conectada a um chip de tag UHF RFID passiva. A tag RFID é enterrada no solo e funciona como um sensor de umidade. Para diminuir os efeitos da umidade do solo sobre a tag RFID, a antena de microfita projetada no sistema foi encapsulada em um Atenuador Dielétrico do Solo (ADS). O ADS é formado por multicamadas constituídas de cera natural da carnaúba e aplicadas sobre a antena. O desenvolvimento dessa proposta envolveu três estudos. No primeiro estudo as propriedades dielétricas de três tipos de solos coletados foram medidos e analisados em diferentes níveis de umidade. Utilizando o modelo de Friis modificado, foi encontrado uma atenuação na ordem de 10 a 20 dB do sinal para uma profundidade de 5 cm do solo. No segundo estudo verificou-se que o uso de multicamadas no solo diminui a variação do coeficiente de reflexão da antena de microfita enterrada causado pela umidade do solo. No terceiro estudo, algumas análises estatísticas das medidas de indicador de força do sinal recebido (RSSI, do inglês Received Signal Strength Indicator) mostraram que a UT proposta pode ser usada como sensor de umidade do solo.
Bi anisotropia em antenas de microfita retangular e estruturas circulares modificadas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-11-20) Lavor, Otávio Paulino; Fernandes, Humberto César Chaves; ; http://lattes.cnpq.br/0246709532151067; ; http://lattes.cnpq.br/1857806253382088; Campos, Antonio Luiz Pereira de Siqueira; ; http://lattes.cnpq.br/1982228057731254; Andrade, Humberto Dionisio de; ; http://lattes.cnpq.br/1253785596446469; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; Silva, José Patrocinio da; ; http://lattes.cnpq.br/5753289728835624; Sousa Neto, Marinaldo Pinheiro de; ; http://lattes.cnpq.br/2524160890713257
As antenas de microfita na sua forma mais simples são compostas por um plano de terra e um substrato dielétrico que sustenta uma fita condutora. Como estas antenas apresentam algumas limitações, este trabalho apresenta um estudo de substratos anisotrópicos, bem como alguns resultados em antenas de microfita com patch circular visando superar estas limitações, em especial nas aplicações em tecnologia 4G. Esses substratos anisotrópicos são aqueles em que permissividade elétrica e permeabilidade magnética são representadas por tensores de segunda ordem. O estudo consiste de uma análise teórica dos substratos e o desenvolvimento de um formalismo matemático, o método da Linha de Transmissão Transversa, visando a aplicação destes substratos em antenas de microfita. Dentre os substratos utilizados neste estudo, estão os ferrimagnéticos e os Metamateriais, em que algumas miniaturizações das antenas são alcançadas. Para antenas com patch circular, são considerados arranjos e planos te terra modificados a fim de alcançar melhoria nos parâmetros, em especial ganho e largura de banda. Tem sido feitas diversas simulações e antenas são construídas para que os valores medidos fossem comparados com os valores simulados.
Contribuições de modelagem de equações estruturais na análise de dados em modelos comportamentais de destino turístico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-10-08) Mattozo, Teófilo Câmara; Costa, José Alfredo Ferreira; ; http://lattes.cnpq.br/9745845064013172; ; http://lattes.cnpq.br/1859655297732667; Mendonça, Laércio Martins de; ; http://lattes.cnpq.br/1853488415531363; Ramos, Paulo César Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/0050166194305163; Fernandes, Antônio Jânio; ; http://lattes.cnpq.br/4136479808014274; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; Leone, Nilda Maria de Clodoaldo Pinto Guerra; ; http://lattes.cnpq.br/7953856410233611
A fragilidade brasileira quanto à competitividade turística é um fato observável nos dados da Organização Mundial do Turismo. O Brasil caiu em 2011, da 45ª para a 52ª posição, apesar de liderar no atributo recursos naturais e estar colocado na 23° em recursos culturais. Assim, grandes interesses e esforços têm sido direcionados para o estudo da competitividade dos produtos e destinos turísticos. O destino turístico é caracterizado por um conjunto complexo e articulado de fatores tangíveis e intangíveis, apresentando alta complexidade, dados de elevada dimensionalidade, não linearidade e comportamento dinâmico, tornando-se difícil a modelagem desses processos por meio de abordagens baseadas em técnicas estatísticas clássicas. Esta tese investigou modelos de equações estruturais e seus algoritmos, aplicados nesta área, analisando o ciclo completo de análise de dados, em um processo confirmatório no desenvolvimento e avaliação de um modelo holístico da satisfação do turista; na validação da estrutura do modelo de medida e do modelo estrutural, por meio de testes de invariância de múltiplos grupos; na análise comparativa dos métodos de estimação MLE, GLS e ULS para a modelagem da satisfação e na realização de segmentação de mercado no setor de destino turístico utilizando mapas auto-organizáveis de Kohonen e sua validação com modelagem de equações estruturais. Aplicações foram feitas em análises de dados no setor de turismo, principal indústria de serviços do Estado do Rio Grande do Norte, tendo sido, teoricamente desenvolvidos e testados empiricamente, modelos de equações estruturais em padrões comportamentais de destino turístico. Os resultados do estudo empírico se basearam em pesquisas com a técnica de amostragem aleatória sistemática, efetuadas em Natal-RN, entre Janeiro e Março de 2013 e forneceram evidências sustentáveis de que o modelo teórico proposto é satisfatório, com elevada capacidade explicativa e preditiva, sendo a satisfação o antecedente mais importante da lealdade no destino. Além disso, a satisfação é mediadora entre a geração da motivação da viagem e a lealdade do destino e que os turistas buscam primeiro à satisfação com a qualidade dos serviços de turismo e, posteriormente, com os aspectos que influenciam a lealdade. Contribuições acadêmicas e gerenciais são mostradas e sugestões de estudo são dadas para trabalhos futuros.
Desenvolvimento de material ferrimagnético do tipo NiFe2O4 para aplicação em sistemas de comunicação de micro-ondas
(2019-12-16) Silva, Isaac Barros Tavares da; D'Assunção, Adaildo Gomes; ; ; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; ; Carvalho, Joabson Nogueira de; ; Oliveira, João Bosco Lucena de; ; Mendonça, Laercio Martins de; ; Mesquita, Marcelo David Silva de; ; Silva Neto, Valdemir Praxedes da;
Devido a crescente necessidade de desenvolver novas tecnologias para as comunicações sem fio, as pesquisas envolvendo os dispositivos de comunicação têm se tornado intensas, principalmente nas características de miniaturização e reconfiguração dos dispositivos de irradiação. Neste contexto, este trabalho propõe o desenvolvimento de materiais ferrimagnéticos visando sua aplicação em dispositivos de comunicação sem fio. O projeto foi desenvolvido partindo da produção de ferrita de níquel (NiFe2O4) através da Técnica Sol-Gel modificada por RCI. O processo de calcinação foi aplicado para eliminação de compostos orgânicos provenientes da Sol-Gel, bem como para obtenção de partículas de diâmetro relativamente elevado, acima de 300 nm. A temperatura de calcinação foi de 1100 °C, durante dez horas, com rampa de 10 °C/min. O cristalito obtido foi caracterizado através da MEV, DRX e EDS. Comportamento magnético do cristalito também foi obtido através do levantamento de sua curva de histerese, bem como sua caracterização elétrica através da determinação da obtenção da permissividade complexa. Todas as caracterizações morfológicas foram aplicadas a um estudo envolvendo a eficiência do processo Sol-Gel utilizado de acordo com a variação da concentração de nitratos utilizados para produzir a ferrita de níquel. Esse estudo teve como objetivo principal a verificação de qual concentração de nitratos é mais eficiente para uma produção em grande quantidade, sendo possível constatar, entre os valores utilizados, que a concentração de 120 g/L promove uma produção mais eficiente e com mais qualidade. Posteriormente, um dos dispositivos desenvolvidos se deu a partir da utilização do cristalito caracterizado em protótipo de encapsulados de baixa permissividade, utilizando madeira de lei, para sua aplicação como FRA. As madeiras utilizadas foram caracterizadas eletricamente para análise de sua influência junto às partículas de ferrita. O parâmetro coeficiente de reflexão foi determinado e discutido, sendo possível observar o potencial do material produzido na aplicação em DRA. Em seguida, foram confeccionadas pastilhas através de compactação do pó de ferrita por prensa uniaxial a 15 toneladas com ligante propanona, seguidas por aquecimento antes da sinterização. Este processo foi realizado com os mesmos parâmetros de temperatura da produção dos pós, com objetivo de não alterar o tamanho dos grãos. A caracterização elétrica das pastilhas foi realizada para sua aplicação como substrato em antenas de microfita e FRA. A permeabilidade das pastilhas foi estimada com base em trabalhos de caracterização do pó de NiFe2O4. Com a caracterização elétrica, foram realizadas simulações das FRA, em três diferentes tipos de excitação, e antenas propostas no software HFSS, através do método FEM e medições do coeficiente de reflexão para fins de validação dos resultados simulados. Os resultados experimentais se mostraram condizentes com a caracterização e simulações realizadas, chegando a apresentar erro de apenas 0,82% em relação a frequência de ressonância das simulações. O potencial da ferrita de níquel nas aplicações de FRA e como substrato em antenas de microfita é bem evidenciado nas discussões dos resultados, sendo possível expandir sua possibilidade de aplicação a outras áreas da engenharia elétrica.
Development of a microwave absorbing material based on molybdenum-doped niobium pentoxide
(Scielo, 2019-01) Mashhadikarimi, Meysam; Gurgel, Diego Pires; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; Silva Júnior, M. Q. da; Andrade, H. D. de; Gomes, Uílame Umbelino
This work aimed to perform the characterization of electrical properties of niobium pentoxide, Nb2O5, pure and doped with molybdenum, prepared by powder metallurgy route and to do a comparative analysis of the influence of this material when sintered in a muffle or in a microwave oven. The results showed that the doping of the niobium pentoxide with 0.5% or 1% of molybdenum along with the process of sintering in a microwave oven make the material more applicable as a microwave absorber material for electromagnetic radiation in the UHF (ultra-high frequency) range between 0.3 to 3 GHz. The motivation of this work was associated with the fact that in Brazil are located two of the largest niobium reserves in the world. Under this view, the study of the processing of the ceramic materials is important considering possible technological applications
Efeitos de campos aleatórios no modelo Blume-Capel de alcance infinito
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-07-15) Santos, Priscila Valdênia dos; Costa, Francisco Alexandre da; Araújo, João Medeiros de; ; http://lattes.cnpq.br/3061734732654188; ; http://lattes.cnpq.br/5307397723573993; ; http://lattes.cnpq.br/3951800799770483; Brito, Francisco de Assis de; ; http://lattes.cnpq.br/4294161599213457; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; Silva, Luciano Rodrigues da; ; http://lattes.cnpq.br/5182830756789229
Neste trabalho investigamos o efeito dos campos aleatórios no modelo Blume-Capel com interações de longo alcance. O modelo é completamente solúvel no ensemble canônico, e sua densidade de energia livre nos leva a resultados correspondentes a uma teoria de campo médio. São estudados os casos para spin S = 1 sob influência de desordem temperada na presença de: (i) um campo cristalino aleatório; (ii) de um campo magnético aleatório; (iii) e de ambos. Para uma escolha adequada do campo aleatório, mostramos que o modelo apresenta uma variedade de comportamentos multicríticos, linhas de transição contínuas e de primeira ordem, além de fenômenos de re-entrância. Os diagramas de fases, obtidos a partir do cálculo da energia livre por spin, exibem diversas topologias em função do parâmetro que mede o grau de desordem.
Estruturas PBG periódicas e quase periódicas em antenas de microfita com aplicação em veículos aéreos não tripulados
(2016-06-10) Pereira, Jonathan Paulo Pinheiro; Silva, José Patrocinio da; ; ; Campos, Antonio Luiz Pereira de Siqueira; ; Fernandes, Humberto César Chaves; ; Andrade, Humberto Dionisio de; ; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza;
Para realizar um estudo sobre antenas de microfita, é necessário o envolvimento da especificação ampla do espectro eletromagnético físicos e, cada projeto de antena requer o emprego de técnicas avançadas de cálculo numérico para avaliação de medidas de desempenho, como impedância de entrada, padrão de radiação e ganho em faixas específicas de frequências. Neste aspecto, esse trabalho apresenta um estudo da influência de estruturas PBG periódicas e quase periódicas nas propriedades de radiação de antenas de microfita. O objetivo principal é levantar as características do uso dessa técnica para aplicações em antenas e propor utilização de métodos de otimização para obter eficiência na elaboração das estruturas PBG. São tratados três tipos de antenas de microfita, com variações na especificação do substrato PBG para modelos periódicos e quase periódicos com simetrias seis e doze vezes. A validação dos resultados gerados pelo ambiente computacional é alcançada através da fabricação de protótipos para as antenas, levando-se em consideração cada caso de estudo, seguido por testes de desempenho do dispositivo físico fabricado, realizados em laboratório. Foram desenvolvidos algoritmos para automatizar os processos de montagem de modelos utilizados na simulação e confecção física das antenas. Todas as análises foram realizadas pela comparação entre os modelos simulados e mediações das antenas confeccionadas experimentalmente. Foram construídas antenas projetadas para operar em frequências na faixa de 5,8 GHz utilizadas em testes operacionais para uma aplicação de transmissão de vídeo em Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs).
Estudo de metamaterial têxtil para aplicação em substrato de antenas planares para tecnologia WBAN
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-06-30) Holanda, Samanta Mesquita de; Silva, José Patrocínio da; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; 63510731468; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; http://lattes.cnpq.br/5753289728835624; http://lattes.cnpq.br/0063049048462929; Campos, Antônio Luiz Pereira de Siqueira; http://lattes.cnpq.br/1982228057731254; Aquino, Marcos Silva de; http://lattes.cnpq.br/8780485157382325; Andrade, Humberto Dionísio de; http://lattes.cnpq.br/1253785596446469
O desenvolvimento dos sensores biométricos implantados ou vestíveis, proporcionaram o crescimento da tecnologia WBAN (Wireless Body Area Network). Uma WBAN pode ser usada para muitas aplicações, como monitoramento de sinais fisiológicos e aplicativos de comunicação industrial. Neste contexto, a antena têxtil é um elemento importante na comunicação sem fio em tecidos inteligentes, sendo objeto de pesquisas recorrentes em aplicações industriais, militares e médicas. Essas antenas são flexíveis e, por esse motivo, tornase conveniente em aplicações onde a rigidez das antenas tradicionais é considerada um entrave. A utilização de metamaterias em antenas pode proporcionar entre outras características redução de SAR (Specific Absorption Rate) e miniaturização do dispositivo, parâmetros importantes para aplicações médicas. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de antenas planares com substrato metamaterial têxtil na faixa de frequência 5G para aplicações WBAN, mostrando desde confecção dos substratos até a fabricação e testes das antenas. Foram selecionados três tipos de substrato têxtil com estrutura e composição diferentes, e em cada um deles foi inserido um fio condutivo através de técnicas distintas (inserção manual, malharia e costura automática). A caracterização dos materiais foi realizada através de simulações no HFSS® e do método da sonda coaxial, para obtenção dos parâmetros elétricos. Posteriormente a etapa de caracterização, as antenas foram projetadas e simuladas para operar em 2,45GHz e 3,5 GHz, sendo os melhores resultados fabricados e testados em um Analisador de Redes Vetorial (ARV). Os resultados obtidos nas simulações e testes, foram analisados e constatou-se a presença de característica metamaterial nas geometrias de laçada e ponto reto. As antenas com substrato metamaterial têxtil apresentaram frequência de ressonância menor em relação as que possuíam substrato têxtil dielétrico, indicando a possibilidade de redução das dimensões do dispositivo. Além disso, após serem curvadas e alocadas próximas ao corpo, as antenas apresentaram um bom desempenho, ressoando abaixo de -10 dB com largura de banda acima de 2%.
Influência da interação dipolar nas fases magnéticas de nanopartículas esféricas com estrutura núcleo@camada
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-02-29) Medeiros Filho, Francisco César de; Carrico, Artur da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/6531644101364783; ; http://lattes.cnpq.br/1575538381878612; Araújo, José Humberto de; ; http://lattes.cnpq.br/2455132422249405; Medeiros, Suzana Nobrega de; ; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; Mello, Vamberto Dias de; ; http://lattes.cnpq.br/4851197994170100
As nanopartículas tipo núcleo@camada tem despertado a atenção de vários pesquisadores devido a grande aplicabilidade que estas oferecem. A possibilidade de combinar diferentes funcionalidades de materiais magnéticos as torna peça chave em várias áreas. Como exemplo disso, existem as mídias de gravação em que a anisotropia eficaz da nanopartículas é reduzida acoplando um material magneticamente duro a um com baixa anisotropia. Nos sistemas biomédicos, a conversão de energia eletromagnética em calor tem se tornado uma poderosa técnica de caráter não invasivo para aplicações biotecnológicas, tais como vetorização e liberação controlada de fármacos no tratamento de doenças. Além disso, esse tipo de nanoestrutura destaca-se em sensores magnéticos, desenvolvimento de novos medicamentos e ímãs permanentes. As nanopartículas magnéticas tipo núcleo@camada são controladas por meio de propriedades intrínsecas dos materiais do núcleo e da casca bem como das interações entre eles, além dos efeitos de tamanho e geometria. Assim, foi desenvolvido nesta tese um estudo teórico acerca da contribuição da interação dipolar entre materiais de propriedades magnéticas diferentes em nanopartículas núcleo@camada convencionais de geometria esférica. Os materiais analisados foram a CoFe2O4, MnFe2O4 e CoFe2 em várias combinações e tamanhos. Os resultados apontam que o impacto do campo dipolar do núcleo sobre a camada, faz com que a esta reverta sua magnetização precocemente, antes do núcleo, em nanopartículas de CoFe2O4 (22nm)@ CoFe2 (2nm), causando com isso, uma diminuição no campo coercivo de 65% em comparação com as nanopartículas simples de CoFe2O4 (HC=13.6 KOe) de mesmo diâmetro. O formato da curva de magnetização é altamente influenciada pelos parâmetros já citados. A alta anisotropia do núcleo em nanopartículas convencionais torna-o uma fonte de campo dipolar estável sobre a camada, que varia numa escala de comprimento da ordem do raio deste núcleo. Além disso, o impacto do campo dipolar é reforçado pelas restrições geométricas e pelas propriedades magnéticas de ambos os materiais. Em sistemas com núcleo revestido com uma fina camada de espessura inferior ao comprimento de troca, a interação da interface pode prender a reversão da camada, ocorrendo assim, uma reversão uniforme da magnetização. Contudo esse efeito só é pertinente nos sistemas em que os efeitos do campo dipolar são fracos comparados com a interação de troca.
Modelos de dímeros em redes planares mistas
(2016-02-29) Sousa, Ivandson Praeiro de; Costa, Francisco Alexandre da; ; http://lattes.cnpq.br/5307397723573993; ; http://lattes.cnpq.br/6214397538496263; Araújo, João Medeiros de; ; http://lattes.cnpq.br/3061734732654188; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116
Neste trabalho apresentamos soluções para modelos de dímeros em redes planas mistas, obtidas através do método combinatório. Neste método a função de partição é determinada a partir da pfaffiana associada ao problema. Em particular foram determinadas, no limite termodinâmico, as densidades de energia livre para redes 4-6, 3-6 e 3-4. Além da densidade de energia livre para cada caso, calculamos também a liberdade molecular e a densidade de entropia no limite de altas temperaturas. Foram tratados três tipos diferentes de redes 4-6, dois dos quais apresentam transições de fases. Mostramos também dois tipos de redes 3-6 que possuem comportamentos críticos parecidos com os casos das redes 4-6 discutidos neste trabalho. A rede 3-4 é geometricamente semelhante à rede triangular, porém apresentando comportamento crítico diferente. Em todos os casos, investigamos numericamente o comportamento da densidade de energia livre e suas duas primeiras derivadas, com a finalidade de compreender melhor o comportamento termodinâmico do sistema. Revisamos também alguns resultados já apresentados na literatura para as redes quadrada, hexagonal, triangular e para a rede 4-8, usando a abordagem combinatorial das pfaffianas.
Vidros de spins de Ashkin-Teller com interações entre p-spins
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2003-08-08) Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; Costa, Francisco Alexandre da; ; http://lattes.cnpq.br/5307397723573993; ; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; Nobre, Fernando Dantas; ; http://lattes.cnpq.br/2007917360087831; Mariz, Ananias Monteiro; ; http://lattes.cnpq.br/7218040405934056; Silva, Luciano Rodrigues da; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783310Y1; Silva Júnior, Eronildes F. da; ; Lyra, Marcelo Leite; ; http://lattes.cnpq.br/0907001903528428
Neste trabalho, estudamos um modelo para sistemas desordenados do tipo vidros de spins consistindo de uma generalização do modelo com interações entre p-spins, introduzindo inicialmente por Derrida, além disso possui três termos de acoplamentos tipo modelo de Ashkin-Teller. Quando p=2 nosso modelo reproduz o Hamiltoniano de vidro de spins de Ashkin-Teller. Um dos efeitos levados em conta nesse estudo é a existência de certos tipos de correlações entre os acoplamentos. Esse fato o diferencia do modelo básico de Derrida. No presente trabalho utilizamos duas abordagens para determinar o diagrama de fases do modelo considerado. Em primeiro lugar usamos o método das réplicas, considerando inicialmente o caso onde não existem corelações entre tipos distintos de acoplamentos. Nesta abordagem determinamos o diagrama de fases adotando a solução com simetria entre réplicas e discutimos a estabilidade desta solução à luz da análise pioneira de Almeida-Thouless. Verificamos que há necessidade de usar uma procedimento de quebra de simetria entre réplicas, o que nos leva ao diagrama de fases completo do modelo. Também consideramos duas variantes do modelo, onde são introduzidas correlações entre os acoplamentos. Mostramos que o tratamento de réplicas para esses casos reproduz os resultados obtidos para o modelo sem correlações. Posteriormente usamos o procedimento de Derrida para estudar o modelo considerado no limite p->oo. Neste limite mostramos que o modelo original e as duas variantes consideradas anteriormente levam a um só modelo de energias aleatórias. Utilizando o ensemble microcanônico recuperamos os resultados obtidos pelo método das réplicas
Vórtices em nanoestruturas magnéticas elípticas
(2015-02-19) Dantas, Jadson Tadeu Souza; Carrico, Artur da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/6531644101364783; ; http://lattes.cnpq.br/0055788368475189; Araújo, José Humberto de; ; http://lattes.cnpq.br/2455132422249405; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116
Nanoestruturas ferromagnéticas (F) submicrométricas são de interesse, pois constituem partes essenciais de dispositivos magnetoeletrônicos modernos. Os estados ou fases magnéticas deste sistema ao longo da curva de magnetização ou de efeito de corrente elétrica polarizada, são funções das dimensões da partícula bem como dos parâmetros intrínsecos do ferromagneto. Investigamos as fases magnéticas de nanoelementos elípticos de Fe ao longo da curva de magnetização, desde seu campo de saturação positivo até campo nulo, usando um modelo micro-magnético auto-consistente que permite representar efeitos dipolares da geometria do sistema, assim como os outros parâmetros intrínsecos do nanoelemento. Estudamos os estados magnéticos de nanopartículas elípticas de Ferro isoladas e acopladas com espessura de 25nm, com diâmetro menor entre 100nm a 200nm e o diâmetro maior variando entre 300nm a 500nm. No caso de estruturas acopladas o espaçador é não magnético e tem espessura de 25nm. O eixo de anisotropia é na direção do raio menor da elipse e o campo externo pode ser aplicado tanto na direção do eixo menor quanto na direção do eixo maior. Esta rota de preparação do campo resulta em diferentes estados magnéticos em remanência para nanoelementos de uma mesma dimensão. Identificamos estados magnéticos em função das dimensões laterais da elipse. Encontramos uma diversidade de estados: estados uniforme, vórtice único, vórtices duplos, com chiralidades e polaridades opostas e iguais, e ainda estados com três vórtices na mesma estrutura. Mostramos que a rota de preparação e o acoplamento são fatores muito importantes para o estado remanente dessas estruturas.

SIGAA

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