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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16c.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP8W/354ETLP
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/04.06.12.17
Última Atualização2023:06.02.12.08.55 (UTC) sergio
Repositório de Metadadossid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/04.06.12.17.09
Última Atualização dos Metadados2023:06.02.12.10.12 (UTC) sergio
Chave SecundáriaINPE-15741-TDI/1486
Chave de CitaçãoMiranda:2009:FiDiNa
TítuloFilmes de diamante nanocristalino infiltrados em substratos de silício poroso através das técnicas CVD/CVI
Título AlternativoNanocrystalline diamond films infiltrates in porous silicon substrate by CVD/CVI Processes
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2009
Data2009-03-12
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseTese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas189
Número de Arquivos590
Tamanho38236 KiB
2. Contextualização
AutorMiranda, Cláudia Renata Borges
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaBaldan, Maurício Ribeiro (presidente)
Ferreira, Neidenêi Gomes (orientador)
Beloto, Antonio Fernando (orientador)
Ueda, Mario
Rezende, Mirabel Cerqueira
Silva, Leide Lili Gonçalves da
Endereço de e-Mailviveca@sid.inpe.br
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-04-06 12:17:09 :: claudia_las -> yolanda ::
2009-04-14 14:33:49 :: yolanda -> supervisor ::
2009-04-14 14:34:28 :: supervisor -> claudia_las ::
2009-05-07 19:54:42 :: claudia_las -> yolanda ::
2009-05-08 12:03:07 :: yolanda -> claudia_las ::
2009-05-08 12:42:09 :: claudia_las -> administrator ::
2009-05-12 13:08:08 :: administrator -> yolanda ::
2009-05-18 13:54:27 :: yolanda -> jefferson ::
2009-06-17 15:28:35 :: jefferson -> administrator ::
2009-07-07 16:15:03 :: administrator -> jefferson ::
2009-07-08 15:16:53 :: jefferson -> camila ::
2009-07-09 15:50:14 :: camila -> administrator ::
2009-07-15 22:39:22 :: administrator -> camila ::
2009-08-18 12:30:04 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-12-08 14:00:40 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2020-04-28 17:48:32 :: administrator -> simone :: 2009
2023-06-02 12:08:13 :: simone -> sergio :: 2009
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chavediamante nanocristalino
silício poroso
filmes finos
deposição química a partir da fase vapor assistida por filamento quente (HFCVD)
infiltração química a partir da fase vapor assistida por filamento quente (HFCVI)
nanocrystalline diamond
porous silicon
thin films
hot filament chemical vapor deposition (HFCVD)
hot filament chemical vapor infiltration (HFCVI)
ResumoO crescimento de filmes de diamante nanocristalino (NCD - Nanocrystalline Diamond) obtido através da infiltração nos poros do silício poroso (PS - Porous Silicon) foi estudado utilizando microscopia eletrônica de alta resolução, difração de raios-x de alta resolução, espectroscopia de fotoelétrons de raios-x e espectroscopia de espalhamento Raman. Os filmes de NCD/PS resultaram em um material compósito, com grande potencial de aplicação eletroquímica, principalmente devida à sua grande área supercial ativa. Utilizando o processo de anodização com ácido fluorídrico e acetonitrila foram produzidas camadas de PS com poros em microescala, do tipo pirâmide invertida, adequados para a deposição e infiltração dos filmes NCD. Para otimizar o processo de crescimento o reator de deposição química a partir da fase vapor (HFCVD - Hot Filament Chemical Vapor Deposition) foi adaptado para um reator de infiltração química a partir da fase vapor (HFCVI - Hot Filament Chemical Vapor Infiltration). Este procedimento permitiu que os gases reagentes infiltrassem na estrutura porosa onde a nucleação é iniciada, seguida da coalescência e formação do filme tanto nas paredes como no fundo dos poros. Nesta configuração uma entrada adicional de CH4 foi posicionada próxima ao PS que permitiu mudar a posição do fluxo em relação à amostra e possibilitou a utilização do fluxo adicional exatamente abaixo da amostra ou acima desta, porém ambas as entradas foram abaixo dos filamentos. Este sistema permitiu ainda combinações na variação das concentrações de CH4 nas duas entradas no intervalo entre 0,5 e 1,0 vol %. Os filmes obtidos com entrada de gás acima da amostra apresentaram as melhores características de NCD em todo o intervalo de variação de metano estudado. Numa segunda configuração, para melhorar a infiltração do NCD no PS foi utilizado carbono vítreo reticulado (CVR) como fonte adicional de carbono. Nestes experimentos, enquanto o fluxo principal de metano variou entre 0 e 1,0 vol. %, foram utilizados CVR obtidos com três índices de grafitização diferentes, tratados termicamente em 1300, 1500 e 2000ºC. A amostra de PS foi posicionada sobre o CVR permitindo que o hidrogênio atômico atacasse a superfície do mesmo durante o processo de crescimento do filme, retirando desta estrutura o carbono que participa das reações de crescimento do NCD. Foi observada uma forte dependência no crescimento do filme em função do CVR utilizado, devido às variações das propriedades físico-químicas deste material com sua temperatura de obtenção. Particularmente, os filmes obtidos a partir do CRV 2000 e concentração de metano de 1,0 vol. % apresentaram a melhor morfologia com cobertura total das paredes e dos poros, seguindo a morfologia do substrato, cuja qualidade e cristalinidade foram confirmadas pelos espectros Raman e de raios-x, respectivamente. De maneira geral, as duas configurações utilizando fontes adicionais de carbono produziram com sucesso filmes de NCD infiltrados nos poros do Si com apenas 60 min de crescimento. ABSTRACT: The growth of nanocrystalline diamond films (NCD) on porous silicon (PS) substrate was studied using high resolution scanning electron microscopy, high resolution X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and Raman scattering spectroscopy. The NCD/PS films resulted in a composite material, with great potential for electrochemical application, mainly due to its high active surface area. The morphology of PS pores in microscale, which looks like an inverted pyramid, was produced in a suitable way for the deposition and infiltration of NCD films, from anodization process, using the solution of fluoridric acid dissolved in acetonitrile additive. To optimize the process a Hot Filament Chemical Vapor Deposition reactor was changed for a Hot Filament Chemical Vapor Infiltration reactor. This procedure allowed the infiltration of the reacting gases into the porous structure where the nucleation takes place, followed by the coalescence and the film formation into pore bottoms and walls. In this configuration an additional entrance of CH4 was located next to the PS substrate using two distinct positions. These positions concerned the NCD films obtained with the use of the additional flow accurately underneath of the sample or above it, nonetheless both entrance were located below the filaments. This system still allowed combinations in CH4 concentrations for the two entrances in the range between 0.5 and 1.0 vol %. The films produced using the above gas entrance, presented the best NCD characteristics, in the whole range of methane variation. In the second configuration, to improve the NCD infiltration in the PS substrate, a piece of reticulated vitreous carbon (RVC) was used as an additional carbon source. In these experiments, while the main methane flow varied between 0 and 1.0 vol. %, RVC produced at three different graphitization index, treated thermally at 1300, 1500 and 2000 ºC, were used as a second carbon source. The PS sample was placed in the center of RVC piece allowing the atomic hydrogen attack on its surface during the film growth, removing from its structure the necessary carbon to promote the reactions to form the NCD layer. The strong dependence in the film growth as a function of the RVC treated at different temperatures was observed, due to the physical-chemical property variations of this material with its graphitization index. Particularly, the films obtained from the RVC-2000 and 1.0 vol. % of methane concentration presented the best morphology with a continuous NCD film covering the pore wall and bottom following the substrate morphology, with high quality and crystallinity, confirmed from its Raman and X-ray spectra, respectively. In general, the two used configurations for additional carbon sources provided NCD film infiltration in PS substrate with success for only 60 min of growth time.
ÁreaFISMAT
Arranjourlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > CMS > Filmes de diamante...
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publicacao.pdf 02/06/2023 09:10 9.9 MiB
Tese Doutoramento - Cláudia Renata- Bibl - 08-05-2009.pdf 18/05/2009 10:54 10.3 MiB
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TERMO DE DEPOSITO ASSINADO CLAUDIA RENATA BORGES MIRANDA doutorado.pdf 02/06/2023 09:08 257.4 KiB 
4. Condições de acesso e uso
URL dos dadoshttp://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP8W/354ETLP
URL dos dados zipadoshttp://urlib.net/zip/8JMKD3MGP8W/354ETLP
Idiomapt
Arquivo Alvopublicacao.pdf
Grupo de Usuáriosadministrator
claudia_las
jefferson
sergio
viveca@sid.inpe.br
yolanda.souza@mcti.gov.br
Visibilidadeshown
Licença de Direitos Autoraisurlib.net/www/2012/11.12.15.10
Detentor da CópiaSID/SCD
Permissão de Leituraallow from all
Permissão de Atualizaçãonão transferida
5. Fontes relacionadas
Repositório Espelhosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17.24
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F358GL
DivulgaçãoNTRSNASA; BNDEPOSITOLEGAL.
Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17
6. Notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype
7. Controle da descrição
e-Mail (login)sergio
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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16c.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP8W/34R6ARH
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/02.26.15.24.06
Última Atualização2023:05.30.14.32.11 (UTC) sergio
Repositório de Metadadossid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/02.26.15.24.07
Última Atualização dos Metadados2023:05.30.14.32.12 (UTC) sergio
Chave SecundáriaINPE-15736-TDI/1482
Chave de CitaçãoToledo:2009:EsSoLi
TítuloEstudo da solidificação da liga metálica eutética BiInSn em ambiente de microgravidade utilizando tubo de queda livre
Título AlternativoStudy of solidification of BiInSn eutectic metal alloy at the microgravity environment using a drop tube.
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2009
Data2009-03-02
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas115
Número de Arquivos364
Tamanho17972 KiB
2. Contextualização
AutorToledo, Rafael Cardoso
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaBandeira, Iraja Newton (presidente)
An, Chen Ying (orientador)
Neto, Carlos Moura
Endereço de e-Mailrafael@las.inpe.br
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-02-26 15:24:07 :: rafael@las.inpe.br -> yolanda ::
2009-03-05 14:41:15 :: yolanda -> rafael@las.inpe.br ::
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2009-04-20 20:55:01 :: rafael@las.inpe.br -> yolanda ::
2009-06-22 12:20:24 :: yolanda -> administrator ::
2009-07-07 16:14:15 :: administrator -> jefferson ::
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2020-04-28 17:48:24 :: administrator -> simone :: 2009
2023-05-26 15:17:41 :: simone -> sergio :: 2009
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chavemicrogravidade
tubo de queda liver
liga eutelica
solidificacao
microgravity
drop tube
eutectic alloy
solidification
ResumoEste trabalho tem como objetivo solidificar uma liga metálica em ambiente de microgravidade, utilizando-se o tubo de queda livre, drop tube, do LAS/CTE INPE, bem como a análise das amostras solidificadas utilizando técnicas de caracterização envolvendo massa específica, calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria por energia dispersiva (EDS). É realizada uma investigação das diferenças existentes entre as microestruturas das amostras obtidas em microgravidade e em gravidade normal, sendo que material escolhido para este trabalho é a liga ternária eutética Bi32,5In51Sn16,5 (% em peso), que pode ser utilizado como liga de solda e na fabricação de fusíveis, e tem como principal característica o seu baixo ponto de fusão, de aproximadamente 60 ºC. O estudo dessa liga também é útil para a elaboração de projetos para a realização de experiências em ambientes com longa duração de microgravidade, como na Estação Espacial Internacional (ISS) ou nos ônibus espaciais, onde por causa da presença de tripulação os requisitos de segurança e de seleção de materiais embarcados são extremamente rigorosos. A liga utilizada neste trabalho é um excelente candidato para estes ambientes restritos, por apresentar baixa temperatura de fusão e também ser livre de elementos tóxicos, como o chumbo e o cádmio, que normalmente estão presentes em outras ligas de mesmo propósito. ABSTRACT: This work aims to solidify a metal alloy in a microgravity environment using a drop tube, at LAS/CTE INPE, as well as analysis of the solidified samples using techniques of characterization involving density, differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Also it is evaluated the differences between the microstructures of the samples obtained under microgravity and at normal gravity. The material chosen for this work is a ternary eutectic alloy Bi32.5In51Sn16.5 wt.%, which can be used as a solder alloy and fuses for electric protection, and its main characteristic is a low melting point by around 60 ºC. This alloy will also be useful for experiments in restricted environments like at International Space Station (ISS) or at space shuttle, where because the presence of crew, the security requirements and selection of shipped materials are very strict. The alloy used in this work is an excellent candidate for work in restricted environments, by presenting low temperature of fusion and also be free of toxic elements such as lead and cadmium, which are normally present in other alloys of the same purpose.
ÁreaFISMAT
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sergio
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5. Fontes relacionadas
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Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F358GL
DivulgaçãoNTRSNASA; BNDEPOSITOLEGAL.
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6. Notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject targetfile tertiarymark tertiarytype url versiontype
7. Controle da descrição
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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16c.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP8W/35JL2AS
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/07.02.18.40
Última Atualização2023:05.29.11.43.43 (UTC) sergio
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Última Atualização dos Metadados2023:05.29.11.43.44 (UTC) sergio
Chave SecundáriaINPE-16219-TDI/1540
Chave de CitaçãoFurtado:2009:DeNoCa
TítuloDesenvolvimento de um novo catalisador monolítico à base de nanofibras de carbono para a produção de combustíveis limpos através da síntese de Fischer-Tropsch
Título AlternativoDevelopment of a new monolith catalyst based carbon nanofibers for produce clean fuel by Fischer-Tropsch synthesis
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2009
Data2009-07-03
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseTese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas151
Número de Arquivos2
Tamanho1384 KiB
2. Contextualização
AutorFurtado, Jomar Livramento Barros
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaValença, Gustavo Paim (presidente)
Cruz, Gilberto Marques da (orientador)
Vieira, Ricardo (orientador)
Ferreira, Neidenêi Gomes
Baldan, Maurício Ribeiro
Jordão, Elizabete
Endereço de e-Mailjomarfurtado@hotmail.com
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-07-02 18:40:58 :: jomarfurtado@hotmail.com -> supervisor ::
2009-07-02 18:44:51 :: supervisor -> yolanda ::
2009-07-02 19:04:46 :: yolanda -> administrator ::
2009-07-07 16:16:10 :: administrator -> jomarfurtado@hotmail.com ::
2009-07-13 17:26:32 :: jomarfurtado@hotmail.com -> yolanda ::
2009-07-14 13:54:25 :: yolanda -> supervisor ::
2009-07-15 17:11:00 :: supervisor -> yolanda ::
2009-07-30 19:55:41 :: yolanda -> camila ::
2009-08-21 12:29:31 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-08-25 13:49:08 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2020-02-10 12:38:08 :: administrator -> sergio :: 2009
2020-02-10 14:10:51 :: sergio -> administrator :: 2009
2020-04-28 17:48:43 :: administrator -> simone :: 2009
2023-05-29 11:43:12 :: simone -> sergio :: 2009
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-ChaveFischer-Tropsch
nanofibras de carbono
cobalto
hidrogenação de CO
combustíveis limpos
Fischer-Tropsch
carbon nanofibers
cobalt
CO hydrogenation
clean fuels
ResumoA síntese de Fischer-Tropsch (FT) é um processo de conversão do gás de síntese em combustíveis limpos. A natureza dos produtos desta reação depende, principalmente, do catalisador empregado (Fe, Co, Ni, Ru...), e de suas temperatura e pressão. Problemas de difusão dos reagentes e produtos no leito catalítico são comuns, podendo causar a desativação dos catalisadores pela obstrução dos poros em suportes à base de óxidos (tradicionalmente usados), afetando também a seletividade da reação. Como esta reação é altamente exotérmica, é necessário ainda dissipar o calor gerado, evitando assim uma eventual sinterização da fase ativa do catalisador. Fica evidenciada então a necessidade do desenvolvimento de um novo suporte catalítico que minimize estes problemas. Neste trabalho, foi fabricado um suporte monolítico à base de nanofibras de carbono, crescendo estes materiais sobre a superfície de feltro de grafite, utilizando para tanto, o processo de vapor deposição, através da decomposição do etano. O estudo da atividade dos catalisadores Co/NFC e de suas seletividades em hidrocarbonetos líquidos na reação de FT foi efetuado através das metodologias de Planejamento de Experimentos e de Superfície de Respostas. As variáveis selecionadas foram: a pressão total (8 a 22 bar), a temperatura de reação (194 a 236°C), o tempo de contato (1 a 7 s) e a concentração da fase ativa (8 a 22 %). As respostas utilizadas pelo modelo foram a conversão do CO e o rendimento em hidrocarbonetos. Foi mantida a razão molar CO/H_2 igual a 2 em todos os experimentos. Os resultados dos ensaios experimentais mostraram que temperaturas e pressões mais elevadas, e maiores tempos de contato e teores metálicos favorecem a conversão de CO. No que se refere a seletividade em hidrocarbonetos líquidos, foi observado que o rendimento em gasolina (C_8-C_13) é favorecido principalmente por altas temperaturas e concentração de cobalto, enquanto que o tempo de contato deve permanecer em faixa intermediária (2 a 4_s). Por outro lado, a pressão desempenha pouca influência no rendimento desta fração. Já a fração diesel (C14-C19) é beneficiada por altas temperaturas e pressões, concentração de cobalto acima de 15 % e tempos de contato moderados (2 a 4_s). Nenhuma desativação foi observada quando do emprego dos catalisadores Co/NFC durante mais de 75 horas de reação. Um estudo comparativo preliminar foi efetuado empregando-se catalisadores 15 % Co/NFC e 15 % Co/Al2O3, fixando-se as demais condições reacionais em valores considerados ótimos para o primeiro material. Observou-se que o catalisador suportado sobre NFC apresentou uma conversão do CO cerca de três vezes superior àquela do material suportado sobre Al_2O_3. Os resultados promissores obtidos neste trabalho foram atribuídos às altas condutividade térmica e área superficial, a inércia química, a ausência de poros fechados e a hidrofobicidade das NFC. ABSTRACT: The Fischer-Tropsch synthesis is a process to convert syngas (CO + H_2) to a cleaner fuel. The nature of its products depends on the catalysts used (Fe, Co, Ni, Ru), and the temperature and pressure of the reaction. Diffusion problems of the reactants and products within the catalytic bed are frequent, causing the deactivation of the catalysts by pore obstruction of oxide-based supports, consequently affecting the reaction selectivity. As this reaction is highly exothermic, it is necessary to release the heat generated to avoid an eventual sintering of the active phase. Therefore, it is necessary the development of a new catalytic support that minimizes these problems. In this work, it was produced a monolithic support by growing carbon CNF on graphite felt surface by chemical vapor deposition from ethane decomposition. The study of the activity and selectivity of the Co/CNF catalyst in the Fischer-Tropsch reaction was conducted applying the techniques of Design of Experiments and Central Composite Design. The variables chosen were pressure (8 to 22 bar), reaction temperature (194 to 236°C), contact time (1 to 7_s) and concentration of the active phase (8 to 22 %). Response surface models have been found to represent the CO conversion and hydrocarbons yield. In all experiments the molar ratio CO/H_2 was kept equal to 2. It was verified that high temperatures and pressures, large contact time and metal loading favor the CO conversion. It was observed that the gasoline (C_8-C_13) yield is improved mainly by high temperature and cobalt loading, and moderate contact times (2 to 4 s). On the other hand, the pressure has little influence on the gasoline yield. However, diesel (C_14-C_19) is enhanced by high temperature and pressure, cobalt loading over 15 % and moderate contact times (2 to 4_s). No deactivation was observed with the Co/CNF catalyst over 75 hours of reaction. A previous comparative study was done with 15 % Co/CNF and 15 % Co/Al_2O_3 catalysts, maintaining the best reaction conditions for the first catalyst. It was observed that the Co/CNF catalyst presented a CO conversion about tree times higher than that of the Co/Al_2O_3 catalyst. The good results obtained from this work are imputed to the high thermal conductivity and specific area, chemical inertia, absence of ink-bottle pores and CNF hydrophobicity.
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Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17
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7. Controle da descrição
e-Mail (login)sergio
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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16c.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP8W/354QRLB
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/04.08.18.33
Última Atualização2022:12.12.13.25.27 (UTC) sergio
Repositório de Metadadossid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/04.08.18.33.50
Última Atualização dos Metadados2022:12.12.13.25.28 (UTC) sergio
Chave SecundáriaINPE-15735-TDI/1481
Chave de CitaçãoCampos:2009:EsDeFi
TítuloEstudos da deposição de filmes de diamante CVD sobre carbeto de tungstênio, com interface controlada de boreto
Título AlternativoStudies of the deposition of diamond CVD films on tungsten carbide, boride with interface control
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2009
Data2009-03-02
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas107
Número de Arquivos1
Tamanho5042 KiB
2. Contextualização
AutorCampos, Raonei Alves
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaFerreira, Neidenêi Gomes (presidente)
Corat, Evaldo José (orientador)
Barquete, Danilo Maciel (orientador)
Melo, Leônidas Lopes de
Endereço de e-Mailcampos@las.inpe.br
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-04-08 18:33:50 :: yolanda -> supervisor ::
2009-04-09 13:37:24 :: supervisor -> yolanda ::
2009-04-09 13:38:30 :: yolanda -> supervisor ::
2009-05-04 14:21:11 :: supervisor -> yolanda ::
2009-05-15 20:11:01 :: yolanda -> supervisor ::
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2009-08-31 18:09:58 :: viveca@sid.inpe.br -> supervisor ::
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2009-09-02 14:43:26 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-09-18 18:04:20 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2018-06-18 12:58:07 :: administrator -> sergio :: 2009
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2020-04-28 17:48:33 :: administrator -> simone :: 2009
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3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
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Palavras-Chavediamante CVD
termodifusão
HFCVD (deposição química a partir da fase vapor assistida por filamento quente)
boretação
filmes finos
CVD diamond
thermodiffusion
HFCVD (hot filament chemical vapor deposition)
boronising
thin films
ResumoO objetivo deste trabalho foi a obtenção de filmes de diamantes aderentes sobre substratos de WC-Co através da técnica CVD assistida por filamento quente, utilizando o processo de boretação para impedir a difusão do cobalto até a superfície do substrato. A técnica da boretação consiste num tratamento termoquímico, no qual átomos de boro são difundidos no substrato com a finalidade de formar uma barreira intermediaria, principalmente de W_2CoB_2, que impede a difusão, ou migração, do cobalto para a superfície durante o processo de crescimento do filmes de diamante. No entanto, a realização de um estudo minucioso mostrou que o processo de termodifusão do boro ocasionava a fragilização superficial do substrato. A partir desses estudos aperfeiçoou-se a técnica de boretação, permitindo a eliminação da região fragilizada que surgia na superfície após o tratamento térmico. Com o controle da região fragilizada, estudou-se o uso de reagentes químicos com soluções ácidas e alcalinas com o intuito de eliminar o cobalto livre na superfície e aumentar a rugosidade superficial, para um melhor ancoramento do filme. Já para o crescimento dos filmes, foi adicionado tetrafluoreto de carbono (CF_4) na mistura gasosa, além dos gases convencionais metano e hidrogênio. Com estas medidas obteve-se evolução significativa na adesão dos filmes de diamante-CVD sobre o substrato de WC-Co. O crescimento dos filmes de diamante foi feito em reator de filamento quente com múltiplos filamentos. O substrato de WC-Co, a camada boretada e o filme de diamante, foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de dispersão de raios-X, difração de raios-X e espectroscopia Raman. A caracterização mecânica da interface foi feita por indentação com ponta Rockwell C e carga variável de 10 a 80 kgf. ABSTRACT: The objective of this work was to obtain adherent diamond films on WC-Co substrate through the hot filament assisted CVD technique, using a boriding process to form an intermediate layer and avoid the diffusion of the cobalt to the substrate surface. The boriding process consists of a reactive thermo diffusion treatment, in which boron atoms are spread in the substrate with the purpose of forming a stable intermediate barrier, mainly of W_2CoB_2, that impedes the diffusion, or migration, of the cobalt to the surface during the diamond growth process. However, the accomplishment of a meticulous study showed that the boron thermo diffusion process caused the superficial fragilization of the substrate. From those studies the boriding technique was improved, allowing the elimination of the fragile area that appeared in the surface after the thermal treatment. After the control of the fragile area, chemical etching with acid and alkaline solutions was used to eliminate the free cobalt in the surface and to increase the surface roughness, for a best anchoring of the diamond film. Carbon tetrafluoride (CF_4) was added in the gaseous mixture, besides the conventional methane and hydrogen gases. From these procedures it was obtained significant evolution in the adhesion of the CVD diamond films on the WC-Co substrate. The growth of the diamond films was made in hot filament reactor with multiple filaments. The WC-Co substrate, the borided layer and the diamond film, were characterized by scanning electron microscopy (SEM), dispersive ray-X spectroscopy, ray-X diffraction and Raman spectroscopy. The mechanical characterization of the interface was made by indentation with Rockwell C tip and variable load from 10 to 80 kgf.
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DivulgaçãoNTRSNASA; BNDEPOSITOLEGAL.
Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17
6. Notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype
7. Controle da descrição
e-Mail (login)sergio
atualizar 

1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16c.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP8W/35UNE5H
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/09.02.20.13
Última Atualização2022:10.07.11.03.57 (UTC) sergio
Repositório de Metadadossid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/09.02.20.13.13
Última Atualização dos Metadados2022:10.07.11.04.01 (UTC) sergio
Chave SecundáriaINPE-16596-TDI/1582
Chave de CitaçãoMedeiros:2009:ObNaNa
TítuloObtenção de nanocompósitos, nanodiamante sobre fibra de carbono e nanotubo de carbono sobre fibra de carbono
Título AlternativoObtaining nanostructured composites: nanodiamonds on carbon fiber and carbon nanotubes on carbon fiber
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2009
Data2009-09-02
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas109
Número de Arquivos1
Tamanho4220 KiB
2. Contextualização
AutorMedeiros, Leonardo Iusuti de
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaBaldan, Maurício Ribeiro (presidente)
Ferreira, Neidenêi Gomes (orientador)
Almeida, Erica Cristina
Endereço de e-Mailleonardo@las.inpe.br
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-09-02 20:13:14 :: leonardo@las.inpe.br -> yolanda ::
2009-09-16 17:14:16 :: yolanda -> supervisor ::
2009-10-28 18:23:03 :: supervisor -> yolanda ::
2009-10-28 18:25:21 :: yolanda -> supervisor ::
2009-11-03 13:14:13 :: supervisor -> yolanda ::
2009-11-19 15:01:55 :: yolanda -> camila ::
2009-11-19 15:03:32 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-11-23 17:42:24 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2010-09-01 14:41:06 :: administrator -> viveca@sid.inpe.br ::
2010-09-01 16:38:19 :: viveca@sid.inpe.br -> banon :: 2009
2010-09-02 12:35:41 :: banon -> ricardo :: 2009
2010-09-02 14:04:29 :: ricardo -> viveca@sid.inpe.br :: 2009
2010-09-03 19:35:27 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator :: 2009
2020-04-28 17:49:02 :: administrator -> simone :: 2009
2020-09-29 14:41:20 :: simone -> sergio :: 2009
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chavenanodiamante
fibra de carbono
nanotubo de carbono
compósito
nanoestrutura
ResumoA proposta desta dissertação é a obtenção de dois compósitos nanoestruturados que sejam constituídos um por nanodiamante sobre fibra de carbono e, o outro, por nanotubo de carbono sobre a fibra de carbono. Em ambos os compósitos as fibras de carbono usadas são obtidas com três diferentes índices de grafitização 1000, 1500 e 2000°C. As fibras de carbono apresentam uma grande área superficial devido a sua estrutura. Quando utilizadas como substrato para crescimento de materiais nanoestruturados, podem ter sua área superficial aumentada. Com o aumento da área superficial estes compósitos podem ser utilizados na eletroquímica, como baterias e capacitores ou como sensores eletroquímicos. Ainda, estudando este compósito podem-se avaliar as mudanças que ocorrem tanto no filme de nanodiamante quanto nas fibras de carbono, em função da variação da concentração de metano usada no ambiente de crescimento dos nanodiamantes. Também, foi possível estudar qual a influência dos índices de grafitização das fibras de carbono sobre a morfologia e a estrutura cristalina dos filmes de nanodiamante. Para os estudos sobre o compósito formado pelo nanotubo de carbono e a fibra de carbono, foi verificado as possibilidades de obtenção desse compósito e também analisada qual a influência da fibra de carbono sobre a morfologia dos nanotubos. As caracterizações utilizadas para completar o estudo são: Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Espalhamento Raman, Difratometria de Raios-X, Espectroscopia Fotoeletrônica de raios-x (XPS). ABSTRACT: The purpose of this dissertation is to obtain two nanostructured composites, one consisting of a Nano-diamond on carbon fiber and the other of carbon nanotube on carbon fiber. In both composites, the carbon fibers used are obtained with three different indexes of graphitization of 1000, 1500 and 2000 ° C. The carbon fibers show a large surface area due to its structure. When used as a substrate for nanostructured materials growth, carbon fibers may present its surface area increased. With this increased surface area, this composite may be used in electrochemistry applications, such as batteries, capacitors, or as electrochemical sensors. Carbon fibers may also be studied to evaluate changes that occur not only in the nanodiamond film but also in the carbon fibers as a function of the concentration variation in the methane used in the nanodiamond growth environment. It was also possible to study the influences of the indexes of graphitization of the carbon fibers over the morphology and crystal structure of the nanodiamond film. For studies on the composite comprising of the carbon nanotube and the carbon fiber, it was verified the possibility of obtaining such composites, and it was examined what influences the carbon fiber may have over the morphology of the nanotubes. The characterization techniques used to complete the studies were: Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman Scattering spectroscopy, diffraction X-ray and Photoelectron Spectroscopy X-ray (XPS).
ÁreaETES
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Dissertação-revisão final 13-10-09.doc 28/10/2009 16:15 14.3 MiB
publicacao.pdf 17/11/2009 10:06 4.1 MiB
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TERMO DE DEPOSITO ASSINADO LEONARDO IUSUTI DE MEDEIROS mestrado.pdf 07/10/2022 08:03 176.6 KiB 
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URL dos dados zipadoshttp://urlib.net/zip/8JMKD3MGP8W/35UNE5H
Idiomapt
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ricardo
sergio
supervisor
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5. Fontes relacionadas
Repositório Espelhosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17.24
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F358GL
DivulgaçãoNTRSNASA; BNDEPOSITOLEGAL.
Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17
6. Notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype
7. Controle da descrição
e-Mail (login)sergio
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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16c.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP8W/35R6R88
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/08.11.20.07
Última Atualização2022:10.03.14.13.18 (UTC) sergio
Repositório de Metadadossid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/08.11.20.07.55
Última Atualização dos Metadados2022:10.03.14.13.19 (UTC) sergio
Chave SecundáriaINPE-16588-TDI/1576
Chave de CitaçãoCoelho:2009:FiBaNa
TítuloFiltro a base de nanofibras de carbono para sequestro de enxofre em efluentes gasosos ricos em H2S
Título AlternativoCarbon nanofibers based filter to sulfur removal from efluents rich in H2S.
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2009
Data2009-09-04
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas107
Número de Arquivos1
Tamanho2369 KiB
2. Contextualização
AutorCoelho, Nelize Maria de Almeida
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaNono, Maria do Carmo de Andrade (presidente)
Vieira, Ricardo (orientador)
Cruz, Gilberto Marques da
Cobo, Antônio José Gomes
Endereço de e-Mailnelizecoelho@yahoo.ca
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-08-11 20:07:55 :: nelizecoelho@yahoo.ca -> yolanda ::
2009-08-12 12:38:00 :: yolanda -> supervisor ::
2009-10-02 11:34:37 :: supervisor -> nelizecoelho@yahoo.ca ::
2009-10-02 11:53:04 :: nelizecoelho@yahoo.ca -> yolanda ::
2009-10-06 18:05:22 :: yolanda -> nelizecoelho@yahoo.ca ::
2009-10-06 19:07:13 :: nelizecoelho@yahoo.ca -> yolanda ::
2009-11-05 13:17:36 :: yolanda -> camila ::
2009-11-23 18:25:31 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-11-23 18:29:32 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2019-11-12 13:58:31 :: administrator -> sergio :: 2009
2019-11-18 12:43:12 :: sergio -> administrator :: 2009
2020-04-28 17:48:57 :: administrator -> simone :: 2009
2022-10-03 14:12:24 :: simone -> sergio :: 2009
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chavereação de Claus modificado
nanofibras de carbono
níquel
remoção de enxofre
catálise heterogênea
modified Claus process
carbon nanofibers
nickel
sulfur removal
heterogeneous catalysis
ResumoNas últimas décadas, a recuperação de enxofre a partir de efluentes gasosos contendo H2S tem se tornado cada vez mais importante devido aos rigorosos limites de emissão impostos pela legislação de proteção ao meio ambiente. Este processo, conhecido como Claus Modificado, se baseia na reação de oxidação direta de H2_S em enxofre elementar, o qual é um produto de alto valor agregado. No entanto, limitações termodinâmicas do equilíbrio desta reação permitem uma máxima eficiência de 98%, mesmo operando com três reatores em série. Este trabalho contempla um estudo de diferentes parâmetros nesta reação, empregando catalisadores de níquel suportados em compósitos macroscópicos de nanofibras de carbono. Estes materiais apresentam a vantagem de um fácil manuseio em aplicação industrial. Para tanto, foi preparado um suporte catalítico à base de nanofibras de carbono pela impregnação de 2% (p/p) de níquel sobre um feltro de carbono e, posterior, decomposição catalítica de uma mistura contendo etano e hidrogênio. Esse suporte foi impregnado com precursor de níquel, de maneira que os teores metálicos obtidos ficassem compreendidos entre 0,16 e 15% (p/p). Tanto o suporte como os catalisadores foram caracterizados por: microscopia eletrônica de varredura; medidas de área específica (B.E.T.); e picnometria a hélio. Numa primeira fase de testes, a razão entre os reagentes O_2/H_2S e o teor de níquel impregnado no catalisador foram estudados através da metodologia de planejamento de experimentos, pelo do método de superfície de resposta. Os resultados obtidos permitiram constatar que o teor de níquel, quando aumentado até 6%, eleva o número de sítios ativos e o rendimento em enxofre capturado; no entanto, entre 6-11,6% o mesmo não ocorre, o que pode indicar um aparente crescimento das partículas metálicas. Em relação à razão O_2/H_2S, foi possível constatar que, quando do emprego da mesma acima da razão estequiométrica (0,5), o aumento da presença de O_2 não interferiu no rendimento da reação, o que permite supor que, nestas condições, a ordem parcial em relação ao reagente O2 é zero. Posteriormente, dois outros parâmetros foram estudados: temperatura da reação e adição de água ao meio reacional. Em relação aos testes com variação da temperatura e sem adição de água ao meio reacional, dois diferentes fenômenos foram identificados: a 120°C, a ausência de água no estado líquido dificultou a remoção de enxofre dos sítios catalíticos, enquanto que, a 180°C, a liquefação do enxofre permitiu a manutenção da atividade em nível elevado por um tempo prolongado. Quando das reações com adição de 30% (v/v) de vapor de água, foi constatado que, para qualquer temperatura, a reatividade foi mantida em um nível máximo (t100=100%), por um tempo prolongado, que mesmo após 288h, não apresentou qualquer indício de desativação. Importante frisar que, nesta última condição, o carregamento em enxofre atingiu cerca de 60% da massa inicial do catalisador, indicando que a capacidade de armazenamento de enxofre pelos materiais aqui investigados é superior àqueles relatados na literatura. ABSTRACT: Over the last few decades, sulfur recovery from the H2S-containing acid gases have become more and more important due to the ever increasing standards of efficiency required by environmental protection measures. The general trend is to selectively transform H_2S into elemental sulfur which is a valuable product, by the modified Claus process. However, due to thermodynamic limitations of the Claus equilibrium reaction, typical sulfur recovery efficiencies are only 96% for a three stage reactor plant. The present work studies different parameters in this reaction, employing nickel supported on macro-structured carbon nanofibers. These materials have the advantage of easy handling in industrial application. A carbon nanofibers based catalytic support was prepared by impregnation of 2wt.% of nickel on a carbon felt, followed by a catalytic decomposition of a mixture containing ethane and hydrogen. Later, this support was impregnated with the nickel precursor, so the metal levels obtained were between 0.16 and 15wt.%. The support and the catalysts were characterized by: scanning electron microscopy; specific area analysis (BET); and helium picnometry. In the first phase of testing, the O_2/H_2S ratio and the nickel impregnated in the catalyst were studied using design of experiments methodology, by the surface response method. The results revealed that the nickel loading, when increased until 6%, raises the number of active sites and the sulfur yield, however, between 6-11,6% it does not occur, which may indicate an apparent growth of metal particles. Regarding the O_2/H_2S ratio, it was possible to observe that when employing it above of the stoichiometric ratio (0.5), the increasing of O_2 did not affect the yield of the reaction, which suggests that, in these conditions, the partial order on the O_2 reagent is zero. Afterwards, two other parameters were studied: the reaction temperature and the addition of water to the reaction medium. For tests with temperature variations and without addition of water to the reaction medium, two different phenomena were identified: at 120°C, the absence of water in liquid state hindered the sulfur removal from the catalytic sites, whereas at 180°C, the sulfur liquefaction allowed the maintenance of high activity for a long time. For the reactions performed with addition of 30vol.% of water vapor, it was observed that, for any temperature, the reactivity was maintained at a maximum level (t100=100%) for a long time and, even after 288h, did not present any evidence of deactivation. Its important to mention that, in this last condition, the sulfur loading was about 60% of the catalyst initial mass, indicating that the sulfur storage capacity for the materials investigated here is higher to those reported in the literature.
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URL dos dadoshttp://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP8W/35R6R88
URL dos dados zipadoshttp://urlib.net/zip/8JMKD3MGP8W/35R6R88
Idiomapt
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camila
nelizecoelho@yahoo.ca
sergio
supervisor
viveca@sid.inpe.br
yolanda.souza@mcti.gov.br
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Licença de Direitos Autoraisurlib.net/www/2012/11.12.15.10
Detentor da CópiaSID/SCD
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Repositório Espelhosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17.24
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Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17
6. Notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype
7. Controle da descrição
e-Mail (login)sergio
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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16c.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP8W/35RK7H8
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/08.14.15.37
Última Atualização2022:08.05.11.49.07 (UTC) sergio
Repositório de Metadadossid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/08.14.15.37.15
Última Atualização dos Metadados2022:08.05.11.49.08 (UTC) sergio
Chave SecundáriaINPE-16580-TDI/1569
Chave de CitaçãoGavinier:2009:EsAmCr
TítuloEstudo do ambiente de crescimento de filmes nanoestruturados de diamante
Título AlternativoDiamond nanostructures growth
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2009
Data2009-08-31
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseTese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas159
Número de Arquivos1
Tamanho2406 KiB
2. Contextualização
AutorGavinier, Divani Barbosa
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaAiroldi, Vladimir Jesus Trava (presidente)
Corat, Evaldo José (orientador)
Barreto, Patrícia Regina Pereira (orientador)
Azevedo, Adriana Faria
Diniz, Alessandra Venâncio
Lombardi, José Carlos
Endereço de e-Mailviveca@sid.inpe.br
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-08-14 15:37:16 :: divani -> yolanda ::
2009-08-14 16:39:15 :: yolanda -> supervisor ::
2009-08-17 14:09:01 :: supervisor -> yolanda ::
2009-10-22 12:44:46 :: yolanda -> camila ::
2009-10-22 12:50:49 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-10-27 17:06:43 :: viveca@sid.inpe.br -> camila ::
2009-10-29 11:13:21 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-11-03 19:22:06 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2009-12-14 12:19:35 :: administrator -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-12-14 12:43:47 :: viveca@sid.inpe.br -> camila ::
2009-12-15 13:25:58 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-12-15 17:22:44 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2009-12-16 15:35:43 :: administrator -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-12-17 11:46:09 :: viveca@sid.inpe.br -> camila ::
2009-12-17 11:53:48 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-12-17 16:49:37 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2020-04-28 17:48:58 :: administrator -> simone :: 2009
2022-08-02 12:43:00 :: simone -> sergio :: 2009
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chavediamante
nanoestruturas
energia de ativação
deposição química a partir da fase vapor
simulação computacional
diamond
nanostructures
activation energy
chemical vapor deposition
computational simulation
ResumoAtualmente o estudo do ambiente de crescimento de nanoestruturas de diamante tem sido assunto de grande interesse científico. O maior avanço alcançado nesta área foi obtido através da inserção de um gás inerte nas condições típicas de crescimento de diamante microcristalino (MCD). Com a inserção deste novo gás o ambiente de crescimento é consideravelmente modificado, proporcionando assim um controle do tamanho do grão de diamante depositado. Apesar da utilização de um gás inerte estar sendo amplamente disseminada e projetada no desenvolvimento de muitas aplicações, as mudanças nos processos físico-químicos que este novo gás acarreta durante o processo de deposição ainda não se encontram bem compreendidas. A pergunta do porque o diamante nanocristalino (NCD) cresce nesta circunstância é atualmente assunto de intensas discussões na comunidade científica e esta tese foi elaborada em torno deste importante tema. Para se obter maiores esclarecimentos sobre esta questão, a comparação entre os resultados obtidos através de experimentos e simulação computacional de um ambiente de crescimento com e sem um gás inerte é indispensável. Nesta tese, na primeira parte, é realizada uma revisão a respeito do crescimento do MCD (sem a adição de um gás inerte), da influência da adição de um gás inerte neste ambiente e dos modelos de crescimento de diamante. Na segunda parte, experimentos são desenvolvidos com a finalidade de se estudar dois dos parâmetros fundamentais para se entender o processo físico-químico básico de crescimento destes filmes: a dependência da temperatura do substrato e a dependência da concentração de carbono na mistura gasosa. Na terceira parte, no intuito de se entender melhor as reações químicas envolvidas na fase gasosa, o pacote computacional CHEMKIM é usado para simular os experimentos realizados. Finalizando, é feita uma comparação entre os resultados experimentais e os simulados computacionalmente. Os resultados obtidos por esta tese revelam que o mecanismo de crescimento do NCD é o mesmo do MCD, porém, com uma maior competição entre as fases de crescimento do carbono sp^3 (diamante) e sp^2 (grafite). Em condições com alta concentração de gás inerte, onde é possível obter grãos ultrananocristalino, a competição parece ser tão elevada que o processo de ativação (que têm dependência com a temperatura) favorece o crescimento da fase sp^2 em detrimento da fase sp^3, principalmente em altas temperaturas. ABSTRACT: The behavior of diamond crystallite size decreasing down to nanometer scale has been subject of many pioneering studies. A major advance was achieved with the addition of inert gas into typical microcrystalline diamond (MCD) deposition conditions. This discovery provided a route to control the microstructure of the diamond film, leading to thick and smooth nanocrystalline diamond (NCD). Even though the inert gas addition is being broadly used and engineered in the development of many applications, the changes in the chemical physical processes occurring during the diamond deposition are not yet well understood. The question of why the NCD grows at this condition has actually been subject of many discussions. This thesis has been developed around this important theme. In order to advance in the elucidation of this process, the comparison of the experiments with and without an inert gas is necessary. This thesis, first, reviews the growth of diamond microstructures (without the addition of an inert gas), the influence of inert gas addition in this environment, and the diamond growth models. Second, experiments are performed by studying two of the most fundamental parameters to uncover the basic chemical process: the dependence on substrate temperature and the dependence on carbon content in the gas mixture. Third, the CHEMKIM software package is used to simulate the experimental results in order to gain insight into the major reactions occurring within the gaseous phase. Finally, it performs a comparison between computational simulation and experimental results. The results obtained reveals that the mechanism for NCD growth is most probably the same of MCD growth, but with a higher competition with the growth of sp^3 (diamond) and sp^2 (graphitic) carbon phases. At the extreme condition of ultrananocrystalline diamond (UNCD) growth the competition appears to be so high that the activation process (temperature dependence) favors the preferential growth of sp^2 phase, instead of sp^3, at the high temperature end.
ÁreaFISMAT
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Conteúdo da Pasta source
09_12_09/@4primeirasPaginas-7.pdf 05/10/2009 11:14 158.6 KiB 
09_12_09/Banca_DivaniBarbosa.pdf 16/10/2009 10:11 23.6 KiB 
09_12_09/CapaTese.doc 30/09/2009 12:04 215.0 KiB 
09_12_09/TeseCorrigida.doc 08/12/2009 16:20 13.4 MiB
09_12_09/TeseCorrigida.pdf 11/12/2009 11:38 3.8 MiB
publicacao.pdf 17/12/2009 09:24 2.3 MiB
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TERMO DE DEPOSITOASSINADO DIVANI BARBOSA GAVINIER Doutorado em Ciencia e Tecnologia de Materiais e Sensores.pdf 05/08/2022 08:49 127.7 KiB 
4. Condições de acesso e uso
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sergio
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5. Fontes relacionadas
Repositório Espelhosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17.24
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F358GL
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6. Notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype
7. Controle da descrição
e-Mail (login)sergio
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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16d.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP7W/36G7PAB
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Última Atualização2022:07.29.16.23.04 (UTC) sergio
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Última Atualização dos Metadados2022:07.29.16.23.05 (UTC) sergio
Chave SecundáriaINPE-16656-TDI/1614
Chave de CitaçãoSiqueira:2010:MoTrRe
TítuloModelagem tridimensional de reator de filamento quente para crescimento de diamante
Título AlternativoThree-dimensional modeling of hot filament reactor for diamond growth
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2010
Data2009-12-14
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseTese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas164
Número de Arquivos1
Tamanho5530 KiB
2. Contextualização
AutorSiqueira, Viviane Ribeiro de
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaAiroldi, Vladimir Jesus Trava (presidente)
Travelho, Jerônimo dos Santos (orientador)
Corat, Evaldo José (orientador)
Nova, Elcio Francisco Villa
Moro, João Roberto
Endereço de e-Mailviviane@las.inpe.br
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-11-30 18:24:51 :: viviane@las.inpe.br -> yolanda ::
2009-12-03 11:29:37 :: yolanda -> supervisor ::
2010-02-12 16:08:20 :: supervisor -> yolanda ::
2010-03-01 17:07:44 :: yolanda -> camila ::
2010-03-08 14:58:17 :: camila -> ricardo ::
2010-03-09 12:55:43 :: ricardo -> viveca@sid.inpe.br ::
2010-03-09 18:28:20 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2018-12-06 09:37:48 :: administrator -> sergio :: 2010
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chavediamante
deposição química a vapor
filamento quente
modelagem computacional
modelagem tridimensional
diamond
chemical vapor deposition
hot filament
numerical simulation
three dimensional model
ResumoO filamento quente é parte primordial no processo de crescimento de filmes de diamante utilizando reatores de deposição química a vapor assistidos por filamento quente. Desta maneira, realizou-se o estudo da eficiência energética de filamentos de diferentes diâmetros, localizados a diferentes distâncias do substrato. Para a realização deste estudo foi empregado um aplicativo comercial de dinâmica dos fluidos computacional. Com a utilização deste software foram realizadas modelagens tridimensionais do reator HFCVD considerando o transporte de calor e massa, a química de fase gasosa e de superfícies para ambientes contendo somente hidrogênio e para ambientes com hidrogênio, metano e radicais precursores ao crescimento. Nessas modelagens foram utilizados parâmetros fixos e variáveis. Os parâmetros fixos foram a temperatura do filamento, temperatura do substrato, a temperatura da parede do reator e o fluxo de entrada do gás. Os parâmetros variáveis foram o diâmetro do filamento, o número de filamentos, a distância entre filamento e substrato, a distância entre filamentos e a pressão de trabalho do reator. Com a realização das modelagens foi possível obter a eficiência energética do filamento quente, os perfis de temperatura, a velocidade e a concentração de espécies. Isto permite uma análise dos resultados, de onde é possível indicar a melhor configuração de reator para obter a maior quantidade de hidrogênio atômico na região do filamento quente e na região do substrato, obter a melhor distância entre filamento e substrato e a melhor distância entre os filamentos. ABSTRACT: The hot filament is a key part in the growth process of thin films of diamond using HFCVD reactors. Thus, the study of the energy efficiency of filaments of different diameters, located at different distances from the substrate was done. For this study, commercial software for computational fluid dynamics was used. By using this software, a three-dimensional modeling of the HFCVD reactor is done, considering heat and mass transport, gas-phase and surface chemistries, reactor environments containing only hydrogen and containing hydrogen, methane. These modeling used fixed and variable parameters. The fixed parameters were the filament temperature, substrate temperature, the wall temperature and the flow of the gas. The variable parameters were the filament diameter, the number of filaments, the filament-substrate deep, the filaments distance and the internal reactor pressure. With this modeling the energy efficiency of the hot filament, the profiles of temperature, speed and species concentration were obtained. The results analysis shows the best direction of reactor configuration.
ÁreaETES
Arranjourlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > CMS > Modelagem tridimensional de...
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7ApendiceA.doc 30/11/2009 14:27 20.3 MiB
@4primeirasPaginas_Viviane Ribeiro de Siqueira_16656.pdf 25/02/2010 11:31 153.1 KiB 
Folha de aprovação Viviane Ribeiro de Siqueira.pdf 08/03/2010 09:19 19.4 KiB 
publicacao.pdf 09/03/2010 09:50 5.4 MiB
TeseFinal_VivianeRSiqueira.pdf 11/02/2010 22:55 6.4 MiB
TeseVivianeRSiqueira.doc 12/02/2010 13:44 7.8 MiB
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TERMO DE DEPOSITO ASSINADO VIVIANE REGINA ALGARVE.pdf 29/07/2022 13:23 315.9 KiB 
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ricardo
viveca@sid.inpe.br
viviane@las.inpe.br
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5. Fontes relacionadas
Repositório Espelhosid.inpe.br/mtc-m19@80/2009/08.21.17.02.53
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F358GL
Lista de Itens Citandosid.inpe.br/bibdigital/2013/10.14.21.39 1
DivulgaçãoNTRSNASA; BNDEPOSITOLEGAL.
Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m19@80/2009/08.21.17.02
6. Notas
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7. Controle da descrição
e-Mail (login)sergio
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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16c.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP8W/35TJHK5
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/08.26.19.26   (acesso restrito)
Última Atualização2009:10.30.14.07.00 (UTC) simone
Repositório de Metadadossid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/08.26.19.26.31
Última Atualização dos Metadados2020:11.03.12.19.51 (UTC) simone
Chave SecundáriaINPE-16591-TDI/1578
Chave de CitaçãoMengui:2009:PrLiFi
TítuloProcessos litográficos em filmes epitaxiais de compostos IV-VI para medidas Hall e o estudo da dopagem do telureto de chumbo com flureto de bário
Título AlternativoLithographic processes in epitaxial films of IV-VI compounds for Hall measurements and the study of lead telluride doping with barium flouride
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2009
Data2009-09-17
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseTese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas150
Número de Arquivos1
Tamanho2073 KiB
2. Contextualização
AutorMengui, Úrsula Andréia
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaRappi, Paulo Henrique de Oliveira (presidente)
Abramof, Eduardo (orientador)
Ueta, Antonio Yuki (orientador)
Veissid, Nelson
Chitta, Valmir Antonio
Vieira, Gustavo Soares
Endereço de e-Mailursula@las.inpe.br
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-08-26 19:26:32 :: ursula@las.inpe.br -> yolanda ::
2009-08-28 16:18:28 :: yolanda -> supervisor ::
2009-10-30 13:38:28 :: supervisor -> camila ::
2009-10-30 14:07:44 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-11-03 13:00:11 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2020-04-28 17:49:02 :: administrator -> simone :: 2009
2020-11-03 12:19:51 :: simone -> sergio :: 2009
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chavesemicondutores
epitaxia pro feixe molecular
processos litográficos em composto IV-VI
dopagem do telureto de chumbo com fluoreto de bário
medidas Hall
semiconductors
molecular beam epitaxy
lithographic in IV-VI compounds
lead telluride
doiping (materials)
barium fluorides
Hall effect
ResumoA primeira parte do trabalho consistiu na implementação de técnicas de litografia para a fabricação da geometria Hall em filmes IV-VI crescidos sobre substratos de BaF_2 (111). Um estudo prévio da difusão do In em filmes de PbTe mostrou a viabilidade da utilização do In como contato metálico. Na realização dos processos litográficos, várias soluções foram implementadas para resolver os problemas gerados pelos degraus de clivagem e a fragilidade mecânica, inerentes ao BaF_2. Dois conjuntos de máscaras para geometria Hall foram projetados e fabricados segundo as normas ASTM (76-84). O primeiro conjunto destinou-se à fabricação de uma geometria Hall de oito contatos com pads pequenos visando soldas com soldadora automática, e o segundo foi desenhado para uma geometria Hall de seis contatos com pads maiores para a realização da solda artesanal. Os parâmetros ótimos das diversas etapas dos processos litográficos contemplando a preparação, corte da amostra, fixação em lâmina de silício, corrosão do filme de compostos IV-VI, procedimentos para aberturas de janelas, deposição dos contatos metálicos e remoção dos filmes metálicos por lift off ou corrosão química foram determinados. De um modo geral, os resultados dos diferentes níveis de fotogravação foram satisfatórios. A comparação das medidas elétricas entre amostras de um mesmo filme de PbTe preparadas na geometria van der Pauw, sem litografia, e na geometria Hall mostrou que o processamento litográfico aplicado para a fabricação da barra Hall não apresenta nenhuma influência significativa na medida das propriedades elétricas do filme. A segunda parte do trabalho foi dedicada ao estudo da dopagem de filmes de PbTe com o BaF_2, visando obter um dopante extrínseco alternativo do tipo-p para o PbTe. Com este propósito, uma série de filmes de PbTe com nível de dopagem nominal entre 0,02% e 10% foi crescida por epitaxia de feixe molecular. Os resultados das medidas elétricas mostraram que a concentração de buracos aumenta de 5×10^17 a 1×10^19 cm^-3 com a elevação do nível de dopagem de BaF2 de 0,02% a 0,4%, e satura em p ~ 1019 cm^-3 para dopagem com níveis mais altos. O fenômeno de auto-compensação é provavelmente responsável pelo efeito de saturação, dado o aumento da densidade de defeitos observado para as altas dopagens. O fato da concentração de portadores se manter praticamente constante para temperaturas entre 10 e 350 K para todos os filmes de PbTe:BaF_2 sugere que o nível de impureza permanece ressonante com a banda de valência, semelhante ao comportamento dos defeitos nativos. As curvas de mobilidade versus temperatura mostraram que, em temperaturas maiores que 80 K, as amostras com os menores níveis de dopagem seguem aproximadamente o comportamento do espalhamento por fônons óticos (μ ~ T^-5/2) e, assim que o nível de dopagem aumenta, a mobilidade das amostras desvia deste limite para a linha de μ ~ T^-3/2. Os resultados da difração de raios X e da microscopia de força atômica mostram que as camadas de PbTe permanecem com uma qualidade cristalina relativamente boa mesmo para dopagens de até 1%. Para níveis de dopagem acima de 2%, os resultados indicam um comprometimento da qualidade estrutural e morfológica dos filmes de PbTe. ABSTRACT: The first part of the work dealt with the application of lithographical techniques to fabricate Hall geometry of IV-VI films grown on (111) BaF_2 substrates. A previous study of In diffusion in PbTe films confirmed the viability of using In as a metallic contact. During the lithographic process, some solutions were implemented to resolve the problems generated by the cleavage steps and mechanical fragileness, inherent to the BaF2 substrate. Two sets of Hall geometry masks were projected and fabricated according to the ASTM (76-84) norm. The first set was dedicated to fabricate eightcontact Hall geometry with small pads, aiming soldering with automatic bonders, and the second set was designed for six-contact Hall geometry with larger pads to allow manual soldering. The optimal parameters for the different lithographic processing steps, including preparation, sample cutting, mounting on Si wafer, IV-VI film chemical etching, contact windows opening, metallic contact deposition, removal of metallic films by lift off or chemical etching were determined. In general, the results of the different photolithographic levels were satisfactory. The comparison between the electrical measurements performed on van der Pauw samples, prepared without lithography, and Hall geometry samples of the same PbTe film proved that the lithographic processes have no significant influence on the measurement of electrical properties of the film. The second part of the work was dedicated to the study of PbTe doping with BaF_2, in order to obtain an alternative extrinsic p-type dopant for PbTe. For this purpose, a series of PbTe layers with nominal doping level from 0.02% to 10% were grown by molecular beam epitaxy. The electrical measurements results showed that the hole concentration increases from 5×10^17 to 1×10^19 cm^-3 as the BaF_2 doping level raises from 0.02% to 0.4%, and saturates at p ~ 10^19 cm^-3 for higher doping levels. Self compensation is probably responsible for the saturation effect, due to the increase in defect density observed for the highest doped samples. The fact that the carrier concentration remains almost constant as the temperature varies from 10 to 350 K for all PbTe:BaF_2 samples suggests that the impurity level stays resonant with the valence band, similar to the native defects behavior. The mobility versus temperature curves demonstrated that, for temperatures higher than 80 K, the lowest doped samples follow approximately the optical phonon scattering curve (μ ~ T^-5/2) and, as the doping level is raised, the mobility deviates from this limit to the μ ~ T^-3/2 line. The results of the x-ray diffraction and atomic force microscopy analysis showed that PbTe layers remains with a relatively good crystalline quality even for doping levels up to 1%. For doping higher than 2%, the results indicated that the structural quality of the PbTe films becomes worse.
ÁreaETES
Arranjourlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > CMS > Processos litográficos em...
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Banca_ÚrsulaAndreia.pdf 30/10/2009 09:56 22.6 KiB 
Originais/Tese_final_biblioteca_v1.doc 09/10/2009 11:31 7.4 MiB
publicacao.pdf 30/10/2009 11:28 2.0 MiB
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viveca@sid.inpe.br
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simone
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5. Fontes relacionadas
Repositório Espelhosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17.24
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F358GL
DivulgaçãoNTRSNASA; BNDEPOSITOLEGAL.
Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17
6. Notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyright creatorhistory descriptionlevel doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype
7. Controle da descrição
e-Mail (login)sergio
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1. Identificação
Tipo de ReferênciaTese ou Dissertação (Thesis)
Sitemtc-m16c.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP8W/35K6B48
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/07.05.19.31
Última Atualização2009:11.19.14.56.12 (UTC) administrator
Repositório de Metadadossid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/07.05.19.31.29
Última Atualização dos Metadados2020:04.28.17.48.44 (UTC) administrator
Chave SecundáriaINPE-16584-TDI/1573
Chave de CitaçãoDantas:2009:SiCoNo
TítuloSimulação computacional de novos materiais através da teoria do funcional da densidade
Título Alternativocomputational simulation of new materials using density functional theory
CursoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
Ano2009
Data2009-07-31
Data de Acesso19 abr. 2024
Tipo da TeseTese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
Número de Páginas144
Número de Arquivos1
Tamanho3707 KiB
2. Contextualização
AutorDantas, Nilton Souza
GrupoCMS-SPG-INPE-MCT-BR
BancaTeles, Lara Kuhl (presidente)
Silva, Erasmo Assunção de Andrada e (orientador)
Silva, Antônio Ferreira da (orientador)
Granato, Enzo
Motisuke, Paulo
Almeida, Jailton Souza de
Endereço de e-Mailnilton@las.inpe.br
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais
CidadeSão José dos Campos
Histórico (UTC)2009-07-05 19:31:30 :: nilton@las.inpe.br -> yolanda ::
2009-07-06 17:44:04 :: yolanda -> nilton@las.inpe.br ::
2009-07-06 21:14:12 :: nilton@las.inpe.br -> administrator ::
2009-07-07 16:16:11 :: administrator -> nilton@las.inpe.br ::
2009-09-18 04:10:44 :: nilton@las.inpe.br -> yolanda ::
2009-10-30 14:39:24 :: yolanda -> camila ::
2009-10-30 14:45:19 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-10-30 17:34:43 :: viveca@sid.inpe.br -> camila ::
2009-11-09 13:29:03 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-11-09 13:48:08 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2009-11-13 21:29:19 :: administrator -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-11-16 19:28:08 :: viveca@sid.inpe.br -> camila ::
2009-11-19 14:56:23 :: camila -> viveca@sid.inpe.br ::
2009-11-24 15:59:26 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator ::
2020-04-28 17:48:44 :: administrator -> simone :: 2009
3. Conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chavesimulação computacional
teoria do funcional da densidade
novos materiais
estrutura eletrônica
propriedades ópticas
computational simulation
density functional theory
new materials
electronic structure
optical properties
ResumoEsta tese apresenta os resultados da simulação computacional de diversos materiais semicondutores usando métodos derivados da Teoria do Funcional da Densidade, baseados em expansão de Ondas Planas Aumentadas e Linearizadas (LAPW) com cálculo do potencial cristalino real (FP). O funcional de correlação e troca pode ser tratado tanto pelo método da Aproximação da Densidade Local (LDA) ou pela Aproximação do Gradiente Generalizado (GGA). Os produtos desse trabalho são apresentados em cinco artigos anexos, dos quais quatro foram publicados em periódicos internacionais e um está em preparação para ser submetido a publicação. O primeiro artigo apresenta um estudo nos limites ( extit{band-edges}) das bandas de condução (BC) e valência (BV) de calcogenetos de chumbo Pb extit{Y} e estanho Sn extit{Y} ( extit{Y} = S, Se, and Te). Os principais resultados mostrados nesse trabalho são: (1) Sn extit{Y} são semicondutores de extit{gap} zero extit{E}$ _g$ = 0 se a interação spin-órbita (SO) for excluída dos cálculos. Isso acontece porque a BC e a BV se cruzam ao longo da linha Q $ equiv$ LW. (2) Incluindo a interação SO, o cruzamento desaparece e surge um extit{gap} direto ao longo da linha Q, distante do ponto extit{L}. Dessa forma, o extit{gap} fundamental $ E_g$ em Sn extit{Y} é induzido por interação SO e a energia de extit{gap} é de $ E_g$ $ pprox$ 0.2$ -$ 0.3 eV. No ponto extit{L} a BC tem simetria extit{L}$ _4^{ }$ e a BV e anti-simétrica extit{L}$ _4^{-}$ , por essa razão, o coeficiente de pressão $ partial extit{E}_g/partial p$ no ponto extit{L} é positivo. (3) Pb extit{Y} tem extit{gap} direto no ponto extit{L} quando a interação SO é incluída e também quando é excluída. Em contraste ao que acontece no Sn extit{Y}, a interação SO diminui a energia do extit{gap} no Pb extit{Y}. (4) Incluindo a interação SO o LDA fornece simetria incorreta, tanto para BV quanto para BC no ponto extit{L}; o BC tem simetria L$ _4^{ }$ e o BV tem simetria L$ _4^{-}$ . Contudo, um pequeno incremento no volume da célula unitária corrige a falha do LDA, produzindo o BCM anti-simétrico e um BVM simétrico, e por essa razão, o coeficiente de pressão $ partial extit{E}_g/partial p$ passa a ser negativo, em concordância com resultados experimentais. (5) Apesar de Pb extit{Y} e Sn extit{Y} terem diferentes comportamentos nos limites da BC e BV em seus respectivos parâmetros de rede no equilíbrio, a mudança que ocorre nesses limites com respeito ao volume da célula unitária é qualitativamente a mesma em todos os seis calcogenetos estudados. (6) Por fim, na discussão da simetria nos limites das banda é importante estabelecer sem ambiguidade a origem do sistema de coordenadas na célula unitária; um deslocamento de ( extit{a}/2,0,0) muda o rótulo L$ _4^{ }$ $ Longleftrightarrow$ L$ _4^{-}$ das representaçõs irredutíveis. O segundo artigo descreve a investigação da resposta óptica linear de ligas de Pb$ _{1-x}$ Sn$ _{x}$ Te em termos da função dielétrica complexa $ arepsilon(omega) = arepsilon_1(omega) iarepsilon_2(omega)$ . As partes real e imaginária da função dielétrica de uma liga do material Pb$ _{1-x}$ Sn$ _{x}$ Te (x = 0,00; 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00) foram comparadas com dados experimentais de elipsometria de amostras de concentração de Sn semelhantes, crescidas através de epitaxia de feixe molecular (MBE) em substratos de BF$ _2$ com áreas de 15 x 15 mm$ ^2$ . Os resultados teóricos mostraram boa concordância com os dados experimentais. O perfil geral das curvas é muito semelhante nos dois casos e também há concordância no deslocamento dos picos de absorção devido a mudança na concentração de Sn. No terceiro artigo, a densidade de estados, a estrutura de banda e a função dielétrica de tri-iodeto de bismuto BiI$ _{3}$ e antimônio SbI$ _{3}$ foram investigadas teoricamente. Foi encontrado que a interação SO tem importante efeito na energia de extit{gap} e na dispersão das bandas de ambos os materiais BiI$ _{3}$ e SbI$ _{3}$ . A função dielétrica do BiI$ _{3}$ foi comparada com dados experimentais disponíveis na literatura, enquanto que para o SBI$ _{3}$ , até onde se sabe, não há dados experimentais disponíveis. A energia de extit{gap} encontrada para ambos os materiais varia entre 1.82 $ <$ E$ _{g}$ $ <$ 1.92 eV. O quarto artigo apresenta o resultado de cálculos da estrutura de banda, densidade de estados e função dielétrica do nitreto de tálio, TlN e do nitreto de alumínio, AlN, ambos nas fases extit{wurtzite} WZ e extit{zinc-blende} ZB. Como já é bem conhecido, o LDA subestima o extit{gap} em aproximadamente $ 40-50%$ , de modo que, no caso do AlN, ele foi corrigido para ficar compatível com o valor experimental usando o método proposto por Bechstedt e Del Sole. As constantes de rede e a constante dielétrica para o AlN mostram boa concordância com dados experimentais, enquanto que para o TlN, não há resultados experimentais conhecidos. Os resultados de densidade de estados, estrutura de banda e função dielétrica do TlN sugerem um comportamento metálico, com a energia de extit{gap} muito pequena, $ E_g pprox$ 0. O quinto artigo apresenta uma proposta para um novo material semicondutor baseado em liga ternária de Al$ _{1-x}$ Tl$ _x$ N. Foram feitos cálculos baseados em primeiros princípios da fase ZB para estudar propriedades estruturais, eletrônicas e ópticas desse hipotético material. Foi encontrado que a constante de rede varia linearmente com a concentração de tálio, obedecendo a lei de Vegard. A energia de extit{gap} se extende do ultravioleta até o infravermelho com o aumento da concentração de tálio, o que, a princípio, torna o material interessante para aplicações em dispositivos ópticos operando na região do infravermelho, dentre outras aplicações. ABSTRACT: This Thesis presents the results of computer simulations of the different semiconductor materials using Density Functional Theory (DFT) based methods. The wave functions of Kohn-Sham equation are expressed in terms of Linearized Augmented Plane Waves (LAPW) basis set and there is no shape approximation for the potential (full potential - FP). The exchange-correlation potential was treated within the Local Density Approximation (LDA) and Generalized Gradient Approximation (GGA). The results are presented in a collection of five papers, of which four papers were published in international scientific journals and the last one is in preparation. The first paper presents the electronic band-edges of lead chalcogenides Pb\textit{Y} and tin chalcogenides Sn\textit{Y} (\textit{Y} = S, Se, and Te). The highlight results are: (1) Sn\textit{Y} are zero-gap semiconductors \textit{E}$ _g$ = 0 if the spin-orbit (SO) interaction is excluded. The reason for this is that the conduction band (CB) and the valence band (VB) cross along the Q $ \equiv$ LW line. (2) Including the SO interaction splits this crossing and creates a direct gap along the Q-line, thus away from the {L} symmetry point. Hence, the fundamental band gap \textit{E}$ _g$ in Sn\textit{Y} is induced by the SO interaction and the energy gap is rather small \textit{E}$ _g$ $ \approx$ 0.2$ -$ 0.3 eV. At the \textit{L}-point, the CB state has symmetric \textit{L}$ _4^{+}$ and the VB state is antisymmetric \textit{L}$ _4^{-}$ , thereby the \textit{L}-point pressure coefficient $ \partial \textit{E}_g/\partial p$ is a positive quantity. (3) Pb\textit{Y} have a direct band gap at the \textit{L}-point both when SO coupling is excluded and included. In contrast to Sn\textit{Y}, the SO interaction decreases the gap energy in Pb\textit{Y}. (4) Including the SO interaction, the LDA yields incorrect symmetries of the band-edge states at the \textit{L}-point; the CB state has \textit{L}$ _4^{+}$ and the VB state has \textit{L}$ _4^{-}$ symmetry. However, a small increase of the cell volume corrects this LDA failure, producing an antisymmetric CB state and a symmetric VB state, and thereby also yields the characteristic negative pressure coefficient $ \partial \textit{E}_g/\partial p$ in agreement with experimental findings. (5) Although Pb\textit{Y} and Sn\textit{Y} have different band-edge physics at their respective equilibrium lattice constants, the change of the band-edges with respect to cell volume is qualitatively the same for all six chalcogenides. (6) Finally, in the discussion of the symmetry of the band edges, it is important to clearly state the chosen unit cell origin; a shift by (\textit{a}/2,0,0) changes the labeling \textit{L}$ _4^{+}$ $ \Longleftrightarrow$ \textit{L}$ _4^{-}$ of the irreducible representations. The second paper shows the investigation of linear optical response of Pb$ _{1-x}$ Sn$ _{x}$ Te alloys in terms of the complex dielectric function $ \varepsilon(\omega) = \varepsilon_1(\omega) + i\varepsilon_2(\omega)$ . The real and imaginary parts of dielectric function of Pb$ _{1-x}$ Sn$ _{x}$ Te (\textit{x} = 0,00; 0,25; 0,50; 0,75 and 1,00) were compared with experimental measurements of elipsometry of five samples of Pb$ _{1-x}$ Sn$ _{x}$ Te (with the same \textit{x}) grown through molecular bean epitaxy on BF$ _2$ substrates with an area of $ 15 \times 15 mm^2$ . In the third paper the electronic structure and dielectric functions of bismuth tri-iodide, BiI$ _{3}$ , and antimony tri-iodide, SbI$ _{3}$ , are investigated theoretically by means of FPLAPW method. It was found out that the spin-orbit (SO) coupling has strong effect on the band gap and on the electronic structure of both BiI$ _{3}$ and SbI$ _{3}$ . The calculated dielectric function was compared with experimental data whenever it is possible. For both materials the band gap energies are in a range 1.82 $ <$ E$ _{g}$ $ <$ 1.92 eV. The fourth paper presents calculations of the band structure, density of states and the real and imaginary parts of the dielectric functions in TlN and AlN compounds, both for wurtzite and zinc-blende polytypes. It is well known that the LDA underestimates the band gap about $ 40-50\%$ , so the energy gap of AlN was corrected using a quasi-particle method proposed by Bechstedt and Del Sole. The lattice constant and dielectric constant for AlN are in good agreement with experimental values while for TlN there is no experimental data. The density of states, the band structure and the dielectric function of the TlN compound suggest a metalic behavior with a band gap close to $ \approx$ 0. The fifth paper presents a propose for a new ternary semiconducting Al$ _{1-x}$ Tl$ _x$ N alloy as new material for optoelectronic applications. Calculations of the zinc-blende phase have been performed of study structural, electronic and optical properties of the theoretically designed thallium-aluminum based nitride alloys. It was found out that the lattice constants vary linearly with thallium composition whereas the band gap and absorption edge span from ultraviolet to infrared energy region by increasing thallium content which make the predicted material interesting for infrared optical devices among other technological applications. .
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Repositório Espelhosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17.24
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F358GL
DivulgaçãoNTRSNASA; BNDEPOSITOLEGAL.
Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/03.17.15.17
6. Notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyright creatorhistory descriptionlevel doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup readpermission resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype
7. Controle da descrição
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