Programa de Pós-Graduação em Física

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Absorção em quasi-cristais fotônicos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-07-27) Silva, Everson Frazão da; Vasconcelos, Manoel Silva de; http://lattes.cnpq.br/6345339220512423; http://lattes.cnpq.br/5742169631007551; Anselmo, Dory Helio Aires de Lima; http://lattes.cnpq.br/0554474279738500; Albuquerque, Eudenilson Lins de; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; Pereira Júnior, João Milton; http://lattes.cnpq.br/8000258491459487; Costa Filho, Raimundo Nogueira da; http://lattes.cnpq.br/0434393043515628
Depois do trabalho pioneiro de Yablonovitch (em 1987) sobre cristais fotônicos, houve um interesse crescente nos estudossobre a propagação de ondas eletromagnéticas em multicamadas periódicas, principalmente pela possibilidade de guiar,permitir ou proibir a propagação da luz em determinadas faixas de frequência com o uso dos band gaps. Por outro lado, após ostrabalhos pioneiros de Kohmoto (também em 1987), o estudo dos quasi-cristais fotônicos vem recebendo bastante destaque. Osquasi-cristais fotônicos exibem ordem de longo alcance, simetria não translacional e uma característica nos espectros ópticosde auto-similaridade, uma propriedade bastante interessante nos estudos dos fractais. Nesta tese de doutorado, abordaremos umestudo sobre o espectro de absorção e transmissão óptica em multicamadas, utilizando a teoria dos quasi-cristais fotônicos. Atécnica que utilizamos para o cálculo do espectro óptico é a técnica da matriz transferência. Os quasi-cristais fotônicos queestudamos são formados pelas sequências de Octonacci e Dodecanacci. Também, os grafenos são materiais que receberambastante atenção por suas propriedades optoeletrônicas, mesmo com ausência de band gap. Nesta tese usamos o Grafeno nasinterfaces entre as camadas para obtenção dos espectros e comparamos os resultados com o caso sem grafenos. Investigamostambém o efeito do potencial químico para o controle dos band gaps nessas estruturas, bem como a influência da incidênciaoblíqua. O estudo da absorção coerente perfeita tem recebido também bastante destaque nos últimos anos, sobretudo pordiversas aplicações tecnológicas, como moduladores, refletores de Bragg, estruturas plasmônicas, entre outras. Por outro lado,sistemas hermitianos, anteriormente presentes apenas na mecânica quântica, tiveram seus estudos se expandindo para sistemas-acústicos e eletrônicos. Os sistemas não hermitianos, tiveram seu equivalente em sistemas ópticos onde ocorre o quechamamos de simetria de paridade-tempo (simetria PT), onde os índices de refração do material satisfazem a condição n(x) =n * (-x). Nesta tese calculamos ainda o espectro de transmissão em um cristal fotônico com simetria PT que são formados porsequências quasi-periódicas bastante conhecidas na literatura, a saber: Fibonacci, Thue Morse e Duplo Período. Em nossosresultados mostramos a existência de picos de alta transmissão em conseqüência da definição da simetria PT nos quasi-cristaisfotônicos.
Análise do Efeito Goos-Hanchen e Não-reciprocidade do fluxo de potência em antiferromagnéticos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-06-26) Lima, Francinete de; Dumelow, Thomas; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; ; http://lattes.cnpq.br/6971289656108891; ; Costa, José Alzamir Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/5592146590288686; Queiroz Junior, Idalmir de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; Anselmo, Dory Hélio Aires de Lima; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4790590Y7
Este estudo observa que, em certas situações, um raio de luz refletido pode ser deslocado lateralmente em relação ao raio incidente com incidência normal (efeito Goos-H anchen). A não-reciprocidade da reflexão e a propriedade fundamental para se conseguir este deslocamento lateral. Para isto, consideramos a reflexão de um raio de luz em um antiferromagnético na presença de um campo magnético externo, nas frequências associadas com os polaritons de magnons. Este sistema, mesmo na ausência de absorção, mostra não-reciprocidade na fase da radiação refletida, nas regiões "reststrahl" (reflexão total), no fluxo de potência dentro do antiferromagnético. Este fluxo se propaga paralelo a superfície mesmo em incidência normal. Em um modelo simples, um raio finito pode ser considerado como uma soma Fourier de ondas planas. Na reflexão em um antiferromagneto, devido a não-reciprocidade na fase, a interferência entre as ondas planas refletidas efetivamente gera um deslocamento lateral no raio refletido em relação ao raio incidente. Nas regiões "reststrahl", o efeito também pode ser descrito em termos da propagação do fluxo de energia paralelo a superfície dentro do antiferromagneto. Para confirmar o efeito, e investigá-lo com mais profundeza, as seguintes simulações foram feitas: Simulação de reflexão de um raio gaussiano incidente normalmente sobre o antiferromagneto MnF2. Um deslocamento do raio refletido e observado para frequências na região de "reststrahl" e também na região do volume. Os resultados estão em acordo com o modelo clássico do efeito Goos-Hanchen; Simulação do perfil do campo no plano xy, onde y e perpendicular a superfície e z é a direção do campo externo. A simulação mostra não somente o deslocamento do raio refletido, mas também o perfil do campo dentro do antiferromagneto (representando essencialmente uma onda evanescente nas regiões de "reststrahl") que também sofre um deslocamento lateral; Simulação da transmissão através de um filme antiferromagneto. Os cálculos mostram que o raio transmitido não sofre deslocamento. Este resultado está associado com o fato que a fase transmitida e recíproca; Simulação do fluxo de potência nas regiões "reststrahl" (reflexão total) e regiões de volume (transmissão dentro da amostra), com o objetivo de analisar o comportamento da energia nestas regiões
Cálculos AB initio de propriedades estruturais, eletrônicas e ópticas de colmpostos CaXo3 (X=Si, Ge, Sn)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2006-12-21) Henriques Neto, José de Miranda; Costa, José Alzamir Pereira da; Freire, Valder Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/8647922327100953; ; http://lattes.cnpq.br/5592146590288686; ; http://lattes.cnpq.br/0396226790771119; Caetano, Ewerton Wagner; ; http://lattes.cnpq.br/6647492142392254; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; Ferreira, Eraldo Costa; ; http://lattes.cnpq.br/0123031854564981
Apresentamos neste trabalho um estudo das propriedades estruturais, eletrônicas e ópticas, em condições ambiente, dos cristais de CaSiO3, CaGeO3 e CaSnO3, todos integrantes da classe das Ca-perovskitas. Para cada um destes materiais foram obtidos, a partir de dados experimentais, a otimização da geometria cristalina, parâmetros de rede, volume da célula unitária, densidade, ângulos e distancias interatômicas, estrutura de bandas, massas efetivas de portadores, densidade de estados total e por átomo,função dielétrica, índice de refração, absorção óptica, reflectividade, condutividade óptica e função perda. Foi empregada para estas determinações cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo da teoria do funcional da densidade, nas aproximações LDA e GGA, procedendo-se uma comparação entre os resultados alcançados nas duas abordagens, exceção feita para o CaSiO3, em que apenas o calculo com GGA não foi realizado devido ao alto custo computacional que sua estrutura cristalina com baixa simetria impôs. A bibliografia sobre a família das perovskitas, juntamente com o levantamento dos principais problemas estudados referentes a estes materiais em geral, e as Ca-perovskitas em particular, nos permite atestar a ausência de cálculos ab initio em estrutura eletrônica no contexto das principais produções cientificas relacionadas, justificando a relevância do presente trabalho
Conducão eletrônica e propriedades termodinâmicas da molécula de DNA
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-05-28) Sarmento, Ricardo Gondim; Fulco, Umberto Laino; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; http://lattes.cnpq.br/8705478077990182; Caetano, Ewerton Wagner; ; http://lattes.cnpq.br/6647492142392254; Caetano, Rodrigo Andre; ; http://lattes.cnpq.br/0780381608061662; Silva, Luciano Rodrigues da; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783310Y1
Nesta tese, estudamos as propriedades termo-eletrônicas da molécula de DNA. Para tal propósito, fizemos uso de três tipos de modelos com o DNA, todos assumindo uma geometria plana (2D), construídos cada um através das sequências quase-periódicas (Fibonacci e/ou Rudin-Shapiro) e de uma sequência de DNA natural, parte do cromossomo humano Ch22 . Os dois primeiros modelos apresentam dois tipos de componentes que são: as bases nitrogenadas (Guanina G, citosina C, Adenina A e Timina T) e um grupamento açúcar-fosfato (SP), enquanto o terceiro modelo apresenta somente as bases nitrogenadas. No primeiro modelo calculamos as densidades de estados utilizando o formalismo de Dyson e as transmitâncias pela equacão de Schrödinger independente do tempo. No segundo modelo fizemos uso do processo de renormalizacão para obtemos os perfis das transmitâncias e consequentemente as curvas I (corrente) _ V (voltagem). No terceiro modelo calculamos as densidades de estados pelo formalismo de Dean e utilizamos os resultados juntamente com a estatística de Fermi-Dirac para obtemos os potenciais químicos e os calores específicos quânticos. Finalmente, comparamos as propriedades físicas encontradas para as sequências quase-periódicas e para aqueles que utilizam um trecho da sequência genômica do DNA (Ch22)
Conexão entre as redes complexas e estatística de Kaniadakis e busca eficiente das propriedades críticas do processo epidêmico difusivo 1D
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-02-17) Macedo Filho, Antonio de; Silva, Luciano Rodrigues da; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783310Y1; ; http://lattes.cnpq.br/5432651695056904; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; Silva Júnior, Raimundo; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4790590E2; Mendes, Rênio dos Santos; ; http://lattes.cnpq.br/1048662778515772; Moreira, André Auto; ; http://lattes.cnpq.br/4417117445512655
Neste trabalho, estudamos a conexão entre uma estatística não Gaussiana, a estatística de Kaniadakis, e as redes complexas. Nós mostramos que a distribuição de conectividades P(k), de uma rede livre de escala, pode ser determinada usando a maximização da entropia de informação no contexto de estatísticas não Gaussianas. Como exemplo, discutimos uma análise numérica baseada no modelo de crescimento com ligação preferencial e comparamos o comportamento numérico da distribuição de conectividade entre as estatísticas de Kaniadakis e a de Tsallis. Analisamos, ainda, o processo de propagação de epidemia em uma rede regular unidimensional. O sistema que compõe o modelo é composto de espécies A (sadios) e espécies B (doentes) que se difundem, independentemente na rede, com taxas DA e DB e seguem a regra dinâmica probabilística A+B → 2B e B → A. Este modelo, pertence à categoria de sistemas de não equilíbrio com um estado absorvente e uma transição de fase entre os estados ativo-inativo do sistema. Investigamos o comportamento crítico, usando um algoritmo auto-adaptativo para encontrar pontos críticos: o método de busca automática para pontos críticos (MBA). Comparamos nossos resultados com os correspondentes da literatura científica e encontramos que o MBA determina, com sucesso, os expoentes críticos 1/ѵ e 1/zѵ em todos os casos DA = DB, DA < DB e DA > DB. As simulações mostraram que o processo epidêmico difusivo tem os mesmos expoentes críticos encontrados no contexto da Teoria de Campo. Além disso, encontramos que, ao contrário das predições de Grupo de Renormalização, o sistema não mostra uma transição de fase descontínua para o regime DA > DB
Confinamento de fónons ópticos em estruturas piezoelétricas periódicas e quasiperiódicas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2005-11-12) Sesion Júnior, Paulo Dantas; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4705506E0; Vasconcelos, Manoel Silva de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728584D2; Costa, José Alzamir Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/5592146590288686; Bezerra, Claudionor Gomes; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780822H8
Neste trabalho estudamos o espectro de fónons ópticos em estruturas periódicas e quasiperiódicas (tipo Fibonacci) compostas pelos nitretos da família dos semicondutores III-V (GaN and AlN) intercalados por um material dielétrico (sílica-SiO2). Devido ao desalinhamento entre as camadas da sílica e do GaN, AlN, que pode levar a deslocamentos atômicos com densidade eletrônica tão alta quanto 1010 cm−1, e uma diferença de parâmetro de rede (_ 14%), a dinâmica dos fónons será descrita por meio de um modelo teórico em que as equações eletromagnéticas e elásticas estão acopladas através do tensor piezoelétrico, ressaltando o campo de polarização piezoelétrica presente. Usamos também um tratamento de matriz transferência para simplificar a álgebra do problema, que seria, caso contrário, bastante complicada, permitindo uma expressão analítica elegante para a curva de dispersão dos fónons. Além disso, uma análise quantitativa da localização e magnitude das larguras de bandas de energia permitida no espectro dos fónos ópticos, assim como a sua lei de escala são apresentados e discutidos
Efeitos interfaciais em heteroestruturas quânticas nô-abruptas: GaAs/ALxGa1-xAs
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2001-10-11) Ferreira, Eraldo Costa; Costa, José Alzamir Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/5592146590288686; ; http://lattes.cnpq.br/0123031854564981; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; Fulco, Paulo; ; http://lattes.cnpq.br/8531312845628389; Freire, José Alexander de King; ; http://lattes.cnpq.br/1082060511849513; Freire, Valder Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/8647922327100953
Um minuncioso estudo das propriedades de confinamento em heterostructuras bidimensionais(poços quânticos) GaAs/AlxGa1_xAs, com interfaces graduais é realizado. Um modelo teórico que represente bem a variação da fração molar do alumínio nas interfaces, resultante do aparecimento de micro-rugosidades e ilhas durante os processos de crescimento e recozimento pós-crescimento da amostra, é elaborado. Vários perfis desta fração molar de alumínio nas interfaces são considerados. Soluções analíticas da equação de Schrodinger, na aproximação da massa efetiva constatne nas interfaces, resultando em equações transcendentais, que possibilitam a obtenção dos níveis de energia dos portadores, decorrentes do seu confinamento quântico, são apresentadas. Energias de ligação e de confinamento de excitons 2D, utilizando-se um método analítico e numerérico e a aproximação do potencial efetivo, são também calculadas. Resultados numéricos para os níveis de energia dos portadores e para as energias de ligação e de confinamento dos excitons 2D, em poços quânticos GaAs/Al0.35Ga0.65As não-abruptos, sem e com a presença de campo elétrico aplicado para vários perfis interfaciais da fração de molar, são mostrados. Para a obtenção desses resultados, faz-se uso do método dos degraus múltiplos e da técnica da matriz de transferência, e adota-se, como operador de energia cinética, o de Ben-Daniel e Duque para uma massa efetiva dependente da posição. Conclui-se que um modelo que leva em conta a existência de interfaces não-abruptas e seus diversos perfis é indispensável para uma melhor descrição das propriedades opto-eletrônicas de poços quânticos GaAs/AlxGa1-xAs, enquanto que a aproximação das interfaces abruptas apresenta-se bastante limitada
Equivalente fotônico a borboleta de Hofstadter
(2018-07-25) Dutra, Renato Ferreira; Vasconcelos, Manoel Silva de; ; ; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; Medeiros, Fábio Ferreira de;
No presente trabalho fazemos o estudo te´orico da propaga¸c˜ao de ondas eletromagn´etica em um sistema de multicamadas, cujo o ´ındice de refra¸c˜ao de cada camada ´e modulado pela fun¸c˜ao que descreve o potencial do modelo de Harper unidimensional. Aplicamos o m´etodo da matriz de transferˆencia para obtemos os espectros de transmitˆancia em fun¸c˜ao da frequˆencia reduzida ω/ω0. A aplica¸c˜ao da topologia na fotˆonica est´a despertando grande interesse na f´ısica da mat´eria condensada, junto com a descoberta de novas fases da mat´eria chamadas de isolante topol´ogicos, que s˜ao caracterizadas pelo surgimento de fenˆomenos de bordas topologicamente protegidos. Com objetivo de identificamos poss´ıveis estados de borda ou estados topol´ogicos, calculamos o espectro de transmitˆancia em fun¸c˜ao da frequˆencia reduzida ω/ω0 e da fase φ para trˆes casos: o primeiro, quando espessuras das camadas s˜ao dadas pela rela¸c˜ao de comprimento ´optico Ijdj = λ0/4, onde Ij ´e o ´ındice de refra¸c˜ao da camada j; o segundo, quando todas as espessuras das camadas s˜ao iguais, dj = d; por ´ultimo, quando as espessuras das camadas s˜ao relacionadas por d2j = 2d2j+1. Al´em disso, obtivemos o espectro de transmitˆancia em fun¸c˜ao do parˆametro de controle de periodicidade τ . No ponto cr´ıtico λ = 0.5, reproduzimos o equivalente fotˆonico a borboleta de Hofstadter, e que corresponde a um estado cr´ıtico na transi¸c˜ao metal-isolante, isto ´e, para λ < 0.5, o sistema ´e equivalente a um estado condutor e quando λ > 0.5, o sistema ´e equivalente a um estado isolante.
Espectro das ondas de spin lineares e não-lineares em multicamadas magnéticas anisotrópicas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 1999-10-29) Anselmo, Dory Hélio Aires de Lima; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; ; http://lattes.cnpq.br/0554474279738500; Lucena, Liacir dos Santos; ; http://lattes.cnpq.br/7151949476055522; Silva, Luciano Rodrigues da; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783310Y1; Muniz, Roberto Bechara; ; http://lattes.cnpq.br/5601107886236184; Freire, Valder Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/8647922327100953
Apresentamos um estudo teórico sobre ondas de spin em diferentes regimes magnéticos, que se propagam em materiais cristalinos e super-redes ferromagnéticas e antiferromagnéticas. Nosso trabalho se concentra na descrição dos modos de superfície e volume das ondas de spin que se propagam em tais estruturas, através do emprego de técnicas de matriz-transferência, segunda quantização e funções de Green. Também apresentamos uma extensão de trabalhos anteriores, baseados somente no método matricial. O aspectro das ondas de spin no regime de troca (exchange) é estudado através da resolução da equação de movimento na representação de Heisemberg da mecânica quântica para operadores de spin. Técnicas matriciais são aplicadas para o estudo dos magnons no citado regime em materiais ferromagnéticos, antiferromagnéticos e que apresentam metamagnetismo. Nosso Hamiltoniano é composto de termos Zeeman, de troca, e quando se aplicar o caso, de anisotropias uniaxial e não-uniaxial. Uma componente não-uniaxial no Hamiltoniano produz complicações matemáticas na equação de movimento resultante. As matrizes de spin que seriam bloco0-diagonais apresentam termos na forma de blocos fora da diagonal neste caso. Os parâmetros físicos principais considerados são o spin médio S, o campo magnético externo Ho aplicado (que pode ter uma orientação arbitrária), a constante de acoplamento (no caso de regime de troca) e a função permeabilidade (no regime magnetostático). Também descrevemos o comportamento das ondas de spin em super-redes quasiperiódicas, apresentando os aspectros de dispersão no regime magnetostático. Definimos como construir tais estruturas a partir dos blocos constituintes não periódicos. Com o crescente desenvolvimento de métodos de crescimento de super-redes e sistenmas de multi-camadas, foi possível crescer tais estruturas, tais como GaAs-AlAa e Mo-V. Técnicas experimentais, incluindo espalhamento de raios-X e Raman, podem ser aplicadas para a verificação de nossos resultados. Finalmente, apresentamos possíveis extensões para nossa teoria, incluindo o estudo do comportamento fractal das soluções
Espectro de Polariton de Plasmons e Ondas de Luz em Quasi-Cristais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 1999-07-12) Vasconcelos, Manoel Silva de; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728584D2; Mariz, Ananias Monteiro; ; http://lattes.cnpq.br/7218040405934056; Almeida, Nilson Sena de; ; http://lattes.cnpq.br/7368118414083905; Farias, Gil Aquino de; ; http://lattes.cnpq.br/5887613029010941; Oliveira, Luiz Eduardo;
Neste trabalho investigamos as propriedades dos espectros de polariton de plasmons e de ondas de luz em super-redes semicondutoras e em multicamadas dielétricas, respectivamente, arranjadas em um padrão quasi-periódico. Esta quasi-periodicidade pode ser do tipo das chamadas sequências substitucionais. Elas são caracterizadas pela natureza de seus espectros de Fourier, que pode ser do tipo dense purê point (sequência de Fibonacci), singular continuous (sequências de Thue-Morse e duplo-período) e absolutely continuous ( sequência de Rudin-Shapiro). Com o objetivo de estudar o espectro de polariton de plasmon, usamos um conveniente modelo teórico baseado no tratamento da matriz-transferência, com as camadas caracterizadas por uma função dielétrica dependente da frequência, incluindo efeitos de retardamento. Encontramos um espectro fractal caracterizado por uma lei de potência para a distribuição de bandas em cada tipo de estrutura quasi-periódica. Para a propagação das ondas de luz em multicamadas dielétricas, os coeficientes de transmissão são derivados através da determinação da matriz-transferência óptica. Uma comparação entre a incidência oblíqua e a incidência normal, nos mostra comportamentos bastante diferentes do espectro de transmitância para um intervalo particular de frequência. No caso da incidência normal, apresentamos resultados numéricos que ilustram o aspecto auto-similar destes espectros, assim como mostram suas impressões digitais ópticas que são determinadas através dos mapas de retorno de seus coeficientes de transmissão. Finalmente, investigamos também as propriedades multifractais destes espectros (polariton de plasmons e ondes de luz)
Espectro de polariton de plasmons e propriedades ópitcas de super-redes tipo cantor
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 1995-07-14) Vasconcelos, Manoel Silva de; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; ; http://lattes.cnpq.br/6345339220512423; Mariz, Ananias Monteiro; ; http://lattes.cnpq.br/7218040405934056; Fulco, Paulo; ; http://lattes.cnpq.br/8531312845628389; Oliveira, Paulo Murilo Castro de; ; http://lattes.cnpq.br/9735333846587797
Neste trabalho investigamos o espectro de polariton de plasmons (modos de volume e superfície) assim como o espectro óptico (reflectância e transmitância) em uma estrutura quasi-periódica, que obedece uma sequência de Cantor. O sistema quasi-periódico de multi-camadas de Cantor é criado quando duas camadas diferentes, de materiais distintos A e B, são dispostos de acordo com a seguinte relação de recorrência: C1 = ABA;C2= C1B2C1;...;Cn= Cn-1BnCn-1 Onde Bn é o mesmo meio da camada B mas com diferente espessura. O aparatus experimental mais simples para medir estes espectros, consiste em posicionar a super-rede tipo Cantor na forma de um filme embebido no vácuo. Usando o método da matriz-transferência, para simplificar a álgebra, é possível determinar-se a relação de dispersão dos polaritons (modos de superfície e volume), assim como as expressões teóricas de reflectância e transmitância. Há uma série de resultados interessantes nestes espectros, os quais discutiremos em detalhes neste trabalho
Espectros de transmissão óptica e polaritons em quasicristais de octonacci
(2016-10-20) Brandão, Edi Rozembergh Brasileiro da Silva; Vasconcelos, Manoel Silva de; ; http://lattes.cnpq.br/6345339220512423; ; http://lattes.cnpq.br/4712310055603627; Anselmo, Dory Helio Aires de Lima; ; http://lattes.cnpq.br/0554474279738500; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; Araújo, Carlos Alexandre Amaral; ; http://lattes.cnpq.br/3650442745348762; Mauriz, Paulo Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/7636664451155498
Neste trabalho, apresentamos um estudo teórico da propagação das ondas eletromagnéticas em estruturas de multicamadas denominadas de Cristais Fotônicos. Dentro deste escopo, este trabalho possui três vertentes. Na primeira parte, estudamos teoricamente os espectros de transmissão em quasi-cristais fotônicos unidimensionais, composta de materiais SiO2 (A) e TiO2 (B), organizada seguindo a sequência de Octonacci, onde o enésimo estágio da multicamada Sn é dado pela regra Sn=Sn-1Sn-2Sn-1, para n ≥ 3 e com S1=A e S2=B. A expressão de transmitância foi obtido empregando um cálculo teórico baseado no método da matriz de transferência. Para ondas incidentes normalmente, observamos que, para uma mesma geração, os espectros de transmissão para ondas transversais eléctricas (TE) e ondas transversais magnéticas (TM) são iguais ao menos de forma qualitativa, e eles apresentam uma propriedade de escala em que um comportamento auto-similar é obtido, como uma evidência de que esses espectros são fractais. Os espectros mostram regiões onde os band gaps unidirecionais emergem para as gerações específicas da estrutura fotônica de Octonacci, exceto para ondas TM. Para ondas TE, notamos que todos eles têm quase a mesma largura, por diferentes gerações. Nós também relatamos a localização de modos como consequência da quase-periodicidade da heteroestrutura.Na segunda parte, investigamos os espectros de transmissão óptica para as ondas de polarização s (TE) e p (TM) em quasi-cristais fotônicos unidimensionais em uma estrutura de multicamadas quase-periódicas composta por camadas alternadas de SiO2 e metamateriais, organizada seguindo a sequência de Octonacci. As equações de Maxwell e técnica da matriz de transferência são usadas para obter o espectro de transmissão para propagação de campos eletromagnéticos incidentes normalmente e obliquamente. Assumimos a resposta dispersiva do tipo Drude-Lorentz para a permissividade dielétrica e permeabilidade magnética dos metamateriais. Para ondas incidentes normalmente, observamos que o espectro não tem comportamento auto-similar ou simetria espelho e também possui a ausência de band gaps óptico. Também mostramos o surgimento de band gaps completos e pseudos refletores de Bragg (ou espelhos de Bragg).Na terceira e última parte, estudamos a propagação dos polaritons de plasmon em sistemas formados por multicamadas periódicas e quase-periódicas organizadas de acordo com a sequência de Octonacci, a partir da descrição do comportamento dos seus modos de volume e de superfície. Através de cálculo analítico e numérico computacional, obtemos inicialmente os espectros de frequência dos polaritons de plasmon nestas superestruturas. Posteriormente, investigamos como a quase-periodicidade modifica a sua estrutura de bandas em relação ao caso periódico, induzindo os seus espectros a uma forma auto-similar, caracterizando a sua fractalidade/multifractalidade.
Espectros fractais em sistemas nanoestruturados e cristais fotônicos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2007-10-17) Medeiros, Fábio Ferreira de; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; ; http://lattes.cnpq.br/7268744971022470; Freire, Valder Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/8647922327100953; Vasconcelos, Manoel Silva de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728584D2; Mariz, Ananias Monteiro; ; http://lattes.cnpq.br/7218040405934056; Silva, Luciano Rodrigues da; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783310Y1
O estudo das excitações elementares (fótons, fônons, plasmons, polaritons, polarons, excitons e magnons) em sólidos cristalinos e sistemas nanoestruturados, entre os quais destacamos os materiais isolantes, semicondutores e magnéticos, constitui um importante campo ativo na pesquisa em física do estado sólido e em física estatística. Dentro deste escopo, este trabalho possui duas vertentes distintas. Na primeira parte, estudamos a propagacão dos polaritons de excitons em sistemas nanoestruturados formados por multicamadas periódicas e quasiperiódicas, a partir da descrição do comportamento dos seus modos de volume e de superfície em seus constituintes individuais. Através de cálculo analítico e numérico computacional, obtemos inicialmente os espectros de frequência dos polaritons de excitons nestas superestruturas. Posteriormente, investigamos como a quasiperiodicidade modifica a sua estrutura de bandas em relação ao caso periódico, induzindo os seus espectros a uma forma auto-similar, caracterizando a sua fractalidade/multifractalidade. Na segunda parte, apresentamos nossos resultados relacionados com os chamados cristais fotônicos, o análogo eletromagnético aos sistemas cristalinos eletrônicos. Vamos considerar os cristais fotônicos periódicos e quasiperiódicos, onde um dos seus componentes possui índice de refração negativo. Esta característica óptica inusitada é obtida quando a permissividade elétrica e a permeabilidade magnética μ são ambas negativas para a mesma faixa de frequência angular ω da onda incidente. As curvas obtidas mostram como a transmissão da onda eletromagnética se modifica neste caso, com interessantes aspectos auto-similares. Além disso, analisamos as modificações do espectro térmico de Planck usual, utilizando uma super-rede fotônica quasiperiódica como filtro
Estudo das propriedades críticas do processo de contato por par para diferentes atualizações
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-12-08) Langone, Marcela Quintana; Fulco, Umberto Laino; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; http://lattes.cnpq.br/6863293599549224; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; Silva, Luciano Rodrigues da; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783310Y1
Neste trabalho investigamos as propriedades críticas do processo de contato por par (PCP) unidimensional usando o método Monte Carlo, simulando-o para vários tamanhos de rede e diferentes tempos de relaxação, e utilizando três tipos de atualização: aleatória, sequêncial e paralela. Em nossas simulações acrescentamos uma pequena modificações ao modelo PCP a qual denominamos Método de Monte Carlo com Ressuscitamento (MCR). Ela consiste em ressuscitarmos uma partícula do sistema quando o parâmetro de ordem (densidade de pares de partículas) se anula. Fazemos isto porque em muitos modelos de não equilíbrio, como é o caso do PCP, na vizinhança do ponto crítico, o parâmetro de ordem se anula rapidamente, dificultando a identificação precisa deste ponto. Com o ressuscitamento de uma partícula do sistema contornamos este problema, pois a curva do parâmetro de ordem vai a zero de forma mais suave durante a transição, onde produz um ponto de inflexão que equivale ao ponto crítico. Desta forma podemos aplicar algumas relações de escala para estimarmos o ponto e os expoentes críticos. Aplicamos a técnica de análise de escala de tamanho finito para determinamos o ponto crítico e estimarmos os expoentes críticos β, ν e z. Nossos resultados mostram-se consistentes com os já estabelecidos na literatura para o modelo PCP, mostrando que o fato de ressuscitarmos uma partícula não faz o sistema mudar o seu comportamento crítico, mas facilita a determinação do ponto crítico e dos expoentes críticos do modelo. Esta extensão ao método Monte Carlo também tem sido usada com sucesso no estudo de outros modelos de processos de contato. Por esta razão acreditamos que ela seja útil para estudar uma grande variedade de modelos de não equilíbrio
Estudo das propriedades óptico-eletrônicas de neurotransmissores
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-18) Araújo, Roniel de Lima; Fulco, Umberto Laino; Barboza, Carlos Antônio; http://lattes.cnpq.br/6129886378495626; https://orcid.org/0000-0002-4528-9878; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; https://orcid.org/0000-0002-3021-9439; http://lattes.cnpq.br/2036449171182051; Macedo Filho, Antônio de; Anselmo, Dory Helio Aires de Lima; https://orcid.org/0000-0003-0180-9189; http://lattes.cnpq.br/0554474279738500; Albuquerque, Eudenilson Lins de; https://orcid.org/0000-0002-1022-1048; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; Silva, Luciano Rodrigues da; https://orcid.org/0000-0002-6875-1965; http://lattes.cnpq.br/5182830756789229; Lyra, Marcelo Leite
Neste trabalho, apresentaremos um estudo das propriedades estruturais, eletrˆonicas, ´opticas, vibracionais e termodinˆamicas dos cristais de dopamina, l-dopa, noradrenalina e adrenalina, atrav´es de simula¸c˜oes computacionais no formalismo DFT (Density Functional Theory), onde foi usado a aproxima¸c˜ao do gradiente generalizado (GGA-PBE) e o funcional h´ıbrido HSE06. A partir dos dados experimentais das quatro estruturas cristalinas foram realizados a otimiza¸c˜ao da geometria cristalina, c´alculo da densidade de estados e estrutura de bandas, absor¸c˜ao ´optica, fun¸c˜ao diel´etrica, ´ındice de refra¸c˜ao, condutividade ´optica, refletividade, fun¸c˜ao perda, espectro infravermelho e Raman e tamb´em temperatura de Debye, entalpia, energia livre, T*entropia e capacidade t´ermica. Os novos parˆametros de rede encontrados apresentaram uma boa concordˆancia com os valores experimentais. Atrav´es do funcional GGA-PBE (HSE06), encontramos que: a dopamina apresenta um band gap indireto E = 3, 8 eV (4,70 eV), para noradrenalina obtivemos um band gap indireto E = 3, 48 eV (4,40 eV), para adrenalina foi encontrado um band gap indireto E = 3, 53 eV (4,60 eV) e um band gap direto E = 3, 09 eV (3,60 eV) foi obtido para o cristal da l-dopa. A an´alise das densidades de estados eletrˆonicos permitiu identificar as contribui¸c˜oes por ´atomo para os estados das bandas de valˆencia e de condu¸c˜ao. Nas propriedades ´opticas ´e poss´ıvel observar uma absor¸c˜ao da luz na regi˜ao ultravioleta, e uma maior sensibilidade na absor¸c˜ao da radia¸c˜ao polarizada na dire¸c˜ao 100, para a dopamina, noradrenalina e l-dopa, enquanto que a adrenalina apresenta uma maior absor¸c˜ao da luz polarizada com a dire¸c˜ao de polariza¸c˜ao 001. Os espectros IR e Raman foram calculados e os modos de vibra¸c˜ao analisados. A capacidade t´ermica em temperatura ambiente encontrada foi: 210.01 cal/cell.K, 121 cal/cell.K, 182 cal/cell.K e 103 cal/cell.K, para dopamina, l-dopa, noradrenalina e adrenalina, respectivamente.
Excitações em cristais fotônicos unidimensionais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-03-03) Araújo, Carlos Alexandre Amaral; Vasconcelos, Manoel Silva de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728584D2; ; http://lattes.cnpq.br/3650442745348762; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; Fulco, Umberto Laino; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; Mauriz, Paulo Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/7636664451155498; Medeiros, Fábio Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/7268744971022470
Neste trabalho, apresentamos um estudo teórico da propagação das ondas eletromagnéticas em estruturas de multicamadas denominadas de Cristais Fotônicos. Para este fim, investigamos os band gaps dos polaritons de fonons em multicamadas periódicas e quasi-periódica (tipo Fibonacci), compostas por dois materiais com índices de refração positivo e negativo na região de terahertz (THZ). O comportamento dos band gaps polaritônicos como uma função do período da multicamada é investigado sistematicamente. Utilizamos um modelo teórico baseado no formalismo da matriz de transferência com o objetivo de simplificar a álgebra envolvida na obtenção da relação de dispersão dos polaritons de fonons (modos de volume e superfície). Também, apresentamos uma análise quantitativa dos resultados, apontando para a distribuição das larguras das bandas polaritônicas permitidas para altas gerações de Fibonacci, que nos dá uma boa compreensão sobre sua localização e leis de potência. Calculamos o espectro de emitância da radiação eletromagnética, na frequência de THz, incidente normalmente e obliquamente (modos polarizados s e p) sobre uma estrutura unidimensional de multicamadas composta por materiais com índices de refração positivo e negativo organizados periodicamente e quasi-periodicamente. Modelamos o material com índice de refração negativo por um meio efetivo cuja permissividade é caracterizada por uma função dielétrica dependente da frequência do polariton de fonon, enquanto para a permeabilidade magnética temos uma função tipo Drude dependente da frequência. Semelhante ao cristal fotônico unidimensional, este meio efetivo em camadas, chamado cristal polaritônico, nos permite o controle da propagação electromagnética, gerando regiões denominadas de bang gaps polaritônicos. Os espectros de emitância são determinados por meio de um modelo teórico bem conhecido baseado na segunda lei de Kirchoff, juntamente com o formalismo da matriz de transferência. Nossos resultados mostram que aparecem bang gaps ominidirecionais no regime de THz, num intervalo bem definido, que são independentes da polarização no caso periódico bem como no caso quasi-periódico
Filtros acústicos em cristais fonônicos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-04-03) Sesion Júnior, Paulo Dantas; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4705506E0; Fulco, Umberto Laino; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; Freire, Valder Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/8647922327100953; Anselmo, Dory Hélio Aires de Lima; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4790590Y7; Mendes Filho, Josué; ; http://lattes.cnpq.br/1526059419518620
Neste trabalho, estudamos a propagação de fônons acústicos no interior das superredes periódicas e quasiperiódicas do tipo Fibonacci. Estas estruturas são constituídas por cristais fonônicos cuja periodicidade permite o surgimento de regiões conhecidas co-mo stop bands , as quais impedem a propagação do fônon acústico na estrutura para determinados valores de frequências. Este fenômeno possibilita a construção de ﬁltros acústicos de grande potencial tecnológico. O nosso modelo teórico baseia-se no método da matriz transferência, que descreve as propriedades de propagação dos modos normais e longitudinais no interior de uma célula unitária, relacionando-os com as propriedades da célula precedente na estrutura de multicamadas. A matriz transferência é construída levando-se em conta as condições de contorno elásticas e eletromagnéticas nas interfaces da super-rede, e corresponde às soluções das equações diferenciais acopladas (elásticas e eletromagnéticas) que descrevem cada modelo em estudo. Investigamos as propriedades piezoelétricas dos nitretos GaN e AlN, de grande importância na indústria dos dispositivos semicondutores. O cálculo das propriedades que caracterizam o sistema piezoelétrico, depende fortemente das simetrias cúbicas (zinc-bend) e hexagonal (wurtzite), descritas pela forma dos tensores elásticos e piezoelétricos. Uma abordagem dos sistemas líquidos Hg (mercúrio), Ga (gálio) e Ar (argônio) nas condições estáticas é feita, usando-se a teoria clássica da elasticidade, juntamente com a equação de Euler da mecânica dos ﬂuidos no interior das interfaces sólido/líquido e líquido/líquido. Vários resultados são obtidos e discutidos, com ênfase novamente nos ﬁltros acústicos obtidos a partir destas estruturas
Frases magnéticas, polaritons magnéticos e modos magnetostáticos em filmes e cristais magnônicos de terras-raras
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-09-10) Rodrigues, Lindon Johnson Freitas; Vasconcelos, Manoel Silva de; ; http://lattes.cnpq.br/6345339220512423; ; http://lattes.cnpq.br/8760802701629501; Anselmo, Dory Hélio Aires de Lima; ; http://lattes.cnpq.br/0554474279738500; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; Mauriz, Paulo Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/7636664451155498; Mello, Vamberto Dias de; ; http://lattes.cnpq.br/4851197994170100
Neste trabalho, primeiramente abordamos o estudo das fases magnéticas em filmes finos e ultrafinos de Hólmio (Ho) no intervalo de temperatura entre 20K e 132 K, onde mostramos que o tamanho do filme, os efeitos de superfície e a aplicação do campo magnético externo alteram significativamente o diagrama de fases magnéticas de terra-rara. Também constatamos uma redução correspondente a intensidade do campo magnético externo necessário para saturar a magnetização e para filmes ultrafinos o estado helicoidal não irá se formar. Usamos o calor específico e a susceptibilidade magnética como ferramentas auxiliares para explorar e discutir a natureza das transições de fase na presença de campo magnético externo, temperatura e efeitos magnéticos externos. Neste caso a presença de um campo externo dá origem as fases magnéticas Fan e Spin slip. Em seguida, estudamos os poláritons magnéticos, que são excitações elementares em cristais, em multicamadas periódicas compostas do terra-rara Disprósio (Dy) e Fluoreto de zinco (ZnF2), que define um cristal magnônico. Na presença de um campo magnético externo e em uma determinada temperatura, os efeitos do comportamento efetivo dos poláritons magnéticos fazem surgir novos modos de superfície. Também, no estudo dos poláritons de volume, surge uma região de dispersão, que é bastante conhecida na literatura dos grafenos, como região de “gap zero”. Apresentamos ainda um estudo dos modos magnetostáticos para complementar nossos resultados. Essas novas propriedades são explicadas pelo comportamento efetivo dos poláritons magnéticos em uma multicamada periódica. Usando o modelo do meio efetivo podemos explicar, por exemplo, o comportamento anômalo (hiperbólico) na relação de dispersão dos poláriotns magnéticos. Em suma, discutimos os resultados e apresentamos novas perspectivas para o estudo dos poláritons e modos magnetostáticos nessa nova área de pesquisa, chamada de cristais magnônicos.
A influência do esqueleto açúcar-fostato no transporte da molécula de DNA
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-09-30) Sarmento, Ricardo Gondim; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; ; http://lattes.cnpq.br/8705478077990182; Medeiros, Fábio Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/7268744971022470; Costa, Umberto Souza da; ; http://lattes.cnpq.br/9526809466920084
Esta dissertação analisa a influência do esqueleto açúcar-fosfato no transporte eletrônico na molécula de DNA de fita dupla, com o sequenciamento dos pares de base modelado por dois tipos de seqüências quasi-periódicas: Rudin-Shapiro e Fibonacci. Para ambas as seqüências, foram calculadas as densidades de estado e comparadas com a densidade de estado de um trecho do DNA humano Ch 22. Em seguida, foi investigada a transmitância eletrônica. Nos dois casos, as Hamiltonianas são distintas. Na análise da densidade de estado foi empregada a equação de Dyson. Na transmitância foi feito uso da equação de Schrödinger independente do tempo. Em ambos os casos, foi utilizado o modelo tight-binding. Os resultados para a densidade de estado foram mais satisfatórios para a seqüência de Rudin-Shapiro, que forneceu um perfil muito próximo do perfil da densidade de estado para o Ch22. A transmitância foi calculada somente para a seqüência de Fibonacci atá a quinta geração. Nestes dois mecanismos de transporte, as correlações são de longo alcance
Nucleação e excitação de paredes de Néel em filmes finos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 1999-07-01) Dantas, Ana Lúcia; Carriço, Artur da Silva; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787041Z8; ; http://lattes.cnpq.br/7211312864602492; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; Almeida, Nilson Sena de; ; http://lattes.cnpq.br/7368118414083905; Rezende, Sérgio Machado; ; http://lattes.cnpq.br/8129813828982829; Baibich, Mário Norberto; ; http://lattes.cnpq.br/4897945654305964
Estudamos a nucleação e excitações de longo comprimento de onda de paredes de Nèel aprisionadas em um defeito na interface entre um filme ferromagnético uniaxial e um substrato antiferromagnético de duas sub-redes. O defeito divide a interface em duas regiões, cada qual com uma sub-rede do antiferromagneto. Assumindo um acoplamento de troca uniforme entre os momentos magnéticos da interface, o campo efetivo de interface apresenta uma mudança súbita de sentido na linha do defeito, favorecendo a nucleação de uma parede Nèel. Nossos resultados indicam que a nucleação da parede ocorre se o campo efetivo de interface tem intensidade superior a um valor limiar que decresce exponencialmente com a largura dos domínios. A largura da parede de domínio pode ser fortemente reduzida, especialmente para ferromagnetos de baixa anisotropia, em decorrência da energia de interface. A frequência de oscilações rígidas da parede de domínio decresce com a intensidade do campo aplicado ao longo do eixo de anisotropia e se torna zero quando o campo aplicado é igual ao campo efetivo de interface. Se o campo aplicado é perpendicular ao eixo de anisotropia , a frequência de oscilação da parede de domínio exibe um máximo e decai para zero em valores de campo aplicado bem maiores que o campo de anisotropia. O espectro de excitações da parede de domínio é no intervalo de frequência das excitações de longo comprimento de onda dos domínios se o campo efetivo de interface é da mesma ordem ou muito superior ao campo de anisotropia. Também estudamos a instabilidade induzida por campo aplicado na fase antiferromagnética de multicamadas antiferromagnéticas. Mostramos que efeitos de superfície podem reduzir significativamente o campo crítico de multicamadas de metais de transição. O campo crítico é uma função da anisotropia efetiva dos filmes ferromagnéticos e do campo efetivo que acopla os filmes. Além disso, a natureza da transição de fase depende da orientação relativa dos eixos fáceis da anisotropia uniaxial e cristalina. Estudamos também a instabilidade da fase antiferromagnética de filmes antiferromagnéticos compensados, induzida por campo aplicado. Mostramos que a rigidez magnética do filme é controlada pelos índices de Miller da superfície

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