Navegando por Autor "Carvalho, Hugo Bonette de"

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Absence of ferromagnetic order in high quality bulk Co-doped ZnO samples.
(2010) Carvalho, Hugo Bonette de; Godoy, Marcio Peron Franco de; Pais, Rafael Witter Dias; Mir, Mirta; Zevallos, Ângela Maria Ortiz de; Iikawa, Fernando; Brasil, Maria José Santos Pompeu; Chitta, Valmir Antônio; Ferraz, Wilmar Barbosa; Boselli, Marco Aurélio; Sabioni, Antônio Claret Soares
Bulk Zn1−xCoxO samples were synthesized via standard solid-state reaction route with different Co molar concentrations up to 21%. A detailed microstructural analysis was carried out to investigate alternative sources of ferromagnetism, such as secondary phases and nanocrystals embedded in the bulk material. Conjugating different techniques we confirmed the Zn replacement by Co ions in the wurtzite ZnO structure, which retains, however, a high crystalline quality. No segregated secondary phases neither Co-rich nanocrystals were detected. Superconducting quantum interference device magnetometry demonstrates a paramagnetic Curie–Weiss behavior with antiferromagnetic interactions. We discuss the observed room temperature paramagnetism of our samples considering the current models for the magnetic properties of diluted magnetic semiconductors.
Estudo e análise da incorporação do Co à matriz de ZnO : engenharia de defeitos e cinética de crescimento de grãos.
(2022) Silva, Rafael Tomaz da; Carvalho, Hugo Bonette de; Carvalho, Hugo Bonette de; Mohallem, Nelcy Della Santina; Giraldi, Tânia Regina; Pires, Manoel José Mendes; Peres, Marcelos Lima
Neste trabalho apresentamos um estudo sistemático da preparação de cerâmicas de ZnO:Co via rota padrão de sinterização em estado sólido a partir de diferentes precursores de Co (Co3O4, CoO e Co metálico) e em diferentes atmosferas (O2 e Ar). Ênfase particular foi dada à engenharia química de defeitos e à cinética de crescimento de grão durante o processo de sinterização. Cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria Funcional da Densidade foram empregados para determinar a energia de formação dos principais defeitos pontuais presentes nos sistemas ZnO e ZnO:Co. Com base nos resultados teóricos foi proposto um conjunto de reações químicas associadas à formação de defeitos pontuais e suas implicações físicas. Uma caracterização microestrutural detalhada foi realizada para determinar o grau de incorporação de Co na rede de ZnO. As amostras preparadas em atmosfera de Ar e com Co metálico apresentaram o maior limite de solubilidade do Co (menor energia de ativação de incorporação de Co aparente) devido à decomposição incongruente de ZnO. Os resultados evidenciam que a sinterização em O2 é eficaz em promover vacâncias de zinco na estrutura do ZnO, enquanto a sinterização em Ar promove defeitos intersticiais de zinco. Nossos estudos dão uma valiosa contribuição para o entendimento da preparação de cerâmicas de ZnO dopadas com Co e da cinética de crescimento de grãos na sinterização, visando melhorar o estado da arte no processamento do material em escala volumétrica e nanométrica.
Evidence of defect-mediated magnetic coupling on hydrogenated Co-doped ZnO.
(2013) Godoy, Marcio Peron Franco de; Mesquita, Alexandre; Avansi Junior, Waldir; Neves, P. P.; Chitta, Valmir Antônio; Ferraz, Wilmar Barbosa; Boselli, Marco Aurélio; Sabioni, Antônio Claret Soares; Carvalho, Hugo Bonette de
Hydrogenated bulk Zn1_xCoxO samples were synthesized via standard solid-state reaction route with Co molar concentrations up to 15 at.%. Magnetic characterization demonstrates a room temperature ferromagnetic behavior associated to a paramagnetic Curie–Weiss component. Detailed microstructural analysis was carried out to exclude the presence of extrinsic sources of ferromagnetism. The magnetization increases linearly as a function of Co concentration. Hall measurements reveal an insulating character for the whole set of samples. In this context, the defect mediated magnetic coupling between the Co atoms under the scope of the bound magnetic polarons model is used to interpret the observed room temperature ferromagnetism.
Fabricação e caracterização de cerâmicas de Zn0,97Mn0, 03O para aplicação em spintrônica.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2013) Lage, Viviane Maciel de Almeida; Sabioni, Antônio Claret Soares; Carvalho, Hugo Bonette de
Preparação e caracterização de cerâmicas do sistema ZnO:Mn.
(2021) Lage, Viviane Maciel de Almeida; Carvalho, Hugo Bonette de; Carvalho, Hugo Bonette de; Jesus, Lilian Menezes de; Manhabosco, Taíse Matte; Lima Júnior, Maurício Morais de; Macedo, Waldemar Augusto de Almeida
Neste trabalho apresentamos os estudos relacionados à preparação e caracterização estrutural do sistema ZnO:Mn. A utilização de novas rotas de síntese desse material tem levado a obtenção de materiais apresentando formas anisotrópicas, que podem dar origem a novas propriedades e aplicações. Neste contexto, este trabalho descreve a síntese de amostras preparadas via moagem mecânica, e o estudo do limite de solubilidade do Mn na matriz do ZnO, as melhores condições de incorporação dos diferentes precursores e melhor atmosfera de sinterização, bem como o estudo da natureza dos modos vibracionais de defeitos com o aumento da concentração do dopante (Mn) na matriz do ZnO. A caracterização estrutural dos materiais preparados se deu via difração de raios X, espectroscopia de espalhamento Raman, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios X por dispersão em energia, espectroscopia de absorção de raios X e magnetometria SQUID (Superconducting Quantum Interference Device). Conjugando os resultados dessas diferentes técnicas, confirmou-se que o limite de solubilidade do Mn está abaixo de ~ 5,4 at.% (porcentagem atômica) com a substituição do Zn pelo Mn na estrutura wurtzita do ZnO, sem alteração significativa da mesma. As análises confirmam também que com o aumento da concentração de dopantes há um aumento da concentração de defeitos estruturais provocados pela sua inserção à matriz, sendo possível identificar modos vibracionais locais específicos associados aos dopantes utilizados. Apesar dos defeitos induzidos, a caracterização magnética revela a existência da fase paramagnética com acoplamento antiferromagnético entre os íons Mn. Sob a óptica do modelo Bound Magntic Polaron, conclui-se que as vacâncias de oxigênio não são o defeito necessário para promover o ferromagnetismo desejado à temperatura ambiente. Ainda, através do estudo dos modos vibracionais de defeitos com diferentes comprimentos de onda de excitação, observamos que estes modos aumentam a intensidade com a diminuição do comprimento de onda de excitação, em consequência do aumento da interação elétron/fônon, que se dá em função do aumento frequência de vibração dos átomos e consequentemente aumento da quantidade de elétrons na banda de condução. Nas condições alcançadas o material preparado apresenta potencial aplicação em sistemas de fotocatálise, termoeletricidade e spintrônicos.
Structural, optical, and magnetic evaluation of Co-, Ni-, and Mn-modified multiferroic BiFeO3 ceramics.
(2021) Sales, Joel Neto Bispo de; Silva, Rafael Tomaz da; Lara, Luciano Roni Silva; Ramos, Sérgio L. L. M.; Soares, Jaqueline dos Santos; Soares, Thiago André Salgueiro; Machado, Giovanna; Manhabosco, Sara Matte; Oliveira, Alan Barros de; Carvalho, Hugo Bonette de; Batista, Ronaldo Junio Campos; Stumpf, Humberto Osório; Manhabosco, Taíse Matte
Co-, Ni-, and Mn-doped BiFeO3 (BFO) ceramics were synthesized herein through a solid-state reaction. All doped BFO samples exhibit visible-light response, and the Co- and Ni-doped BFO samples present enhanced ferro-magnetic order at room temperature. All doped samples show secondary phases in minor quantities. Optical spectra reveal two absorptions bands, indicating multiple electron transitions for BFO and its secondary phases. M − H hysteresis loops suggest enhanced ferromagnetism in the Co- and Ni-doped BFO samples because of magnetic spinel CFP and NFO phases, respectively, whereas changes in oxygen vacancies and Fe–O–Fe bond angle play minor roles in the ferromagnetic behavior.