Conduction mechanisms and charge storage in Si-nanocrystals metal-oxide-semiconductor memory devices studied with conducting atomic force microscopy

In this work, we demonstrate that conductive atomic force microscopy (C-AFM) is a very powerful tool to investigate, at the nanoscale, metal-oxide-semiconductor structures with silicon nanocrystals (Si-nc) embedded in the gate oxide as memory devices. The high lateral resolution of this technique allows us to study extremely small areas ( ~ 300nm2) and, therefore, the electrical properties of a reduced number of Si-nc. C-AFM experiments have demonstrated that Si-nc enhance the gate oxide electrical conduction due to trap-assisted tunneling. On the other hand, Si-nc can act as trapping centers. The amount of charge stored in Si-nc has been estimated through the change induced in the barrier height measured from the I-V characteristics. The results show that only ~ 20% of the Si-nc are charged, demonstrating that the electrical behavior at the nanoscale is consistent with the macroscopic characterization.

Transparent conducting thin films by the co-sputtering of ZnO-ITO targets

Transparent and conductive Zn-In-Sn-O (ZITO) amorphous thin films have been deposited at room temperature by the rf magnetron co-sputtering of ITO and ZnO targets. Co-sputtering gives the possibility to deposit multicomponent oxide thin films with different compositions by varying the power to one of the targets. In order to make ZITO films with different Zn content, a constant rf power of 50 W was used for the ITO target, where as the rf power to ZnO target was varied from 25 W to 150 W. The as deposited films showed an increase in Zn content ratio from 17 to 67 % as the power to ZnO target was increased from 25 to 150 W. The structural, electrical and optical properties of the as deposited films are reported. The films showed an average transmittance over 80% in the visible wavelength range. The electrical resistivity and optical band gap of the ZITO films were found to depend on the Zn content in the film. The ZITO films deposited at room temperature with lower Zn content ratios showed better optical transmission and electrical properties compared to ITO film.

Electrical and optical properties of Zn-In-Sn-O transparent conducting thin films

Indium tin oxide (ITO) is one of the widely used transparent conductive oxides (TCO) for application as transparent electrode in thin film silicon solar cells or thin film transistors owing to its low resistivity and high transparency. Nevertheless, indium is a scarce and expensive element and ITO films require high deposition temperature to achieve good electrical and optical properties. On the other hand, although not competing as ITO, doped Zinc Oxide (ZnO) is a promising and cheaper alternative. Therefore, our strategy has been to deposit ITO and ZnO multicomponent thin films at room temperature by radiofrequency (RF) magnetron co-sputtering in order to achieve TCOs with reduced indium content. Thin films of the quaternary system Zn-In-Sn-O (ZITO) with improved electrical and optical properties have been achieved. The samples were deposited by applying different RF powers to ZnO target while keeping a constant RF power to ITO target. This led to ZITO films with zinc content ratio varying between 0 and 67%. The optical, electrical and morphological properties have been thoroughly studied. The film composition was analysed by X-ray Photoelectron Spectroscopy. The films with 17% zinc content ratio showed the lowest resistivity (6.6 × 10 - 4 Ω cm) and the highest transmittance (above 80% in the visible range). Though X-ray Diffraction studies showed amorphous nature for the films, using High Resolution Transmission Electron Microscopy we found that the microstructure of the films consisted of nanometric crystals embedded in a compact amorphous matrix. The effect of post deposition annealing on the films in both reducing and oxidizing atmospheres were studied. The changes were found to strongly depend on the zinc content ratio in the films.

Chemical etching without acids: from early etching solutions to today's corrosive salts

Conferència impartida a l'Accademia di Belle Arti di Bologna en motiu de de les jornades "Atossico incisione e la sua introduzione in istruzione superiore", del 25 al 27 de gener del 2011 a Bologna

A simple halide-to-anion exchange method for heteroaromatic salts and ionic liquids

A broad and simple method permitted halide ions in quaternary heteroaromatic and ammonium salts to be exchanged for a variety of anions using an anion exchange resin (A− form) in non-aqueous media. The anion loading of the AER (OH− form) was examined using two different anion sources, acids or ammonium salts, and changing the polarity of the solvents. The AER (A− form) method in organic solvents was then applied to several quaternary heteroaromatic salts and ILs, and the anion exchange proceeded in excellent to quantitative yields, concomitantly removing halide impurities. Relying on the hydrophobicity of the targeted ion pair for the counteranion swap, organic solvents with variable polarity were used, such as CH3OH, CH3CN and the dipolar nonhydroxylic solvent mixture CH3CN:CH2Cl2 (3:7) and the anion exchange was equally successful with both lipophilic cations and anions.

Reliability of the density functional approximation to describe the charge transfer and electrostatic complexes involved in the modeling of organic conducting polymers

Both the intermolecular interaction energies and the geometries for M ̄ thiophene, M ̄ pyrrole, M n+ ̄ thiophene, and M n+ ̄ pyrrole ͑with M = Li, Na, K, Ca, and Mg; and M n+ = Li+ , Na+ , K+ , Ca2+, and Mg2+͒ have been estimated using four commonly used density functional theory ͑DFT͒ methods: B3LYP, B3PW91, PBE, and MPW1PW91. Results have been compared to those provided by HF, MP2, and MP4 conventional ab initio methods. The PBE and MPW1PW91 are the only DFT methods able to provide a reasonable description of the M ̄ complexes. Regarding M n+ ̄ ␲ complexes, the four DFT methods have been proven to be adequate in the prediction of these electrostatically stabilized systems, even though they tend to overestimate the interaction energies.

A simple halide-to-anion exchange method for heteroaromatic salts and ionic liquids

A broad and simple method permitted halide ions in quaternary heteroaromatic and ammonium salts to be exchanged for a variety of anions using an anion exchange resin (A− form) in non-aqueous media. The anion loading of the AER (OH− form) was examined using two different anion sources, acids or ammonium salts, and changing the polarity of the solvents. The AER (A− form) method in organic solvents was then applied to several quaternary heteroaromatic salts and ILs, and the anion exchange proceeded in excellent to quantitative yields, concomitantly removing halide impurities. Relying on the hydrophobicity of the targeted ion pair for the counteranion swap, organic solvents with variable polarity were used, such as CH3OH, CH3CN and the dipolar nonhydroxylic solvent mixture CH3CN:CH2Cl2 (3:7) and the anion exchange was equally successful with both lipophilic cations and anions.

An integrated pharmacokinetic and pharmacodynamic study of a new drug of abuse, methylone, a synthetic cathinone sold as 'bath salts'

Material and methods. Methylone was administered to male Sprague-Dawley rats intravenously (10 mg/kg) and orally (15 and 30 mg/kg). Plasma concentrations and metabolites were characterized by LC/MS and LC-MS/MS fragmentation patterns. Locomotor activity was monitored for 180-240 min. Results. Oral administration of methylone induced a dose-dependent increase in locomotor activity in rats. The plasma concentrations after i.v. administration were described by a two-compartment model with distribution and terminal elimination phases of α = 1.95 h− 1 and β = 0.72 h− 1. For oral administration, peak methylone concentrations were achieved between 0.5 and 1 h and fitted to a flip-flop model. Absolute bioavailability was about 80% and the percentage of methylone protein binding was of 30%. A relationship between methylone brain levels and free plasma concentration yielded a ratio of 1.42 ± 0.06, indicating access to the central nervous system. We have identified four Phase I metabolites after oral administration. The major metabolic routes are N-demethylation, aliphatic hydroxylation and O-methylation of a demethylenate intermediate. Discussion. Pharmacokinetic and pharmacodynamic analysis of methylone showed a correlation between plasma concentrations and enhancement of the locomotor activity. A contribution of metabolites in the activity of methylone after oral administration is suggested. Present results will be helpful to understand the time course of the effects of this drug of abuse in humans.

An integrated pharmacokinetic and pharmacodynamic study of a new drug of abuse, methylone, a synthetic cathinone sold as 'bath salts'

Material and methods. Methylone was administered to male Sprague-Dawley rats intravenously (10 mg/kg) and orally (15 and 30 mg/kg). Plasma concentrations and metabolites were characterized by LC/MS and LC-MS/MS fragmentation patterns. Locomotor activity was monitored for 180-240 min. Results. Oral administration of methylone induced a dose-dependent increase in locomotor activity in rats. The plasma concentrations after i.v. administration were described by a two-compartment model with distribution and terminal elimination phases of α = 1.95 h− 1 and β = 0.72 h− 1. For oral administration, peak methylone concentrations were achieved between 0.5 and 1 h and fitted to a flip-flop model. Absolute bioavailability was about 80% and the percentage of methylone protein binding was of 30%. A relationship between methylone brain levels and free plasma concentration yielded a ratio of 1.42 ± 0.06, indicating access to the central nervous system. We have identified four Phase I metabolites after oral administration. The major metabolic routes are N-demethylation, aliphatic hydroxylation and O-methylation of a demethylenate intermediate. Discussion. Pharmacokinetic and pharmacodynamic analysis of methylone showed a correlation between plasma concentrations and enhancement of the locomotor activity. A contribution of metabolites in the activity of methylone after oral administration is suggested. Present results will be helpful to understand the time course of the effects of this drug of abuse in humans.

Preparació de materials híbrids orgànico-inorgànics a partir de sals d'imidazoli

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, França, durant 2006. S’han sintetitzat materials híbrids orgànico-inorgànics mitjançant el procés sol-gel i altres estratègies sintètiques. En alguns casos, s’ha intentat estructurar aquests materials, ja sigui per autoestructuració o per mitjà de tensioactius. Com a catalitzadors de les reaccions d'hidròlisi i policondensació s’han utilitzat àcids, bases i fluorurs. Els materials obtinguts s’han caracteritzat mitjançant diferents tècniques: BET (Brunauer-Emmett-Teller), TEM (microscopia electrònica de transmissió), SEM (microscòpia electrònica de rastreig), raigs X en pols , IR i RMN (ressonància magnètica nuclear) en estat sòlid. Amb aquests materials es pretén preparar catalitzadors heterogenis de Pd per reaccions d’acoblament creuat, i de Ru per reaccions de metàtesi. També s’han sintetitzat sals d'imidazoli amb cadenes hidrocarbonades llargues amb l'objectiu de preparar gels de sílice amb aquestes molècules atrapades dins la matriu inorgànica. Aquests materials s’utilitzaran com a organocatalitzadors i també es prepararan els corresponents catalitzadors de Pd per reaccions de Heck, Suzuki i Sonogashira. Les sals d’imidazoli s’han utilitzat com a tensioactius en la preparació de gels de sílice estructurats. Aquestes molècules han resultat ser cristalls líquids i s’han caracteritzar mitjançant DSC (differential scanning calorimetry), microscopia òptica i raigs X.

Thickening of phase change materials (PCM) to avoid segregation

Estudi elaborat a partir d’una estada a Çukurova University, Turquia, al juliol del 2006. L’emmagatzematge d’energia tèrmica ha atret interès en aplicacions tèrmiques com l’aigua calenta, la calefacció i l’aire condicionat. Aquests sistemes són útils per corregir la no coincidència entre la oferta i la demanda d’energia. Principalment hi ha dos tipus de sistemes d’emmagatzematge d’energia tèrmica, emmagatzematge amb calor sensible i amb calor latent. L’emmagatzematge amb calor latent és particularment atractiu degut a la seva habilitat de donar una densitat d’emmagatzematge d’energia més alt i la seva característica d’emmagatzemar calor a una temperatura constant corresponent a la temperatura de transició de fase de la substància emmagatzemadora de calor. Les salts hidratades orgàniques tenen certes avantatges com a materials d’emmagatzematge de calor latent sobre els materials orgànics. En canvi, quan les salts hidratades s’utilitzen com a materials de canvi de fase (PCM) apareixen alguns problemes en les aplicacions d’emmagatzematge de calor latent. Aquests són el subrefredament de les salts hidratades quan es congelen degut a les seves dèbils propietats de nucleació, i la separació de fase que hi apareix degut a una fusió incongruent. En aquest estudi, s’estabilitza sal de Glauber (Na2SO4.10H2O) amb diferents concentracions de poliacrilamida i gelatina per prevenir la fusió incongruent. Per prevenir el subrefredament s’utilitza un agent nucleant amb una estructura cristal•lina semblant a la de la sal de Glauber. La capacitat d’emmagatzematge de calor de les mostres de PCM estabilitzades amb diferents concentracions de gels polimèrics es determinen amb DCS i amb el mètode T-history.

Bases per crear un tractament de prevenció secundaria per pacients amb fuetada cervical

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al departament d’anestesiologia de la University of Washington durant juliol i agost del 2006. La fuetada cervical és una lesió molt freqüent. Encara que els problemes associats es resolen en un període de temps curt en la majoria de casos, un percentatge de casos que oscil·la entre el 12 i el 42% desenvolupa dolor cervical crònic i discapacitat associada. Aquesta situació provoca un elevat cost econòmic per a la societat i un elevat patiment per a les persones que pateixen dolor crònic cervical i discapacitat com a conseqüència de la fuetada cervical. Ambdues conseqüències podrien ser evitades dissenyant estratègies de prevenció secundaria efectives. Aquest és precisament l’objectiu de la tesis del doctorant Aquesta va ser considerada essencial perquè en aquesta universitat esta l’únic grup de recerca que esta realitzant un tractament de prevenció secundaria per a pacients amb fuetada cervical. La realització de totes aquestes tasques ha permès al doctorant millorar el seu treball de recerca i començar a dissenyar un programa de prevenció secundaria per a la nostra població de pacients amb fuetada cervical. A més, s’han establert lligams de col·laboració.

Índexos indicadors de l'estat de l'ecosistema costaner: influència dels factors físoco-químics en l'ecologia del plàncton

La tesi en projecte aborda l’estudi multiescala de la relació entre la variabilitat de la turbulència i els nutrients, i l’estructura i la dinàmica de l’ecosistema costaner en el Mediterrani noroccidental. A partir d’experiments al laboratori i de diferents campanyes al mar, es pretén generar indicadors de funcionament de l’ecosistema planctònic sensibles a variacions hidrodinàmiques. L’efecte conjunt de la turbulència i els nutrients es preveu condicionat no únicament per la magnitud d’ambdues variables, sino també per la relació temporal entre els episodis de turbulència i els aports de nutrients. Per tal de tenir una casuística més àmplia de validació dels indicadors, s’han seleccionat tres àrees d’estudi properes a les desembocadures de rius amb aports de nutrients de concentracions relatives molt variables. La finalitat última del treball és millorar la comprensió del funcionament de l’ecosistema costaner en la interfase terra-mar per a una gestió més eficaç dels recursos.

Traduccions cantables per a corals infantils catalanes: el repertori anglès-català del SCIC

En primer lloc els objectius que s’estableixen en aquest estudi són: Valorar la importància de la melodia, dels accents i la musicalitat del text en les cançons traduïdes analitzades. Plantejar la necessitat de la traducció de cançons infantils. Analitzar les traduccions existents de l’anglès al català del repertori de cançons infantils que es canten a les corals infantils. Relacionar poesia infantil i cançó. Visualitzar l’ús de la cançó infantil per a l’ensenyament dels infants, tant pel que fa a la transmissió de valors com per a l’ensenyament de llengües. La metodologia utilitzada fa referència a dos aspectes. El mètode qualitatiu amb la lectura d’articles i la bibliografia seleccionada i el mètode quantitatiu amb l’anàlisi de tres entrevistes i vint-i-una enquestes a responsables de corals infantils. En aquest estudi ofereixo l’estat de la qüestió sobre la traducció de cançons, amb especial atenció a la traducció de cançons per ser cantades. Després s’aborda la traducció de cançons infantils per ser cantades, per acabar especificant el tema d’aquest treball d’investigació en concret: la traducció de cançons infantils per ser cantades, amb l’estudi de traduccions de l’anglès al català de cançons cantades per corals infantils de Catalunya, i se n’ubica el context: el moviment coral infantil a Catalunya. Per a la confecció d’aquest estudi s’ha fet un recull de vint-i-set cançons traduïdes (anglès-català) que canten les corals infantils de Catalunya aplegades en el Secretariat de Corals Infantils de Catalunya (SCIC). Se n’ha seleccionat les cançons traduïdes de l’anglès al català, incloent-hi la partitura, la lletra original i la traducció. Aquest recull permet establir un lligam entre la traducció, la música i la pedagogia musical a Catalunya, els tres eixos principals d’aquest treball. D’aquestes cançons se n’han analitzat tres seguint els criteris establerts per autors com Peter Low, per la seva àmplia experiència en la traducció de música vocal. Els criteris són referents al ritme, rima, cantabilitat, naturalitat i sentit. Per tal de fer aquest estudi es van portar a terme tres entrevistes a traductors de cançons infantils: Enriqueta Anglada, Maria Martorell i Josep Vigo. Per valorar l’ús de cançons traduïdes dins del moviment coral infantil en l’actualitat i de manera més global, el treball inclou una enquesta, adreçada a directors de cors infantils, resposta per 21 cors. Aquestes enquestes palesen els canvis produïts amb el temps respecte a la necessitat de traduir cançons, ja que actualment la traducció no és tant important tot i que es continua valorant la seva importància, sobretot per afavorir la comprensió del que es canta. Però alhora es referma el desig de cantar en l’idioma original (especialment en el cas de l’anglès), quan aquest idioma l’entén qui dirigeix o interpreta la cançó, quan aquest fet es veu com a repte, o quan es prioritza la relació original entre música i text.