Structure of a-Si:H/a-Si1-xCx:H multilayers deposited in a reactor with automated substrate holder

This paper deals with the structural properties of a-Si:H/a-Si1-xCx: H multilayers deposited by glow-discharge decomposition of SiH4 and SiH4 and CH4 mixtures. The main feature of the rf plasma reactor is an automated substrate holder. The plasma stabilization time and its influence on the multilayer obtained is discussed. A series of a-Si:H/a-Si1-xCx: H multilayers has been deposited and characterized by secondary ion mass spectrometry (SIMS), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). No asymmetry between the two types of interface has been observed. The results show that the multilayers present a very good periodicity and low roughness. The difficulty of determining the abruptness of the multilayer at the nanometer scale is discussed.

Efficiency and reliability enhancement of silicon nanocrystal field-effect luminescence from nitride-oxide gate stacks

We report on a field-effect light emitting device based on silicon nanocrystals in silicon oxide deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition. The device shows high power efficiency and long lifetime. The power efficiency is enhanced up to 0.1 %25 by the presence of a silicon nitride control layer. The leakage current reduction induced by this nitride buffer effectively increases the power efficiency two orders of magnitude with regard to similarly processed devices with solely oxide. In addition, the nitride cools down the electrons that reach the polycrystalline silicon gate lowering the formation of defects, which significantly reduces the device degradation.

Technological solution for the automatic replacement of the catalytic filaments in HWCVD

The degradation of the catalytic filaments is the main factor limiting the industrial implementation of the hot wire chemical vapor deposition (HWCVD) technique. Up to now, no solution has been found to protect the catalytic filaments used in HWCVD without compromising their catalytic activity. Probably, the definitive solution relies on the automatic replacement of the catalytic filaments. In this work, the results of the validation tests of a new apparatus for the automatic replacement of the catalytic filaments are reported. The functionalities of the different parts have been validated using a 0.2 mm diameter tungsten filament under uc-Si:H deposition conditions.

Degradation of thin tungsten filaments at high temperature in HWCVD

The degradation of the filaments is usually studied by checking the silicidation or carbonization status of the refractory metal used as catalysts, and their effects on the structural stability of the filaments. In this paper, it will be shown that the catalytic stability of a filament heated at high temperature is much shorter than its structural lifetime. The electrical resistance of a thin tungsten filament and the deposition rate of the deposited thin film have been monitored during the filament aging. It has been found that the deposition rate drops drastically once the quantity of dissolved silicon in the tungsten reaches the solubility limit and the silicides start precipitating. This manuscript concludes that the catalytic stability is only guaranteed for a short time and that for sufficiently thick filaments it does not depend on the filament radius.

Anisotropic surface properties of micro/nanostructured a-C:H:F thin films with self-assembly applications

The singular properties of hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) thin filmsdeposited by pulsed DC plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), such as hardness and wear resistance, make it suitable as protective coating with low surface energy for self-assembly applications. In this paper, we designed fluorine-containing a-C:H (a-C:H:F) nanostructured surfaces and we characterized them for self-assembly applications. Sub-micron patterns were generated on silicon through laser lithography while contact angle measurements, nanotribometer, atomic force microscopy (AFM), and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize the surface. a-C:H:F properties on lithographied surfaces such as hydrophobicity and friction were improved with the proper relative quantity of CH4 and CHF3 during deposition, resulting in ultrahydrophobic samples and low friction coefficients. Furthermore, these properties were enhanced along the direction of the lithographypatterns (in-plane anisotropy). Finally, self-assembly properties were tested with silicananoparticles, which were successfully assembled in linear arrays following the generated patterns. Among the main applications, these surfaces could be suitable as particle filter selector and cell colony substrate.

Calorimetry of hydrogen desorption from ɑ-Si nanoparticles

The process of hydrogen desorption from amorphous silicon (ɑ-Si) nanoparticles grown by plasmaenhanced chemical vapor deposition (PECVD) has been analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), mass spectrometry, and infrared spectroscopy, with the aim of quantifying the energy exchanged. Two exothermic peaks centered at 330 and 410 °C have been detected with energies per H atom of about 50 meV. This value has been compared with the results of theoretical calculations and is found to agree with the dissociation energy of Si-H groups of about 3.25 eV per H atom, provided that the formation energy per dangling bond in ɑ-Si is about 1.15 eV. It is shown that this result is valid for ɑ-Si:H films, too

Obtenció de capes primes d'alúmina mitjançant "Atomic Layer Deposition"

En aquest projecte s'ha estudiat la posada a punt d’un equip comercial ALD per a l’obtenció de capes primes d'alúmina a escala nanomètrica utilitzant vapor d’aigua i TMA com a precursors. Per tal de comprovar a bondat de les receptes experimentals aportades pel fabricant així com comprovar alguns aspectes de la teoria ALD s’han realitzat una sèrie de mostres variant els diferents paràmetres experimentals, principalment la temperatura de deposició, el nombre de cicles, la durada del cicle i el tipus de substrat. Per a la determinació dels gruixos nanomètrics de les capes i per tant dels ritmes de creixement s’ha utilitzat la el·lipsometria, una de les poques tècniques no destructives capaç de mesurar amb gran precisió gruixos de capes o interfases de pocs àngstroms o nanòmetres. En una primera etapa s'han utilitzat els valors experimentals donats pel fabricant del sistema ALD per determinar el ritme de creixement en funció de la temperatura de dipòsit i del numero de cicles, en ambdós casos sobre diversos substrats. S'ha demostrat que el ritme de creixement augmenta lleugerament en augmentar la temperatura de dipòsit, tot i que amb una variació petita, de l'ordre del 12% en variar 70ºC la temperatura de deposició. Així mateix s'ha demostrat la linealitat del gruix amb el número de cicles, tot i que no s’observa una proporcionalitat exacta. En una segona etapa s'han optimitzat els paràmetres experimentals, bàsicament els temps de purga entre pols i pols per tal de reduir considerablement les durades dels experiments realitzats a relativament baixes temperatures. En aquest cas s’ha comprovat que es mantenien els ritmes de creixement amb una diferencia del 3,6%, 4,8% i 5,5% en optimitzar el cicles en 6,65h, 8,31h, o 8,33h, respectivament. A més, per una d'aquestes condicions s’ha demostrat que es mantenia l’alta conformitat de les capes d’alúmina. A més, s'ha realitzat un estudi de l'homogeneïtat del gruix de les capes en tota la zona de dipòsit del reactor ALD. S’ha demostrat que la variació en gruix de les capes dipositades a 120ºC és com a màxim del 6,2% en una superfície de 110 cm2. Confirmant l’excepcional control de gruixos de la tècnica ALD.

Comportamiento tribomecánico de sistemas de sustrato: recubrimiento duros

En aplicaciones como la conformación en frío, donde los metales duros recubiertos con películas de naturaleza cerámica son ampliamente empleados, la existencia de un contacto mecánico repetitivo induce tensiones Hertzianas y origina el fallo por fatiga. En este trabajo, se investigan diversos recubrimientos cerámicos depositados por deposición física desde fase vapor sobre calidades diferentes de metal duro y un acero rápido pulvimetalúrgico para evaluar sus respectivas respuesta al contacto y comportamiento a fatiga. El trabajo experimental incluye la caracterización de los sistemas mediante ensayos de rayado y nanoindentación y la evaluación de las curvas tensión-deformación de indentación esférica de los sustratos, tanto desnudos como recubiertos, poniendo especial atención en determinar las tensiones de contacto críticas asociadas a la deformación plástica y a la aparición de grietas circulares en la superficie recubierta. A este estudio, le siguen numerosos ensayos a fatiga a cargas inferiores a aquéllas identificadas como críticas bajo carga monotónica y para un número de ciclos comprendido entre 1.000 y 1.000.000 de ciclos. Los resultados experimentales indican que las películas cerámicas no parecen desempeñar un papel relevante en la aparición de la cedencia plástica, siendo la deformación plástica global controlada por la deformación del sustrato. No obstante, para tensiones elevadas de indentación durante el régimen plástico, existe la aparición de grietas circulares en los recubrimientos cerámicos. Además, la aparición de las mismas es sensible a la fatiga por contacto. Este análisis mecánico se complementa con una inspección detallada del daño generado en profundidad y superficie.

Estudi de la reformació amb vapor de biocombustibles per a l'obtenció d'hidrogen utilitzant suports estructurats ceràmics funcionalitzats

Donada una aplicació racional en una varietat complexa, Bellon i Viallet van definit l’entropia algebraica d’aquesta aplicació i van provar que aquest valor és un invariant biracional. Un invariant biracional equivalent és el grau asimptòtic, grau dinàmic o complexitat, definit per Boukraa i Maillard. Aquesta noció és propera a la complexitat definida per Arnold. Conjecturalment, el grau asimptòtic satisfà una recurrència lineal amb coeficients enters. Aquesta conjectura ha estat provada en el cas polinòmic en el pla afí complex per Favre i Jonsson i resta oberta en per al cas projectiu global i per al cas local. L’estudi de l’arbre valoratiu de Favre i Jonsson ha resultat clau per resoldre la conjectura en el cas polinòmic en el pla afí complex. El beneficiari ha estudiat l’arbre valoratiu global de Favre i Jonsson i ha reinterpretat algunes nocions i resultats des d’un punt de vista més geomètric. Així mateix, ha estudiat la demostració de la conjectura de Bellon – Viallet en el cas polinòmic en el pla afí complex com a primer pas per trobar una demostració en el cas local i projectiu global en estudis futurs. El projecte inclou un estudi detallat de l'arbre valoratiu global des d'un punt de vista geomètric i els primers passos de la demostració de la conjectura de Bellon - Viallet en el cas polinòmic en el pla afí complex que van efectuar Favre i Jonsson.

Projecte d'una central d'energia elèctrica de 400 kW mitjançant concentradors solars i una turbina de vapor

L’objecte del projecte és dissenyar una central productora d’energia elèctrica a través d’una turbina de vapor i un generador acoblat a aquesta, mitjançant concentradors d’energia solar cilindro-parabòlics. Aquests concentradors captaran la radiació directa del sol per concentrar-la al focus de la paràbola, on s’hi col·locarà un receptor per l’interior del qual hi passarà un fluid que s’escalfarà gràcies a aquests raigs concentrats. En el projecte s’ha dissenyat la instal·lació i estudiat la radiació disponible a la zona, s’ha realitzat un estudi de la viabilitat de la instal·lació necessària i del cost econòmic d’una central d’energia termoelèctrica fictícia a la zona de Tarragona

Projecte d'instal·lació de caldera de vapor de 5.000 kg/h i serveis auxiliars per [a] una empresa situada a Vic

L’empresa RUSCALLEDA, S.L., ubicada a la localitat de Vic, es dedica a l’elaboració deproductes alimentaris. La instal·lació actual de generació de calor utilitza una caldera antiga de combustible líquid i té una capacitat de producció de vapor de 1.500 kg/h. A causa de la demanda creixent de productes semielaborats, l'empresa vol instal·lar tres unitats noves de la línia final de productes semielaborats. Aquestes noves unitats tindrien un considerable consum d’energia calorífica en forma de vapor i requeririen actualitzar la instal·lació actual de producció i distribució de calor. L’objecte del projecte és la instal·lació d’un segon generador de vapor que sigui capaç d’alimentar la instal·lació actual més l’ampliació, quedant el generador actual en paral·lel per ser utilitzat en cas d’emergència

Involvement of Dab1 in APP processing and [beta]-amyloid deposition in sporadic Creutzfeldt-Jakob patients.

Alzheimer"s disease and prion pathologies (e.g., Creutzfeldt-Jakob disease) display profound neural lesions associated with aberrant protein processing and extracellular amyloid deposits. For APP processing, emerging data suggest that the adaptor protein Dab1 plays a relevant role in regulating its intracellular trafficking and secretase-mediated proteolysis. Although some data have been presented, a putative relationship between human prion diseases and Dab1/APP interactions is lacking. Therefore, we have studied the putative relation between Dab1, APP processing and Aβ deposition, targets in sCJD cases. Our biochemical results categorized two groups of sCJD cases, which also correlated with PrPsc types 1 and 2 respectively. One group, with PrPsc type 1 showed increased Dab1 phosphorylation, and lower βCTF production with an absence of Aβ deposition. The second sCJD group, which carried PrPsc type 2, showed lower levels of Dab1 phosphorylation and βCTF production, similar to control cases. Relevant Aβ deposition in the second sCJD group was measured. Thus, a direct correlation between Dab1 phosphorylation, Aβ deposition and PrPsc type in human sCJD is presented for the first time.

Effect of substrate temperature on deposition rate of rf plasma-deposited hydrogenated amorphous silicon thin films

We present a study about the influence of substrate temperature on deposition rate of hydrogenated amorphous silicon thin films prepared by rf glow discharge decomposition of pure silane gas in a capacitively coupled plasma reactor. Two different behaviors are observed depending on deposition pressure conditions. At high pressure (30 Pa) the influence of substrate temperature on deposition rate is mainly through a modification of gas density, in such a way that the substrate temperature of deposition rate is similar to pressure dependence at constant temperature. On the contrary, at low pressure (3 Pa), a gas density effect cannot account for the observed increase of deposition rate as substrate temperature rises above 450 K with an activation energy of 1.1 kcal/mole. In accordance with laser‐induced fluorescence measurements reported in the literature, this rise has been ascribed to an increase of secondary electron emission from the growing film surface as a result of molecular hydrogen desorption.

Hydroxyapatite coatings grown by pulsed laser deposition with a beam of 355 nm wavelength

Calcium phosphate coatings, obtained at different deposition rates by pulsed laser deposition with a Nd:YAG laser beam of 355-nm wavelength, were studied. The deposition rate was changed from 0.043 to 1.16 /shot by modification of only the ablated area, maintaining the local fluence constant to perform the ablation process in similar local conditions. Characterization of the coatings was performed by scanning electron microscopy, x-ray diffractometry, and infrared, micro-Raman, and x-ray photoelectron spectroscopy. The coatings showed a compact surface morphology formed by glassy gains with some droplets on them. Only hydroxyapatite (HA) and alpha-tricalcium phosphate (alpha-TCP) peaks were found in the x-ray diffractograms. The relative content of alpha TCP diminished with decreasing deposition rates, and only HA peaks were found for the lowest rate. The origin of alpha TCP is discussed.