Spin-orbit effects in GaAs quantum wells: Interplay between Rashba, Dresselhaus, and Zeeman interactions

The interplay between Rashba, Dresselhaus, and Zeeman interactions in a quantum well submitted to an external magnetic field is studied by means of an accurate analytical solution of the Hamiltonian, including electron-electron interactions in a sum-rule approach. This solution allows us to discuss the influence of the spin-orbit coupling on some relevant quantities that have been measured in inelastic light scattering and electron-spin resonance experiments on quantum wells. In particular, we have evaluated the spin-orbit contribution to the spin splitting of the Landau levels and to the splitting of charge- and spin-density excitations. We also discuss how the spin-orbit effects change if the applied magnetic field is tilted with respect to the direction perpendicular to the quantum well.

Spin-orbit effects in GaAs quantum wells: Interplay between Rashba, Dresselhaus, and Zeeman interactions

The interplay between Rashba, Dresselhaus, and Zeeman interactions in a quantum well submitted to an external magnetic field is studied by means of an accurate analytical solution of the Hamiltonian, including electron-electron interactions in a sum-rule approach. This solution allows us to discuss the influence of the spin-orbit coupling on some relevant quantities that have been measured in inelastic light scattering and electron-spin resonance experiments on quantum wells. In particular, we have evaluated the spin-orbit contribution to the spin splitting of the Landau levels and to the splitting of charge- and spin-density excitations. We also discuss how the spin-orbit effects change if the applied magnetic field is tilted with respect to the direction perpendicular to the quantum well.

Wind turbine for developing countries

Aquest treball avarca des de reunions amb personal de qualitat d’una fàbrica decremalleres fins a la proposta d’un prototip d’una màquina que solucionés els seusproblemes concrets de producció. Pel camí s’ha fet recerca envers de solucionsprèvies que fossin factibles a realitzar en uns pocs mesos i amb els medis limitatsdels que es desponiaLes solucions, tant de mètodes d’assaig i observació com de disseny són un reflexclar de procés d’enginyeria en l’àmbit industrial espanyol. Els medis escassegen,però amb temps (tampoc gaire) i enginy es troben formes de satisfer lesnecessitats. Al cap i a la fi és el que s’espera de nosaltres com a enginyers.

Pla de gestió i conservació dels Estanyets de Pals i les Closes Fondes (Pals, Baix Empordà)

Es destaca la presència de tres espècies bioinvasores, tals com la gambúsia(Gambusiaaffinis), la canya (Arundodonax) i el cranc vermell americà (Procambarusclarkii). S’ha detectat que la qualitat de l’aigua ha disminuït en alguns paràmetres, especialment en l’Estanyet del Safareig. En els tres estanyets els sòlids dissolts totalsa TSD) estan al voltant del límit màxim recomanat per la EPA (Agència de Protecció Ambiental d’Estats Units). S’ha observat que la Cladophora, indicadora de concentracions elevades de nitrogen a l’aigua, és un cloròfit molt abundant. S’han identificat dos hàbitats d’interès comunitari no prioritari, segons la Directiva Hàbitats: les closes i les freixenedes termòfiles de Fraxinusangustifolia. En funció dels resultats obtinguts s’han elaborat les propostes de gestió i conservació per aquest espai.

Un estudi sobre l'emmagatzematge col·laboratiu dels recursos bibliotecaris

L'emmagatzematge cooperatiu consisteix bàsicament en compartir l'espai dins d'un servei, mentre que l'emmagatzematge col·laboratiu ("collaborative storage") implica una aproximació compartida a la col·lecció en termes de creixement, forma, gestió i accés. L'emmagatzematge col·laboratiu proporciona un ús més eficient dels recursos. Aquest estudi és una investigació sobre les opcions físiques, més que sobre l'emmagatzematge digital. Tanmateix, l'estudi reflexiona sobre la relació prospectiva que s'estableix entre aquests dos factors. La tensió entre ells és una qüestió emergent, la qual encara no ha trobat un lloc en el context de la política bibliotecària des d’una perspectiva local, regional o nacional.

Anàlisi i tècniques de processat del senyal per a la generació de mapes eòlics

L’emplaçament del projecte es situa a un parc eòlic marítim, on es vol observar el vent a través del radar VAD, Velocity Azimuth Display, per poder controlar la velocitat de rotació dels aerogeneradors, i poder substituir els actuals anemòmetres. No ens centrarem en el control d’aquest, sinó que l’objectiu principal d’aquest projecte és analitzar el funcionament i processat de dades del VAD. Es proposaran, simularan i estudiaran noves tècniques d’estimació espectral per obtenir una millora important amb les mesures de velocitat, direcció i divergència del vent, per tal de construir un radar més robust a pertorbacions. A més a més, també il·lustrarem mapes eòlics obtinguts a partir de tot el processat.

Anàlisi de la qualitat de l'aigua: estudi dels impactes humans sobre la qualitat de l'aigua en pous i basses del Parc del Garraf i rodalies

Amb la finalitat de conèixer l’estat de qualitat de les aigües de les basses i pous del Parc del Garraf, s’analitzen una sèrie de paràmetres fisico-químics en 17 estacions de mostreig prèviament seleccionades, distribuïdes en zones amb diferents tipologies d’ús del sòl. La base de l’anàlisi ha estat la integració d’informació provinent de diferents fonts. Mitjançant l’elaboració de taules i gràfics, la generació de cartografia i el tractament estadístic de les dades, s’ha procedit a la tria de punts de mostreig i s’ha obtingut un inventari que ha permès la interpretació global dels resultats, facilitant la diagnosi. El procés de tractament de dades inclou la confecció d’un índex de qualitat de les aigües (ICA) propi, no vinculant, a partir de fórmules genèriques de normalització i ponderació de valors. Durant la realització de la diagnosi s’han detectat pertorbacions puntuals en determinats paràmetres corresponents a contaminacions locals, en diferents estacions de mostreig. Aquestes pertorbacions s’han relacionat amb la situació dels pous i les basses al Garraf i les tipologies d’ús del sòl de cada zona. El diagnòstic de pertorbacions ha orientat les propostes de millora aplicables que s’han dividit en tres classes segons el nivell d’actuació. Aquestes incideixen principalment, en la millora de la informació disponible, l’aplicació de l’agricultura ecològica, l’explotació sostenible dels aqüífers i la realització d’estudis globals i/o locals, més complets i exhaustius.

Detecció i localització d'impactes a estructures aeroespacials

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Universidad Politécnica de Madrid, Espanya, entre setembre i o desembre del 2007. Actualment la indústria aeroespacial i aeronàutica té com prioritat millorar la fiabilitat de las seves estructures a través del desenvolupament de nous sistemes per a la monitorització i detecció d’impactes. Hi ha diverses tècniques potencialment útils, i la seva aplicabilitat en una situació particular depèn críticament de la mida del defecte que permet l’estructura. Qualsevol defecte canviarà la resposta vibratòria de l’element estructural, així com el transitori de l’ona que es propaga per l’estructura elàstica. Correlacionar aquests canvis, que poden ser detectats experimentalment amb l’ocurrència del defecte, la seva localització i quantificació, és un problema molt complex. Aquest treball explora l’ús de l'Anàlisis de Components Principals (Principal Component Analysis - PCA-) basat en la formulació dels estadístics T2 i Q per tal de detectar i distingir els defectes a l'estructura, tot correlacionant els seus canvis a la resposta vibratòria. L’estructura utilitzada per l’estudi és l’ala d’una turbina d’un avió comercial. Aquesta ala s’excita en un extrem utilitzant un vibrador, i a la qual s'han adherit set sensors PZT a la superfície. S'aplica un senyal conegut i s'analitzen les respostes. Es construeix un model PCA utilitzant dades de l’estructura sense defecte. Per tal de provar el model, s'adhereix un tros d’alumini en quatre posicions diferents. Les dades dels assajos de l'estructura amb defecte es projecten sobre el model. Les components principals i les distàncies de Q-residual i T2-Hotelling s'utilitzaran per a l'anàlisi de les incidències. Q-residual indica com de bé s'adiu cadascuna de les mostres al model PCA, ja que és una mesura de la diferència, o residu, entre la mostra i la seva projecció sobre les components principals retingudes en el model. La distància T2-Hotelling és una mesura de la variació de cada mostra dins del model PCA, o el que vindria a ser el mateix, la distància al centre del model PCA.

Meaning of the λ parameter of skew–normal and log–skew normal distributions in fluid geochemistry

The literature related to skew–normal distributions has grown rapidly in recent yearsbut at the moment few applications concern the description of natural phenomena withthis type of probability models, as well as the interpretation of their parameters. Theskew–normal distributions family represents an extension of the normal family to whicha parameter (λ) has been added to regulate the skewness. The development of this theoreticalfield has followed the general tendency in Statistics towards more flexible methodsto represent features of the data, as adequately as possible, and to reduce unrealisticassumptions as the normality that underlies most methods of univariate and multivariateanalysis. In this paper an investigation on the shape of the frequency distribution of thelogratio ln(Cl−/Na+) whose components are related to waters composition for 26 wells,has been performed. Samples have been collected around the active center of Vulcanoisland (Aeolian archipelago, southern Italy) from 1977 up to now at time intervals ofabout six months. Data of the logratio have been tentatively modeled by evaluating theperformance of the skew–normal model for each well. Values of the λ parameter havebeen compared by considering temperature and spatial position of the sampling points.Preliminary results indicate that changes in λ values can be related to the nature ofenvironmental processes affecting the data

Stochastic optimal bid to electricity markets with environmental risk constraints

There are many factors that influence the day-ahead market bidding strategies of a generation company (GenCo) in the current energy market framework. Environmental policy issues have become more and more important for fossil-fuelled power plants and they have to be considered in their management, giving rise to emission limitations. This work allows to investigate the influence of both the allowances and emission reduction plan, and the incorporation of the derivatives medium-term commitments in the optimal generation bidding strategy to the day-ahead electricity market. Two different technologies have been considered: the coal thermal units, high-emission technology, and the combined cycle gas turbine units, low-emission technology. The Iberian Electricity Market and the Spanish National Emissions and Allocation Plans are the framework to deal with the environmental issues in the day-ahead market bidding strategies. To address emission limitations, some of the standard risk management methodologies developed for financial markets, such as Value-at-Risk (VaR) and Conditional Value-at-Risk (CVaR), have been extended. This study offers to electricity generation utilities a mathematical model to determinate the individual optimal generation bid to the wholesale electricity market, for each one of their generation units that maximizes the long-run profits of the utility abiding by the Iberian Electricity Market rules, the environmental restrictions set by the EU Emission Trading Scheme, as well as the restrictions set by the Spanish National Emissions Reduction Plan. The economic implications for a GenCo of including the environmental restrictions of these National Plans are analyzed and the most remarkable results will be presented.

Mechanisms of antagonism of Pseudomonas fluorescens EPS62e against Erwinia amylovora, the causal agent of fire blight

Pseudomonas fluorescens EPS62e was selected during a screening procedure for its high efficacy in controlling infections by Erwinia amylovora, the causal agent of fire blight disease, on different plant materials. In field trials carried out in pear trees during bloom, EPS62e colonized flowers until the carrying capacity, providing a moderate efficacy of fire-blight control. The putative mechanisms of EPS62e antagonism against E. amylovora were studied. EPS62e did not produce antimicrobial compounds described in P. fluorescens species and only developed antagonism in King’s B medium, where it produced siderophores. Interaction experiments in culture plate wells including a membrane filter, which physically separated the cultures, confirmed that inhibition of E. amylovora requires cell-to-cell contact. The spectrum of nutrient assimilation indicated that EPS62e used significantly more or different carbon sources than the pathogen. The maximum growth rate and affinity for nutrients in immature fruit extract were higher in EPS62e than in E. amylovora, but the cell yield was similar. The fitness of EPS62e and E. amylovora was studied upon inoculation in immature pear fruit wounds and hypanthia of intact flowers under controlled-environment conditions. When inoculated separately, EPS62e grew faster in flowers, whereas E. amylovora grew faster in fruit wounds because of its rapid spread to adjacent tissues. However, in preventive inoculations of EPS62e, subsequent growth of EPS101 was significantly inhibited. It is concluded that cell-to-cell interference as well as differences in growth potential and the spectrum and efficiency of nutrient use are mechanisms of antagonism of EPS62e against E. amylovora

Acoustic transport of charge and spins in GaAs-based heterostructures

Report for the scientific sojourn carried out at the Paul Drude Institut für Festkörperelektronik of the Stanford University, USA, from 2010 to 2012. The objective of this project is the transport and control of electronic charge and spin along GaAs-based semiconductor heterostructures. The electronic transport has been achieved by taking advantage of the piezolectric field induced by surface acoustic waves in non-centrosymmetric materials like GaAs. This piezolectric field separates photogenerated electrons and holes at different positions along the acoustic wave, where they acummulate and are transported at the same velocity as the wave. Two different kinds of structures have been studied: quantum wells grown along the (110) direction, both intrinsic and n-doped, as well as GaAs nanowires. The analysis of the charge acoustic transport was performed by micro-photoluminescence, whereas the detection of the spin transport was done either by analyzing the polarization state of the emitted photoluminescence or by Kerr reflectometry. Our results in GaAs quantum wells show that charge and spin transport is clearly observed at the non-doped structures,obtaining spin lifetimes of the order of several nanoseconds, whereas no acoutically induced spin transport was detected for the n-doped quantum wells. In the GaAs nanowires, we were able of transporting successfully both electrons and holes along the nanowire axis, but no conservation of the spin polarization has been observed until now. The photoluminescence emitted by these structures after acoustic transport, however, shows anti-bunching characteristics, making this system a very good candidate for its use as single photon emitters.

Influence of the (111) twinning on the formation of diamond cubic/diamond hexagonal heterostructures in Cu-catalyzed Si nanowires

The occurrence of heterostructures of cubic silicon/hexagonal silicon as disks defined along the nanowire (111) growth direction is reviewed in detail for Si nanowires obtained using Cu as catalyst. Detailed measurements on the structural properties of both semiconductor phases and their interface are presented. We observe that during growth, lamellar twinning on the cubic phase along the (111) direction is generated. Consecutive presence of twins along the (111) growth direction was found to be correlated with the origin of the local formation of the hexagonal Si segments along the nanowires, which define quantum wells of hexagonal Si diamond. Finally, we evaluate and comment on the consequences of the twins and wurtzite in the final electronic properties of the wires with the help of the predicted energy band diagram.

Application of a floating well concept to a latch-up-free, low-cost, smart power high-side switch technology

The aim of this brief is to present an original design methodology that permits implementing latch-up-free smart power circuits on a very simple, cost-effective technology. The basic concept used for this purpose is letting float the wells of the MOS transistors most susceptible to initiate latch-up.