Maaseudun Taksipalveluiden kehittäminen

Tämän diplomityön tavoitteena oli kartoittaa haja-asutusalueen taksipalvelut ja kehittää maaseudun taksipalveluja niin, että taksit säilyisivät harvaanasutuilla alueilla myös tulevaisuudessa. Tavoitteet voidaan maaseututaksiliikenteen osalta tiivistää kahteen tavoitteeseen, joita painotetaan toimintaympäristön mukaan: taksiliikenteen markkinaosuudensäilyttäminen sekä maaseudun taksin palvelujen turvaaminen ja kehittäminen. Maaseutu on muutosten kourissa, väestö ikääntyy maaseudulla ja maaltamuutto kaupunkiseuduille lisääntyy. Maaseudun taksiliikenteen markkinat ovat myös muutosvaiheessa. Julkishallinnon säästöt ja liikennejärjestelmien kehittäminen pienentävät julkishallinnon korvaamien tavanomaisten taksimatkojen määrää, erityisesti haja-asutusalueella. Taksien työpäivää selvitettiin taksiyrittäjille tehdyssä kyselytutkimuksessa, tutkimuksessa korostui voimakkaasti viranomaisten, varsinkin kunnan merkitys taksiliikenteelle maaseudulla. Taksien perusliikenteeseen tulee yhdistää uusia palveluja. Luotaessa uusia ratkaisuja on tärkeää ottaa huomion yhteiskunnallinen, hallinnollinen ja lainsäädännöllinen ympäristö. Tähän liittyvät ongelmat ovat usein suurempia kuin muut ongelmatilanteet. Raportissa on toimenpidesuosituksia siitä, miten taksielinkeinoa tulisi kehittää. Eräs tärkeimmistä suosituksista on laaja, eri tahojen yhteistyö ja verkottuminen. Erittäin tärkeää on myös muistaa kouluttamisen ja markkinoinnin tärkeys.

Lähtevien kotimaankuljetusten kehittäminen ja organisointi Puunjalostusyrityksessä

Työn tavoitteena oli selvittää lähtevien kotimaankuljetusten nykytila ja kehit-tämisvaihtoehdot, sekä tutkia mahdollisuutta keskittää kuljetusjärjestelmä. Ensin selvitettiin kuljetusten nykytilan haastattelujen sekä saatavilla olevan materiaalin avulla. Henkilöstön haastattelut toteutettiin henkilökohtaisesti. Toisessa vaiheessa määriteltiin kehittämiskohteet nykytilaselvityksen sekä kuljetusten kehittämistä käsittelevän kirjallisuuden avulla. Selvimpinä epäkohtina pidettiin vähäistä tulosyksiköiden yhteistoimintaa, yhteisen logistiikka-strategian ja toimintapolitiikan puuttumista sekä puutteellista seurantajärjestelmää. Ongelmaksi koettiin myös kuljetusliikkeiden ylikapasiteetin aiheuttamat vaikutukset kuljetushintoihin.Kolmannessa vaiheessa tutkittiin mahdollisuutta siirtyä nykyisestä hajautetusta kuljetusjärjestelmästä keskitettyyn. Selvityksessä käytettiin apuna keskitetyn kuljetusjärjestelmän hypoteettisia ratkaisuvaihtoehtoja. Toimenpide-ehdotuksina esitetään yhteisen logistiikkastrategian laatimista, yksiköiden toimintapolitiikkojen yhdenmukaistamista, sekä tulosyksiköiden yhteistoimintaa kehittävän työryhmän perustamista.

Unitizing in Supply Chain – Case SECU Container

The aim of this thesis is to analyze how increasing the level of unitizing affects to the costs in the transport system of a Finnish paper and board company. The parts of the supply chain where costs are analyzed are limited to domestic inland transport and port operations. Supply Chain management is important aspect of modern day companies’ strategies. Intermodal transport and different transport systems are the key items which are studied in the theory part of this thesis. In the case study the payload simulations for SECU container (Stora Enso Cargo Unit) stuffed in mills sites are base of the cost analyze of this thesis. Thesis also makes a glance for the restrictions and development trends in Finnish railroads. In analyze SECU containers are moved up to the mill site for stuffing. This increases the level of unitizing in supply chain. Analyze is made for three variation of current traffic lines. Analyze shows that when idea of intermodalism is well used there is considerable cost savings to gather in pre-transportation and port operations. But also effects to mill sites and destination ports needs to be take under considering. In analyze the effects of increased axle weight for SECU container transportation in Finnish railroads is studied. When transport unit is stuffed in earliest possible point supply chain and unloaded the last possible point the savings made in chain can be considerable. In case study of this thesis almost 40% savings in total costs could be reached in pre transportation and port operations when unitizing level is increased in supply chain.

Financial and Environmental Impacts of a Dry Port to Facilitate Competitiveness of Two Major Transit Seaports of Finland

Environmental problems and issues have received more and more attention during the last decades. Reasons for this are different increased external costs such as congestion, CO2 emission, noise and accident costs. Transportation sector is the only sector with increasing external costs. The EU will increase its attention in decreasing the external costs of transport. Aim of this research was to find out if a dry port solution could decrease costs of transport, especially external costs. Dry port concept is an intermodal transport system, where inland transport between port and dry port is performed by rail transport instead of traditional road transport. In addition, dry ports offer similar services as ports. Research is conducted by performing a literature review about dry port concept and costs of transport, especially external costs of transport. Financial and environmental impacts of the dry port concept are studied by comparing costs of road and rail transport by cost accounting and with a simulation model. Location of dry port is researched with gravitational models. Results of the literature review are that rail transport is environmentally friendlier mode of transport than road transport. Cost model and simulation model show that if only costs of freight movement are considered, rail transport is more inexpensive transport mode than road transport in terms of internal and external costs. Because of that dry port concept could decrease costs of transport, especially external costs. Results of gravitational models are that city of Kouvola is in a good position to be a dry port. Russian transit traffic through Finland improves location of Kouvola to be a dry port.

Cargo Traffic on the Helsinki-Tallinn Route

The twin-city model has found to increase economical activity and well-being. The similar economical, social and cultural background of Finland and Estonia as well as the EU integration give good preconditions to create a twin-city of Helsinki and Tallinn. The relatively long distance between Helsinki and Tallinn is challenging. Therefore, good transport infrastructure and functioning connections are required to form a twin-city of Helsinki and Tallinn. The connections between these cities can be considered also in broader perspective than only from the viewpoint of the twin-city concept. New markets areas have been emerged in Europe due to collapse of planned economy and integration of Europe. Also the transport routes to the markets are changing. The Hel-sinki-Tallinn sea route can be considered as a fast route to the new markets in the Cen-tral and Eastern Europe. The Helsinki-Tallinn sea route is also a potential route to the Western European markets. This study provides an analysis of transport and cargo flows between Finland and Esto-nia for regional and local planners. The main purpose of the study is to clarify the pre-sent situation of the seaborne cargo flows on the Helsinki-Tallinn route and how the cargo flows will develop in the future. The study focuses on the following thematic enti-ties: the Finnish and Estonian seaborne transport system and cargo flows, the structure and volume of the cargo flows on the Helsinki-Tallinn route, the hinterland cargo flows on the Helsinki-Tallinn route and the transport methods used on the Helsinki-Tallinn route. The study was carried out as a desk research, a statistical analysis and an inter-view study during the spring–autumn 2011. The study reveals that during the period 2002–2010 the volume of the seaborne cargo traffic between Finland and Estonia has increased significantly while the trend of the trade volume between Finland and Estonia has remained nearly constant. This indicates that the route via Estonia is increasingly used in the Finnish foreign trade. Because the ports of Helsinki and Tallinn are the main ports in the cargo traffic between Finland and Estonia, the role of the Helsinki-Tallinn route as a sea leg in the hinterland connections of Finland has increased. The growth of the cargo volume on the Helsinki-Tallinn route was estimated to continue on the annual level of 10 % during the next couple of years. In the long run the growth of the cargo volumes depends on the economical and indus-trial development of the former Eastern European countries. If the IMO’s sulphur regu-lations will come in force, the Helsinki-Tallinn route will become one of the main routes also to the Western European markets, besides of the route via Sweden. The study also shows that the fast and reliable connections year round on the Helsinki-Tallinn route have made it possible for service and logistics companies to reconsider their logistics strategies in a new way in the both side of the Gulf of Finland. Anyway, the ropax concept is seen as the only economical profitable solution on the Helsinki-Tallinn route because cargo and passenger traffic are supporting each other. The trucks (vehicle combinations) will remain the main mode of transport on the Helsinki-Tallinn route because general cargo is the main commodity on the route. IMO’s sulphur regula-tions and the changes in the structure of the Finnish industry may create prerequisites for rail road transport in the hinterland connections of Finland. The twin-city model has found to increase economical activity and well-being. The similar economical, social and cultural background of Finland and Estonia as well as the EU integration give good preconditions to create a twin-city of Helsinki and Tallinn. The relatively long distance between Helsinki and Tallinn is challenging. Therefore, good transport infrastructure and functioning connections are required to form a twin-city of Helsinki and Tallinn. The connections between these cities can be considered also in broader perspective than only from the viewpoint of the twin-city concept. New markets areas have been emerged in Europe due to collapse of planned economy and integration of Europe. Also the transport routes to the markets are changing. The Hel-sinki-Tallinn sea route can be considered as a fast route to the new markets in the Cen-tral and Eastern Europe. The Helsinki-Tallinn sea route is also a potential route to the Western European markets. This study provides an analysis of transport and cargo flows between Finland and Esto-nia for regional and local planners. The main purpose of the study is to clarify the pre-sent situation of the seaborne cargo flows on the Helsinki-Tallinn route and how the cargo flows will develop in the future. The study focuses on the following thematic enti-ties: the Finnish and Estonian seaborne transport system and cargo flows, the structure and volume of the cargo flows on the Helsinki-Tallinn route, the hinterland cargo flows on the Helsinki-Tallinn route and the transport methods used on the Helsinki-Tallinn route. The study was carried out as a desk research, a statistical analysis and an inter-view study during the spring–autumn 2011. The study reveals that during the period 2002–2010 the volume of the seaborne cargo traffic between Finland and Estonia has increased significantly while the trend of the trade volume between Finland and Estonia has remained nearly constant. This indicates that the route via Estonia is increasingly used in the Finnish foreign trade. Because the ports of Helsinki and Tallinn are the main ports in the cargo traffic between Finland and Estonia, the role of the Helsinki-Tallinn route as a sea leg in the hinterland connections of Finland has increased. The growth of the cargo volume on the Helsinki-Tallinn route was estimated to continue on the annual level of 10 % during the next couple of years. In the long run the growth of the cargo volumes depends on the economical and indus-trial development of the former Eastern European countries. If the IMO’s sulphur regu-lations will come in force, the Helsinki-Tallinn route will become one of the main routes also to the Western European markets, besides of the route via Sweden. The study also shows that the fast and reliable connections year round on the Helsinki-Tallinn route have made it possible for service and logistics companies to reconsider their logistics strategies in a new way in the both side of the Gulf of Finland. Anyway, the ropax concept is seen as the only economical profitable solution on the Helsinki-Tallinn route because cargo and passenger traffic are supporting each other. The trucks (vehicle combinations) will remain the main mode of transport on the Helsinki-Tallinn route because general cargo is the main commodity on the route. IMO’s sulphur regula-tions and the changes in the structure of the Finnish industry may create prerequisites for rail road transport in the hinterland connections of Finland.

Helsingin seudun liikenteenhallinnan kärkihankkeiden päivitys 2011

Työn tavoitteena oli kokonaisnäkemyksen luominen Helsingin seudun liikenteenhallinnan tilasta ja kehitysnäkymistä sekä seuraavien tärkeimpien kehittämispolkujen tunnistaminen ja konkretisointi toimenpiteiksi. Työssä keskityttiin seuraaviin painopistealueisiin 1. Liityntäpysäköinnin informaation ja maksujärjestelmien kehittäminen 2. Liikenteenhallintakeskuksen toiminnan kehittäminen ja laajentaminen 3. Liikennejärjestelmän reaaliaikainen tilannekuva ja lyhyen aikavälin ennusteet 4. Pääkaupunkiseudun pääväylien ruuhkien ja häiriöiden hallinta 5. Joukkoliikenteen ajantasaisen matkustajainformaation kehittäminen. Työssä laadittiin katsaus kullakin painopistealueella jo tapahtuneeseen sekä käynnissä olevaan kehitystyöhön, kuvattiin esiin nousseita ongelmia ja laadittiin esitys vuoteen 2020 ulottuvasta toiminnallisesta tavoitetilasta sekä konkreettisista kehittämistoimista. Työssä järjestettiin myös tulevaisuustyöpaja, johon pyydettiin alustuksia valikoiduilta viranomaistahoilta, tutkijoilta ja palveluntuottajilta. Näiden keskustelujen kautta kirkastettiin seudun toimijoiden näkemystä älyliikenteen toimialan kehitysnäkymistä ja –tarpeista. Työn lopputuloksena syntyneeseen toimenpideohjelmaan kirjattiin yhteensä 30 hanketta. Näistä viisi hanketta valittiin työpajatyöskentelyn kautta varsinaisiksi kärkihankkeiksi, joiden toteutus on kriittistä liikkujien ja viranomaistyön palvelutason kannalta ja joka edellyttää usean toimijan yhteistyötä. Lisäksi tunnistettiin joukko seurattavia hankkeita. Valitut kärkihankkeet, käynnistämisen vastuutaho sekä tavoitteellinen käynnistysvuosi ovat seuraavat: 1. Liityntäpysäköinnin dynaamisen informaatiojärjestelmän pilotointi Hämeenlinnanväylän käytävässä Kehäradan asemilla (HSL 2012) 2. HSL:n alueen joukkoliikenteen häiriönhallinnan uudelleenorganisointi (HSL, Liikennevirasto 2012) 3. Seudullisen liikenteenhallintasuunnitelman laadinta verkollisen operoinnin kehittämiseksi häiriötilanteissa (ELY-keskus, Liikennevirasto 2013) 4. Reaaliaikaisen sujuvuustiedon tuottaminen ruuhkautuvalta pääkatu- ja alempiasteiselta maantieverkolta (Liikennevirasto, kunnat 2012) 5. Liikenteen vaihtuvan ohjauksen ja tiedottamisen hyödyntäminen pääväylien ruuhkautumisen ja häiriöiden hallinnassa. (ELY-keskus 2012) Kärkihankkeisiin ei liity sellaisia riippuvuuksia, että niitä ei voitaisi käynnistää ennen päätöksentekoa jostakin muusta investoinnista. Merkittävimmät riippuvuudet liittyvät LIJ2014-järjestelmän ajoneuvojen paikannuksen ja muiden työkalujen valmistumiseen. Johtoryhmän linjauksen mukaan kärkihankkeissa ja muissakin toimijoiden omissa hankkeissa syntyvien tietojärjestelmien rajapinnat avataan soveltuvasti kaupallisten toimijoiden käyttöön, jolloin syntyvien kaupallisten loppukäyttäjäpalveluiden kautta voidaan parantaa tietopalvelujen tavoittavuutta. Kärkihankkeiden valinta ja sisältö on rakennettu pitkälti sen lähtökohdan varaan, että liikenteen tietopalveluissa julkistoimijoiden roolina on pääasiassa lähtötietojen tuottaminen ja jakaminen varsinaisille palveluntuottajille. Vuoteen 2016 mennessä uusien rajapintojen kautta jaettavien tietojen määrä on nykyiseen verrattuna huomattavasti laajempi, ja odotukset uusien ja innovatiivisten palvelujen syntymiselle ovat korkeat. HLH-johtoryhmä nimeää jokaisen kärkihankkeen läpiviennistä vastaavan työryhmän, joiden työskentelyä ohjataan nykyisen kaltaisessa johtoryhmätyössä. Johtoryhmätyön organisointi on todettu toimivaksi, sillä ryhmä koostuu seudun 14 kunnan alueen keskeisistä julkisista toimijoista ja sen kautta on olemassa vahvat kytkennät sekä seudun liikennejärjestelmätyöhön (HLJ) että valtakunnalliseen älyliikenteen kehitystyöhön.

The Chromatoid body entourage: Molecular characterization of the Chromatoid body‐associated cytoplasmic vesicles

Spermatogenesis is a unique process compared to cell differentiation in somatic tissues. Germ cells undergo a considerable number of metabolic and morphological changes during their differentiation: they initially proliferate by mitosis to increase in number; at some point they scramble their genetic material by meiosis, to create new genetic combinations that are the basis for evolution through natural selection and, finally, they change their shape and produce specialized structures characteristic of the mature sperm. Germ cells display an astonishingly broad transcription of their genome compared to differentiated somatic cells. Moreover, the different RNAs need to be specifically regulated in space and time for sperm production to occur appropriately. Different proteins localized in specific subcellular compartments, along with regulatory small RNAs, have an essential role in the proper execution of the different steps of spermatogenesis. These ribonucleoprotein granules interact with cytoplasmic vesicles and organelles to accomplish their role during sperm development. In this study, we characterized the most prominent ribonucleoprotein granule found in germ cells, the Chromatoid body (CB). For the first time we investigated the interaction of the CB with the cytoplasmic vesicles that surround it. These studies directed us to the description of Retromer proteins in germ cells and their involvement with the CB and the acrosome formation. Moreover, we discovered the interplay between the CB and the lysosome system in haploid round spermatids, and identified FYCO1, a new protein central to this interaction. Our results suggest that the vesicular transport system participates in the CB-mediated RNA regulation during sperm development.

IP Telephony in Third Generation Mobile Systems: Transport Layer Dimensioning

Tämä diplomityö käsittelee kolmannen sukupolven matkaviestinjärjestelmien kuljetuskerroksen mitoitusta. Nykyisten matkapuhelinverkkojen korvaajiksi suunnitellut kolmannen sukupolven matkaviestinjärjestelmät tulevat yhdistämään perinteisen puhelinviestinnän ja uudenlaiset datapalvelut. Uudet verkot tulevat perustumaan pakettivälitteiseen tiedonsiirtoon joka mahdollistaa molempien liikennetyyppien, puheen sekä datan, siirtämisen samassa verkossa. Tämän ratkaisun uskotaan tarjoavan paremmat mahdollisuudet uusien palvelujen luomiseen ja parantavan tiedonsiirtokapasiteettia. Siirtyminen pakettivälitteiseen tiedonsiirtoon aiheuttaa kuitenkin suuria muutoksia verkkoarkkitehtuurissa. Tässä diplomityössä tarkastellaan tulevien runkoverkkojen mitoitukseen liittyviä näkökohtia sekä muodostetaan alustavia kuljetuskerroksen mitoitusohjeita. Diplomityö on tehty osaksi diplomi-insinöörin tutkintoa Lappeenrannan teknillisessä korkeakoulussa. Työ on tehty Nokia Networksin palveluksessa Helsingissä, vuoden 2000 toisella puoliskolla.

Transport Resource Management within UMTS Radio Network Subsystem

Tällä hetkellä haastavin telekommunikaatioteollisuuden tutkimus – ja kehitystoiminta on keskittynyt kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmien ympärille. Järjestelmien standardointityössä on saatu aikaiseksi ensimmäiset vakaat spesifikaatioversiot ja kaupallista toimintaa ollaan parhaillaan aloittelemassa Japanissa ja Euroopassa. Eräs kolmannen sukupolven järjestelmistä on UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Tämä diplomityö antaa yleiskuvan UMTS järjestelmästä ja sen eri verkkoelementtien toiminnallisuuksista. Päähuomio on kiinnitetty radioverkkojärjestelmään (UMTS Terrestrial Radio Access Network) ja erityisesti sen radioaliverkkojärjestelmään (Radio Network Subsystem), joka koostuu radioverkonohjaimesta (Radio Network Controller) ja joukosta siihen kuuluvia tukiasemia (Node B). Radioverkonohjain ja tukiasemat on yhdistetty avoimen rajapinnan kautta jota kutsutaan Iub -rajapinnaksi. Rajapinta tarjoaa radioverkonohjaimelle mahdollisuuden kontrolloida tukiasemia signalointiviestien avulla ja mahdollistaa tehokkaan ja luotettavan käyttäjätiedon siirron radioaliverkkojärjestelmän sisällä. Tämän diplomityön pääasiallinen sisältö on siirtoresurssien hallinta Iub -rajapinnan ylitse. Työssä esitellään ja selitetään siirtoverkon arkkitehtuuri. Myös kaikki Iub:ssä sijaitsevat protokollat ja toiminnalliset yksiköt jotka vaikuttavat siirtoresurssien hallintaan esitellään ja kuvataan yksityiskohtaisesti. Päähuomio on kiinnitetty sovellusprotokolliin sekä rajapinnan siirtoverkko- että radioverkkokerroksella sekä näiden protokollien väliseen vuorovaikutukseen. Kyseiset protokollat ovat Node B Application Part (NBAP) ja Access Link Control Application Part (ALCAP). Työn toteutusosassa käydään lävitse NBAP –protokollan prototyypin ja Node B Manager –toiminnallisen yksikön prototyypin implementaatio.

A System-Level Simulation Model for a Protocol Processor

As the development of integrated circuit technology continues to follow Moore’s law the complexity of circuits increases exponentially. Traditional hardware description languages such as VHDL and Verilog are no longer powerful enough to cope with this level of complexity and do not provide facilities for hardware/software codesign. Languages such as SystemC are intended to solve these problems by combining the powerful expression of high level programming languages and hardware oriented facilities of hardware description languages. To fully replace older languages in the desing flow of digital systems SystemC should also be synthesizable. The devices required by modern high speed networks often share the same tight constraints for e.g. size, power consumption and price with embedded systems but have also very demanding real time and quality of service requirements that are difficult to satisfy with general purpose processors. Dedicated hardware blocks of an application specific instruction set processor are one way to combine fast processing speed, energy efficiency, flexibility and relatively low time-to-market. Common features can be identified in the network processing domain making it possible to develop specialized but configurable processor architectures. One such architecture is the TACO which is based on transport triggered architecture. The architecture offers a high degree of parallelism and modularity and greatly simplified instruction decoding. For this M.Sc.(Tech) thesis, a simulation environment for the TACO architecture was developed with SystemC 2.2 using an old version written with SystemC 1.0 as a starting point. The environment enables rapid design space exploration by providing facilities for hw/sw codesign and simulation and an extendable library of automatically configured reusable hardware blocks. Other topics that are covered are the differences between SystemC 1.0 and 2.2 from the viewpoint of hardware modeling, and compilation of a SystemC model into synthesizable VHDL with Celoxica Agility SystemC Compiler. A simulation model for a processor for TCP/IP packet validation was designed and tested as a test case for the environment.

Magnetic and transport properties of InGaAs quantum wells with Mn

In the present work structural, magnetic and transport properties of InGaAs quantum wells (QW) prepared by MBE with an remote Mn layer are investigated. By means of high-resolution X-ray diffractometry the structure of the samples is analyzed. It is shown that Mn ions penetrate into the QW. Influence of the thickness of GaAs spacer and annealing at 286 ºС on the properties of the system is shown. It is shown that annealing of the samples led to Mn activation and narrowing of the Mn layer. Substantial role of 2D holes in ferromagnetic ordering in Mn layer is shown. Evidence for that is observation of maximum at 25 – 55 K on the resistivity temperature dependence. Position of maximum, which is used for quantitative assessment of the Curie temperature, correlates with calculations of the Curie temperature for structures with indirect interaction via 2D holes’ channel. Dependence of the Curie temperature on the spacer thickness shows, that creation of applicable spintronic devices needs high-precision equipment to manufacture extra fine structures. The magnetotransport measurements show that charge carrier mobility is very low. This leads to deficiency of the anomalous Hall effect. At the same time, magnetic field dependences of the magnetization at different temperatures demonstrate that systems are ferromagnetically ordered. These facts, most probably, give evidence of presence of the ferromagnetic MnAs clusters.

Magnetic and transport properties of II-V diluted magnetic semiconductors doped with manganese and nickel

This thesis is devoted to investigations of three typical representatives of the II-V diluted magnetic semiconductors, Zn1-xMnxAs2, (Zn1-xMnx)3As2 and p-CdSb:Ni. When this work started the family of the II-V semiconductors was presented by only the compounds belonging to the subgroup II3-V2, as (Zn1-xMnx)3As2, whereas the rest of the materials mentioned above were not investigated at all. Pronounced low-field magnetic irreversibility, accompanied with a ferromagnetic transition, are observed in Zn1-xMnxAs2 and (Zn1-xMnx)3As2 near 300 K. These features give evidence for presence of MnAs nanosize magnetic clusters, responsible for frustrated ground magnetic state. In addition, (Zn1-xMnx)3As2 demonstrates large paramagnetic response due to considerable amount of single Mn ions and small antiferromagnetic clusters. Similar paramagnetic system existing in Zn1-xMnxAs2 is much weaker. Distinct low-field magnetic irreversibility, accompanied with a rapid saturation of the magnetization with increasing magnetic field, is observed near the room temperature in p- CdSb:Ni, as well. Such behavior is connected to the frustrated magnetic state, determined by Ni-rich magnetic Ni1-xSbx nanoclusters. Their large non-sphericity and preferable orientations are responsible for strong anisotropy of the coercivity and saturation magnetization of p- CdSb:Ni. Parameters of the Ni1-xSbx nanoclusters are estimated. Low-temperature resistivity of p-CdSb:Ni is governed by a hopping mechanism of charge transfer. The variable-range hopping conductivity, observed in zero magnetic field, demonstrates a tendency of transformation into the nearest-neighbor hopping conductivity in non-zero magnetic filed. The Hall effect in p-CdSb:Ni exhibits presence of a positive normal and a negative anomalous contributions to the Hall resistivity. The normal Hall coefficient is governed mainly by holes activated into the valence band, whereas the anomalous Hall effect, attributable to the Ni1-xSbx nanoclusters with ferromagnetically ordered internal spins, exhibits a low-temperature power-law resistivity scaling.

A generalized 1D particle transport method for convection diffusion reaction model

This work is devoted to the development of numerical method to deal with convection diffusion dominated problem with reaction term, non - stiff chemical reaction and stiff chemical reaction. The technique is based on the unifying Eulerian - Lagrangian schemes (particle transport method) under the framework of operator splitting method. In the computational domain, the particle set is assigned to solve the convection reaction subproblem along the characteristic curves created by convective velocity. At each time step, convection, diffusion and reaction terms are solved separately by assuming that, each phenomenon occurs separately in a sequential fashion. Moreover, adaptivities and projection techniques are used to add particles in the regions of high gradients (steep fronts) and discontinuities and transfer a solution from particle set onto grid point respectively. The numerical results show that, the particle transport method has improved the solutions of CDR problems. Nevertheless, the method is time consumer when compared with other classical technique e.g., method of lines. Apart from this advantage, the particle transport method can be used to simulate problems that involve movingsteep/smooth fronts such as separation of two or more elements in the system.

Charge transport in disordered materials : simulations, theory, and numerical modeling of hopping transport and electron-hole recombination

Min avhandling behandlar hur oordnade material leder elektrisk ström. Bland materialen som studeras finns ledande polymerer, d.v.s. plaster som leder ström, och mer allmänt organiska halvledare. Av de här materialen har man kunnat bygga elektroniska komponenter, och man hoppas på att kunna trycka hela kretsar av organiska material. För de här tillämpningarna är det viktigt att förstå hur materialen själva leder elektrisk ström. Termen oordnade material syftar på material som saknar kristallstruktur. Oordningen gör att elektronernas tillstånd blir lokaliserade i rummet, så att en elektron i ett visst tillstånd är begränsad t.ex. till en molekyl eller ett segment av en polymer. Det här kan jämföras med kristallina material, där ett elektrontillstånd är utspritt över hela kristallen (men i stället har en väldefinierad rörelsemängd). Elektronerna (eller hålen) i det oordnade materialet kan röra sig genom att tunnelera mellan de lokaliserade tillstånden. Utgående från egenskaperna för den här tunneleringsprocessen, kan man bestämma transportegenskaperna för hela materialet. Det här är utgångspunkten för den så kallade hopptransportmodellen, som jag har använt mig av. Hopptransportmodellen innehåller flera drastiska förenklingar. Till exempel betraktas elektrontillstånden som punktformiga, så att tunneleringssannolikheten mellan två tillstånd endast beror på avståndet mellan dem, och inte på deras relativa orientation. En annan förenkling är att behandla det kvantmekaniska tunneleringsproblemet som en klassisk process, en slumpvandring. Trots de här grova approximationerna visar hopptransportmodellen ändå många av de fenomen som uppträder i de verkliga materialen som man vill modellera. Man kan kanske säga att hopptransportmodellen är den enklaste modell för oordnade material som fortfarande är intressant att studera. Man har inte hittat exakta analytiska lösningar för hopptransportmodellen, därför använder man approximationer och numeriska metoder, ofta i form av datorberäkningar. Vi har använt både analytiska metoder och numeriska beräkningar för att studera olika aspekter av hopptransportmodellen. En viktig del av artiklarna som min avhandling baserar sig på är att jämföra analytiska och numeriska resultat. Min andel av arbetet har främst varit att utveckla de numeriska metoderna och applicera dem på hopptransportmodellen. Därför fokuserar jag på den här delen av arbetet i avhandlingens introduktionsdel. Ett sätt att studera hopptransportmodellen numeriskt är att direkt utföra en slumpvandringsprocess med ett datorprogram. Genom att föra statisik över slumpvandringen kan man beräkna olika transportegenskaper i modellen. Det här är en så kallad Monte Carlo-metod, eftersom själva beräkningen är en slumpmässig process. I stället för att följa rörelsebanan för enskilda elektroner, kan man beräkna sannolikheten vid jämvikt för att hitta en elektron i olika tillstånd. Man ställer upp ett system av ekvationer, som relaterar sannolikheterna för att hitta elektronen i olika tillstånd i systemet med flödet, strömmen, mellan de olika tillstånden. Genom att lösa ekvationssystemet fås sannolikhetsfördelningen för elektronerna. Från sannolikhetsfördelningen kan sedan strömmen och materialets transportegenskaper beräknas. En aspekt av hopptransportmodellen som vi studerat är elektronernas diffusion, d.v.s. deras slumpmässiga rörelse. Om man betraktar en samling elektroner, så sprider den med tiden ut sig över ett större område. Det är känt att diffusionshastigheten beror av elfältet, så att elektronerna sprider sig fortare om de påverkas av ett elektriskt fält. Vi har undersökt den här processen, och visat att beteendet är väldigt olika i endimensionella system, jämfört med två- och tredimensionella. I två och tre dimensioner beror diffusionskoefficienten kvadratiskt av elfältet, medan beroendet i en dimension är linjärt. En annan aspekt vi studerat är negativ differentiell konduktivitet, d.v.s. att strömmen i ett material minskar då man ökar spänningen över det. Eftersom det här fenomenet har uppmätts i organiska minnesceller, ville vi undersöka om fenomenet också kan uppstå i hopptransportmodellen. Det visade sig att det i modellen finns två olika mekanismer som kan ge upphov till negativ differentiell konduktivitet. Dels kan elektronerna fastna i fällor, återvändsgränder i systemet, som är sådana att det är svårare att ta sig ur dem då elfältet är stort. Då kan elektronernas medelhastighet och därmed strömmen i materialet minska med ökande elfält. Elektrisk växelverkan mellan elektronerna kan också leda till samma beteende, genom en så kallad coulombblockad. En coulombblockad kan uppstå om antalet ledningselektroner i materialet ökar med ökande spänning. Elektronerna repellerar varandra och ett större antal elektroner kan leda till att transporten blir långsammare, d.v.s. att strömmen minskar.