Roll-to-roll atomic layer deposition process for flexible electronics applications

Atomic Layer Deposition (ALD) is the technology of choice where very thin and highquality films are required. Its advantage is its ability to deposit dense and pinhole-free coatings in a controllable manner. It has already shown promising results in a range of applications, e.g. diffusion barrier coatings for OLED displays, surface passivation layers for solar panels. Spatial Atomic Layer Deposition (SALD) is a concept that allows a dramatic increase in ALD throughput. During the SALD process, the substrate moves between spatially separated zones filled with the respective precursor gases and reagents in such a manner that the exposure sequence replicates the conventional ALD cycle. The present work describes the development of a high-throughput ALD process. Preliminary process studies were made using an SALD reactor designed especially for this purpose. The basic properties of the ALD process were demonstrated using the wellstudied Al2O3 trimethyl aluminium (TMA)+H2O process. It was shown that the SALD reactor is able to deposit uniform films in true ALD mode. The ALD nature of the process was proven by demonstrating self-limiting behaviour and linear film growth. The process behaviour and properties of synthesized films were in good agreement with previous ALD studies. Issues related to anomalous deposition at low temperatures were addressed as well. The quality of the coatings was demonstrated by applying 20 nm of the Al2O3 on to polymer substrate and measuring its moisture barrier properties. The results of tests confirmed the superior properties of the coatings and their suitability for flexible electronics encapsulation. Successful results led to the development of a pilot scale roll-to-roll coating system. It was demonstrated that the system is able to deposit superior quality films with a water transmission rate of 5x10-6 g/m2day at a web speed of 0.25 m/min. That is equivalent to a production rate of 180 m2/day and can be potentially increased by using wider webs. State-of-art film quality, high production rates and repeatable results make SALD the technology of choice for manufacturing ultra-high barrier coatings for flexible electronics.

Multicomponent diffusion during Prato cheese ripening: mathematical modeling using the finite element method

The partial replacement of NaCl by KCl is a promising alternative to produce a cheese with lower sodium content since KCl does not change the final quality of the cheese product. In order to assure proper salt proportions, mathematical models are employed to control the product process and simulate the multicomponent diffusion during the reduced salt cheese ripening period. The generalized Fick's Second Law is widely accepted as the primary mass transfer model within solid foods. The Finite Element Method (FEM) was used to solve the system of differential equations formed. Therefore, a NaCl and KCl multicomponent diffusion was simulated using a 20% (w/w) static brine with 70% NaCl and 30% KCl during Prato cheese (a Brazilian semi-hard cheese) salting and ripening. The theoretical results were compared with experimental data, and indicated that the deviation was 4.43% for NaCl and 4.72% for KCl validating the proposed model for the production of good quality, reduced-sodium cheeses.

Effect of air-temperature and diet composition on the drying process of pellets for japanese abalone (Haliotis discus hannai) feeding

The aim of this research was to study the effect of air-temperature and diet composition on the mass transfer kinetics during the drying process of pellets used for Japanese Abalone (Haliotis discus hannai) feeding. In the experimental design, three temperatures were used for convective drying, as well as three different diet compositions (Diets A, B and C), in which the amount of fishmeal, spirulin, algae, fish oil and cornstarch varied. The water diffusion coefficient of the pellets was determined using the equation of Fick's second law, which resulted in values between 0.84-1.94×10-10 m²/s. The drying kinetics was modeled using Page, Modified Page, Root of time, Exponential, Logarithmic, Two-Terms, Modified Henderson-Pabis and Weibull models. In addition, two new models, referred to as 'Proposed' models 1 and 2, were used to simulate this process. According to the statistical tests applied, the models that best fitted the experimental data were Modified Henderson-Pabis, Weibull and Proposed model 2, respectively. Bifactorial analysis of variance ANOVA showed that Diet A (fishmeal 44%, spirulin 9%, fish oil 1% and cornstarch 36%) presented the highest diffusion coefficient values, which were favored by the temperature increase in the drying process.

Prospects of Bitcoin diffusion

Currency is something people deal with every day in their lives. The contemporary society is very much revolving around currencies. Even though technological development has been rapid, the principle of currency has stayed relatively unchanged for a long time. Bitcoin is a digital currency that introduced an alternative to other digital currencies, and to the traditional physical currencies. Bitcoin is peer-to-peer, open source, and it erases the need of a third party in transactions. Bitcoin has since inception gained certain fame, but it has not established itself as a common currency in the world. The purpose of this study was to analyse what kind of potential does Bitcoin have to become a widely accepted currency in day-to-day transactions. The main research question was divided into three sub questions: • What kind of a process is the diffusion of new innovations? • What kinds of factors speak for the wider adoption of Bitcoin? • What kinds of factors speak against the wider adoption of Bitcoin? The purpose of the study was approached by having diffusion of innovations as the theoretical framework. The four elements in diffusion of innovations are, innovation, communication, time, and social system. The theoretical framework is applied to Bitcoin, and the research questions answered by analysing Bitcoin’s potential diffusion prospects. The body of research data consisted of media texts and statistics. In this study, content analysis was the research method. The main findings of the study are that Bitcoin has clear strengths, but it faces a large amount of uncertainty. Bitcoin’s strong areas are the transactions. They are fast, easy, and cheap. From the innovation diffusion perspective Bitcoin is still relatively unknown, and the general public’s attitudes towards it are sceptical. The research findings purport that Bitcoin has potential demand especially when the financial system of a region is dysfunctional, or when there is a financial crisis. Bitcoin is not very trusted, and the majority of people do not see a reason to start using Bitcoin in the future. A large number of people associate it with illegal activities. In general people are largely unaware of what Bitcoin is or what are the strengths and weaknesses. Bitcoin is an innovative alternative currency. However, unless people see a major need for Bitcoin due to a financial crisis, or dysfunctionality in the financial system, Bitcoin will not become much more widespread as it is today. Bitcoin’s underlying technology can be harnessed to multiple uses. Developments in that field in the future are something that future researchers could look into.

Le recours à des environnements numériques pour la diffusion de connaissances relatives au patrimoine bâti: une exploration du potentiel de la modélisation de systèmes typologiques

Un fichier intitulé Charbonneau_Nathalie_2008_AnimationAnnexeT accompagne la thèse. Il contient une séquence animée démontrant le type de parcours pouvant être effectué au sein des environnements numériques développés. Il s'agit d'un fichier .wmv qui a été compressé.

Action collective patronale : les mécanismes de diffusion entre les niveaux sectoriel et local

Cette recherche s'intéresse à l'acteur patronal organisé, encore peu étudié en Amérique du Nord. Pourtant, cet acteur est fortement organisé au Québec et il exerce une influence reconnue sur les politiques publiques et les relations industrielles. Cette recherche vise à mieux comprendre la logique d’action des employeurs et les lieux où ils exercent leur influence. Plus important encore, la recherche s’interroge sur les mécanismes de diffusion utilisés par les associations patronales pour transmettre à leurs membres des orientations et des lignes directrices à adopter. Tout comme pour l’acteur syndical qui doit développer sa capacité représentative (Dufour, Hege, Levesque et Murray, 2009), nous croyons qu’il en est de même pour l’acteur patronal. Bref, cette étude cherche à comprendre comment les associations patronales vont s'assurer que leurs membres adoptent des pratiques en lien avec les positions défendues dans les institutions du marché du travail et dans la sphère des politiques publiques. Notre question de recherche est la suivante : Quels sont les mécanismes développés par les associations patronales pour diffuser leurs orientations en matière de politiques publiques et de relations du travail en vue d’influencer les pratiques locales de gestion de leurs membres? Au plan théorique, cette étude mobilise les idées développées par les approches néo-institutionnalistes pour mieux expliquer comment les acteurs vont utiliser les institutions en place pour façonner les règles dans leurs intérêts, ce qui suppose d’abord une capacité de représentation et une cohérence dans les actions entre les niveaux où se situent l’acteur. On cherche à comprendre comment les associations peuvent coordonner les actions patronales en réaction aux changements qui s’opèrent dans l’environnement institutionnel. Les associations patronales sont des entrepreneurs institutionnels (Crouch, 2005) qui sont à la recherche active d’opportunités et de leviers de pouvoir à utiliser pour maximiser leurs intérêts de leurs membres et par la même occasion, réduire les incertitudes en provenance de l’environnement (Campbell, 2004; Streeck et Thelen, 2005; Crouch, 2005). Toujours au niveau théorique, cette étude se base sur les idées avancées par la sociologie des logiques d’action. Cette approche théorique nous permet de rendre compte des niveaux sectoriel et local où s’enracinent les comportements des employeurs. Au niveau sectoriel, il existe une pluralité d’instances qui contribuent à façonner les logiques d’actions des associations patronales. La sociologie des logiques d’actions nous permet d’envisager l’association patronale comme un groupe qui dispose d’une vie qui lui est propre avec une relative autonomie de fonctionnement. La capacité d’influence de l’association serait tributaire des mécanismes de coordination de l’action utilisés pour susciter l’accord au sein du groupe. Les mécanismes de coordination de l’action devraient permettre une connexion régulière et stable entre l’association et ses membres. Cette recherche s’intéresse aux associations patronales qui ont recours à un ensemble de moyens pour diffuser les orientations privilégiées aux entreprises membres. Au plan empirique, cette recherche propose de répondre aux trois objectifs suivants : (1) mieux comprendre les formes d’organisation patronales dans les mines au Québec; (2) mieux saisir la structure et la logique d’action des associations patronales sur les politiques publiques, les relations de travail et le marché du travail et finalement (3) mieux comprendre les mécanismes développés par les associations patronales pour diffuser leurs orientations en vue d’influencer les pratiques locales de gestion de leurs membres. Pour atteindre nos objectifs de recherche, nous avons utilisé une méthodologie qualitative de recherche soit une étude de cas du secteur des mines au Québec. Cette dernière a été conduite en trois étapes : la préparation, la collecte des données et l’interprétation (Merriam, 1998). Les données de cette étude ont été recueillies à l’hiver 2012, par le biais d’entretiens semi-directifs auprès de gestionnaires d’entreprises minières et de dirigeants d’associations minières. Une analyse qualitative du contenu de ces entrevues a été effectuée en lien avec la revue de littérature et nos propositions de recherche. À cette fin, nous avons utilisé la technique de l’appariement logique de Yin (1994), ce qui nous a permis de comparer nos observations à nos propositions de recherche. Au niveau des résultats, nous avons pu constater que les associations patronales du secteur des mines au Québec, endossent davantage le rôle de porte-parole de l’industrie auprès du gouvernement que celui de développeur de services aux membres. Les actions des associations patronales s’exercent à tous les niveaux décisionnels afin d’assurer la meilleure promotion possible des intérêts des employeurs. La représentation politique représente le champ d’activité le plus important qui compose la logique d’action des associations patronales de la filière minérale québécoise. Mentionnons également que la représentation des intérêts des entreprises auprès du public et des médias est également vitale à l’action collective patronale dans un souci d’acceptabilité sociale. Les associations d’employeurs vont tenter principalement d’influencer les pratiques en relations industrielles qui permettent d’assurer une meilleure image de l’industrie et qui sont jugées prioritaires en fonction du contexte institutionnel en place. La recherche nous a permis d’observer un impact favorable et significatif à la capacité de diffusion pour cinq des sept mécanismes de diffusion faisant partie de notre modèle d’analyse. Trois de ces cinq mécanismes favorisent la capacité de diffusion descendante (transposition de la logique d’action sectorielle sur les pratiques locales des membres) et les deux autres favorisent plutôt la capacité de diffusion ascendante (transposition des enjeux locaux jugés prioritaires sur la logique d’action sectorielle). Les mécanismes qui supportent au mieux la cohésion au sein de l’association sont ceux qui impliquent une relation dynamique entre les représentants et les membres et entre les membres eux-mêmes d’où la pertinence d’une diffusion descendante et ascendante des orientations. Il est à noter qu’étant donné que cette recherche consiste en une étude de cas, des limites méthodologiques liées à la généralisation des résultats sont présentes. Il n’est pas aisé d’affirmer que les résultats de cette microanalyse soient généralisables en raison des spécificités du secteur à l’étude. En contrepartie, les analyses ont servi à l’élaboration d’un modèle qui pourra être utilisé dans des études futures.

L’adaptation de l’agriculture au changement et à la variabilité climatiques au Québec : un processus de diffusion des innovations

Au-delà des variables climatiques, d’autres facteurs non climatiques sont à considérer dans l’analyse de la vulnérabilité et de l’adaptation au changement et variabilité climatiques. Cette mutation de paradigme place l’agent humain au centre du processus d’adaptation au changement climatique, notamment en ce qui concerne le rôle des réseaux sociaux dans la transmission des nouvelles idées. Dans le domaine de l’agriculture, le recours aux innovations est prôné comme stratégie d’adaptation. L’élaboration et l’appropriation de ces stratégies d’adaptation peuvent être considérées comme des processus d’innovation qui dépendent autant du contexte social et culturel d’un territoire, de sa dynamique, ainsi que de la stratégie elle-même. Aussi, l’appropriation et la diffusion d’une innovation s’opèrent à partir d’un processus décisionnel à l’échelle de l’exploitation agricole, qui à son tour, demande une compréhension des multiples forces et facteurs externes et internes à l’exploitation et les multiples objectifs de l’exploitant. Ainsi, la compréhension de l’environnement décisionnel de l’exploitant agricole à l’échelle de la ferme est vitale, car elle est un préalable incontournable au succès et à la durabilité de toute politique d’adaptation de l’agriculture. Or, dans un secteur comme l’agriculture, il est reconnu que les réseaux sociaux par exemple, jouent un rôle crucial dans l’adaptation notamment, par le truchement de la diffusion des innovations. Aussi, l’objectif de cette recherche est d’analyser comment les exploitants agricoles s’approprient et conçoivent les stratégies d’adaptation au changement et à la variabilité climatiques dans une perspective de diffusion des innovations. Cette étude a été menée en Montérégie-Ouest, région du sud-ouest du Québec, connue pour être l’une des plus importantes régions agricoles du Québec, en raison des facteurs climatiques et édaphiques favorables. Cinquante-deux entrevues ont été conduites auprès de différents intervenants à l’agriculture aux niveaux local et régional. L’approche grounded theory est utilisée pour analyser, et explorer les contours de l’environnement décisionnel des exploitants agricoles relativement à l’utilisation des innovations comme stratégie d’adaptation. Les résultats montrent que les innovations ne sont pas implicitement conçues pour faire face aux changements et à la variabilité climatiques même si l’évolution du climat influence leur émergence, la décision d’innover étant largement déterminée par des considérations économiques. D’autre part, l‘étude montre aussi une faiblesse du capital sociale au sein des exploitants agricoles liée à l’influence prépondérante exercée par le secteur privé, principal fournisseur de matériels et intrants agricoles. L’influence du secteur privé se traduit par la domination des considérations économiques sur les préoccupations écologiques et la tentation du profit à court terme de la part des exploitants agricoles, ce qui pose la problématique de la soutenabilité des interventions en matière d’adaptation de l’agriculture québécoise. L’étude fait ressortir aussi la complémentarité entre les réseaux sociaux informels et les structures formelles de soutien à l’adaptation, de même que la nécessité d’établir des partenariats. De plus, l’étude place l’adaptation de l’agriculture québécoise dans une perspective d’adaptation privée dont la réussite repose sur une « socialisation » des innovations, laquelle devrait conduire à l’émergence de processus institutionnels formels et informels. La mise en place de ce type de partenariat peut grandement contribuer à améliorer le processus d’adaptation à l’échelle locale.

Atomic diffusion induced by stress relaxation in InGaAs/GaAs epitaxial layers

The origin of the microscopic inhomogeneities in InxGa1-xAs layers grown on GaAs by molecular beam epitaxy is analyzed through the optical absorption spectra near the band gap. It is seen that, for relaxed thick layers of about 2.8μm, composition inhomogeneities are responsible for the band edge smoothing into the whole compositional range (0.05diffusion at the surface during growth, induced by the strain inhomogeneities that arise from stress relaxation. In consequence, the strain variations present in the layer are converted into composition variations during growth. This process is energetically favorable as it diminishes elastic energy. An additional support to this hypothesis is given by a clear proportionality between the magnitude of the composition variations and the mean strain

Surface and interstitial Ti diffusion at the rutile TiO2(110) surface

Diffusion of Ti through the TiO2 (110) rutile surface plays a key role in the growth and reactivity of TiO2. To understand the fundamental aspects of this important process, we present an analysis of the diffusion of Ti adspecies at the stoichiometric TiO2(110) surface using complementary computational methodologies of density functional theory corrected for on-site Coulomb interactions (DFT+U) and a charge equilibration (QEq) atomistic potential to identify minimum energy pathways. We find that diffusion of Ti from the surface to subsurface (and vice versa) follows an intersticialcy exchange mechanism, involving exchange of surface Ti with the 6-fold coordinated Ti below the bridging oxygen rows. Diffusion in the subsurface between layers also follows an interstitialcy mechanism. The diffusion of Ti is discussed in light of continued attempts to understand the re-oxidation of non-stoichiometric TiO2(110) surfaces.

Improving participatory varietal selection processes: participatory varietal selection and the role of informal seed diffusion mechanisms for upland rice in Ghana

This paper considers the process of Participatory Varietal Selection (PVS) and presents approaches and ideas based on PVS activities conducted on upland rice throughout Ghana between 1997 and 2003. In particular the role of informal seed systems in PVS is investigated and implications for PVS design are identified. PVS programmes were conducted in two main agroecological zones, Forest and Savannah, with 1,578 and 1,143 mm of annual rainfall, respectively, and between 40 and 100 varieties tested at each site. In the Savannah zone IR12979-24-1 was officially released and in the Forest zone IDSA 85 was widely accepted by farmers. Two surveys were conducted in an area of the Forest zone to study mechanisms of spread. Here small amounts (1-2 kg) of seed of selected varieties had been given to 94 farmers. In 2002, 37% of 2,289 farmers in communities surveyed had already grown a PVS variety and had obtained seed via informal mechanisms from other farmers, i.e. through gift, exchange or purchase. A modified approach for PVS is presented which enables important issues identified in the paper to be accommodated. These issues include: utilising existing seed spread mechanisms; facilitating formal release of acceptable varieties; assessing post-harvest traits, and; the need for PVS to be an ongoing and sustainable process.

Informal communication networks and the diffusion of innovations in UK construction projects: A research design

The UK industry has been criticised for being slow to adopt construction process innovations. Research shows that the idiosyncrasies of participants, their roles in the system and the contextual differences between sections of the industry make this a highly complex problem. There is considerable evidence that informal social networks play a key role in diffusion of innovations. The aim is to identify informal communication networks of project participants and the role these play in the diffusion of construction innovations. The characteristics of this network will be analysed in order to understand how they can be used to accelerate innovation diffusion within and between projects. Social Network Analysis is used to determine informal communication routes. Control and experiment case study projects are used within two different organizations. This allows informal communication routes concerning innovations to be mapped, whilst testing if the informal routes can facilitate diffusion. Analysis will focus upon understanding the combination of informal strong and weak ties, and how these impede or facilitate the diffusion of the innovation. Initial work suggests the presence of an informal communication network. Actors within this informal network, and the organization's management are unaware of its' existence and their informal roles within it. Thus, the network remains an untapped medium regarding innovation diffusion. It is proposed that successful innovation diffusion is dependent upon understanding informal strong and weak ties, at project, organization and industry level.

Communicating neurons: a connectionist spiking neuron implementation of stochastic diffusion search

An information processing paradigm in the brain is proposed, instantiated in an artificial neural network using biologically motivated temporal encoding. The network will locate within the external world stimulus, the target memory, defined by a specific pattern of micro-features. The proposed network is robust and efficient. Akin in operation to the swarm intelligence paradigm, stochastic diffusion search, it will find the best-fit to the memory with linear time complexity. information multiplexing enables neurons to process knowledge as 'tokens' rather than 'types'. The network illustrates possible emergence of cognitive processing from low level interactions such as memory retrieval based on partial matching. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

A process-based analysis of ocean heat uptake in an AOGCM with an eddy-permitting ocean component

About 90% of the anthropogenic increase in heat stored in the climate system is found the oceans. Therefore it is relevant to understand the details of ocean heat uptake. Here we present a detailed, process-based analysis of ocean heat uptake (OHU) processes in HiGEM1.2, an atmosphere-ocean general circulation model (AOGCM) with an eddy-permitting ocean component of 1/3 degree resolution. Similarly to various other models, HiGEM1.2 shows that the global heat budget is dominated by a downward advection of heat compensated by upward isopycnal diffusion. Only in the upper tropical ocean do we find the classical balance between downward diapycnal diffusion and upward advection of heat. The upward isopycnal diffusion of heat is located mostly in the Southern Ocean, which thus dominates the global heat budget. We compare the responses to a 4xCO2 forcing and an enhancement of the windstress forcing in the Southern Ocean. This highlights the importance of regional processes for the global ocean heat uptake. These are mainly surface fluxes and convection in the high latitudes, and advection in the Southern Ocean mid-latitudes. Changes in diffusion are less important. In line with the CMIP5 models, HiGEM1.2 shows a band of strong OHU in the mid-latitude Southern Ocean in the 4xCO2 run, which is mostly advective. By contrast, in the high-latitude Southern Ocean regions it is the suppression of convection that leads to OHU. In the enhanced windstress run, convection is strengthened at high Southern latitudes, leading to heat loss, while the magnitude of the OHU in the Southern mid-latitudes is very similar to the 4xCO2 results. Remarkably, there is only very small global OHU in the enhanced windstress run. The wind stress forcing just leads to a redistribution of heat. We relate the ocean changes at high southern latitudes to the effect of climate change on the Antarctic Circumpolar Current (ACC). It weakens in the 4xCO2 run and strengthens in the wind stress run. The weakening is due to a narrowing of the ACC, caused by an expansion of the Weddell Gyre, and a flattening of the isopycnals, which are explained by a combination of the wind stress forcing and increased precipitation.

A traceable physical calibration of the vertical advection-diffusion equation for modelling ocean heat uptake

The classic vertical advection-diffusion (VAD) balance is a central concept in studying the ocean heat budget, in particular in simple climate models (SCMs). Here we present a new framework to calibrate the parameters of the VAD equation to the vertical ocean heat balance of two fully-coupled climate models that is traceable to the models’ circulation as well as to vertical mixing and diffusion processes. Based on temperature diagnostics, we derive an effective vertical velocity w∗ and turbulent diffusivity k∗ for each individual physical process. In steady-state, we find that the residual vertical velocity and diffusivity change sign in mid-depth, highlighting the different regional contributions of isopycnal and diapycnal diffusion in balancing the models’ residual advection and vertical mixing. We quantify the impacts of the time-evolution of the effective quantities under a transient 1%CO2 simulation and make the link to the parameters of currently employed SCMs.

Innovation diffusion across firms

This chapter seeks to add to the study of innovation diffusion as enacted within the UK construction sector. Whereas using relevant theoretical frames as touch points, the chapter maps out challenges associated with understanding innovation diffusion within the UK construction sector. Central to the argument developed here is just how diverse the UK construction sector is, resulting in the need to focus upon a specific constituent perspective within the sector. It is argued that constituents of the UK construction sector experience the reality of innovation diffusion differently. The chosen focus here is medium-size and typically regionally based construction firms rather than the big guns, because statistics continually demonstrate that this group of smaller firms undertake more than 80% of the sector’s output. As is pointed out in other chapters in the present volume, and as argued theoretically in the industrial network perspective of chapter 7, firms do not innovate in a vacuum. Innovation and diffusion occur within networks of firms typically around a project. A framework drawing upon empirical data is provided to additional insight on the process and the interconnections. It is argued here that the unit of analysis or level of understanding termed the firm can actually be fairly unhelpful for understanding innovation and its manifestation and diffusion within the broader UK construction sector, because this occurs across networks of firms.