Transition metal and rare earth metal modified sol-gel titania: a versatile catalyst for organic transformations

Catalysis is a mature field with extensive practical applications in today's society.indeed,the catalysis of petroleum refining,fine chemical synthesis and emission control demands the production of catalysts in bulk quantities.Future improvement of these well established processes is likely to be incremental.On the other hand,the continuous demand for new products will require additional novel and innovative processes.The need for pollution abatement and prevention also imposes new demands on catalysis, and new processes are periodically advanced for the control of emission of gases as well as for remediation processes such as the cleaning of underground waters. The number of problems where catalysis can have a big impact is constantly growing.In general,science stimulated by the technology has enriched the field of catalysis in a way that has had broad and lasting value.The thesis"Transition metal and rare earth metal modified sol-gel titania: a versatile catalyst for organic transformations" accounts the preparation and characterization studies of both transition metals and rare earth metals modified sol-gel titania and its applications in industrially useful organic reactions.

Nonlinear optical characteristics of nanocomposites of ZnO–TiO2–SiO2

In this article we present the nonlinear optical properties of ZnO–TiO2–SiO2 nanocomposites prepared by colloidal chemical synthesis. Nonlinear optical response of these samples is studied using nanosecond laser pulses at an off-resonance wavelength. The nonlinearity of the silica colloid is low and its nonlinear response can be improved by making composites with ZnO and TiO2. These nanocomposites show self-defocusing nonlinearity and good nonlinear absorption behaviour. The nonlinear refractive index and the nonlinear absorption increases with increasing ZnO volume fraction. The observed nonlinear absorption is explained by two photon absorption followed by weak free carrier absorption and nonlinear scattering. ZnO–TiO2–SiO2 is a potential nanocomposite material for the development of nonlinear optical devices with a relatively small limiting threshold.

Spectral and nonlinear optical characteristics of nanocomposites of ZnO–Ag

In this Letter we present the spectral and nonlinear optical properties of ZnO–Ag nanocomposites prepared by colloidal chemical synthesis. Obvious enhancement of ultraviolet (UV) emission of the samples is observed and the strongest UV emission is over three times than that of pure ZnO. These nanocomposites show self-defocusing nonlinearity and good nonlinear absorption behaviour which increases with increasing Ag volume fraction. The observed nonlinear absorption is explained through two photon absorption followed by free carrier absorption. ZnO–Ag is a potential nanocomposite material for the UV light emission and for the development of nonlinear optical devices with a relatively small limiting threshold.

Linear and nonlinear optical characteristics of ZnO-SiO2 nanocomposites.

We present the spectral and nonlinear optical properties of ZnO-SiO2 nanocomposites prepared by colloidal chemical synthesis. Obvious enhancement of ultraviolet (UV) emission of the samples is observed, and the strongest UV emission of a typical ZnO-SiO2 nanocomposite is over three times stronger than that of pure ZnO. The nonlinearity of the silica colloid is low, and its nonlinear response can be improved by making composites with ZnO. These nanocomposites show self-defocusing nonlinearity and good nonlinear absorption behavior. The observed nonlinear absorption is explained through two photon absorption followed by weak free carrier absorption and nonlinear scattering. The nonlinear refractive index and the nonlinear absorption increase with increasing ZnO volume fraction and can be attributed to the enhancement of exciton oscillator strength. ZnO-SiO2 is a potential nanocomposite material for the UV light emission and for the development of nonlinear optical devices with a relatively small limiting threshold.

Enhanced luminescence and nonlinear optical properties of nanocomposites of ZnO–Cu

In this article, we present the spectral and nonlinear optical properties of ZnOCu nanocomposites prepared by colloidal chemical synthesis. The emission consisted of two peaks. The 385-nm ultraviolet (UV) peak is attributed to ZnO and the 550-nm visible peak is attributed to Cu nanocolloids. Obvious enhancement of UV and visible emission of the samples is observed and the strongest UV emission of a typical ZnOCu nanocomposite is over three times stronger than that of pure ZnO. Cu acts as a sensitizer and the enhancement of UV emission are caused by excitons formed at the interface between Cu and ZnO. As the volume fraction of Cu increases beyond a particular value, the intensity of the UV peak decreases while the intensity of the visible peak increases, and the strongest visible emission of a typical ZnOCu nanocomposite is over ten times stronger than that of pure Cu. The emission mechanism is discussed. Nonlinear optical response of these samples is studied using nanosecond laser pulses from a tunable laser in the wavelength range of 450650 nm, which includes the surface plasmon absorption (SPA) band. The nonlinear response is wavelength dependent and switching from reverse saturable absorption (RSA) to saturable absorption (SA) has been observed for Cu nanocolloids as the excitation wavelength changes from the low absorption window region to higher absorption regime near the SPA band. However, ZnO colloids and ZnOCu nanocomposites exhibit induced absorption at this wavelength. Such a changeover in the sign of the nonlinearity of ZnOCu nanocomposites, with respect to Cu nanocolloids, is related to the interplay of plasmon band bleach and optical limiting mechanisms. The SA again changes back to RSA when we move over to the infrared region. The ZnOCu nanocomposites show self-defocusing nonlinearity and good nonlinear absorption behavior. The nonlinear refractive index and the nonlinear absorption increases with increasing Cu volume fraction at 532 nm. The observed nonlinear absorption is explained through two-photon absorption followed by weak free-carrier absorption and interband absorption mechanisms. This study is important in identifying the spectral range and composition over which the nonlinear material acts as a RSA-based optical limiter. ZnOCu is a potential nanocomposite material for the light emission and for the development of nonlinear optical devices with a relatively small limiting threshold.

Impact of zinc substitution on the structural and magnetic properties of chemically derived nanosized manganese zinc mixed ferrites

Mn1-xZnxFe2O4 nanoparticles (x=0-1) were synthesized by wet chemical co-precipitation techniques. X-ray diffraction, transmission electron microscopy and high-resolution transmission electron microscopy were effectively utilized to investigate the different structural parameters. The elemental analysis was conducted using energy-dispersive spectrum and inductively coupled plasma analysis. The magnetic properties such as magnetization and coercivity were measured using vibrating sample magnetometer. The observed magnetization values of the nanoparticles were found to be lower compared to the bulk counterpart. The magnetization showed a gradual decrease with zinc substitution except for a small increase from x=0.2 to 0.3. The Curie temperature was found to be enhanced in the case of ferrites in the nanoregime. The variation in lattice constant, reduced magnetization values, variation of magnetization with zinc substitution, the presence of a net magnetic moment for the zinc ferrite and the enhancement in Curie temperature in Mn1-xZnxFe2O4 all provide evidence to the existence of a metastable cation distribution together with possible surface effects at the nanoregime.

Mechanism of ac conduction in nanostructured manganese zinc mixed ferrites

Mn1−xZnxFe2O4 nanoparticles (x = 0 to 1) were synthesized by the wet chemical co-precipitation technique. X-ray diffraction and transmission electron microscopy and high resolution transmission electron microscopy were effectively utilized to investigate the different structural parameters. The ac conductivity of nanosized Mn1−xZnxFe2O4 were investigated as a function of frequency, temperature and composition. The frequency dependence of ac conductivity is analysed by the power law σ(ω)ac = Bωn which is typical for charge transport by hopping or tunnelling processes. The temperature dependence of frequency exponent n was investigated to understand the conduction mechanism in different compositions. The conduction mechanisms are mainly based on polaron hopping conduction

Air-gap based vertical cavity micro-opto-electro-mechanical Fabry-Perot filters

Mikrooptische Filter sind heutzutage in vielen Bereichen in der Telekommunikation unersetzlich. Wichtige Einsatzgebiete sind aber auch spektroskopische Systeme in der Medizin-, Prozess- und Umwelttechnik. Diese Arbeit befasst sich mit der Technologieentwicklung und Herstellung von luftspaltbasierenden, vertikal auf einem Substrat angeordneten, oberflächenmikromechanisch hergestellten Fabry-Perot-Filtern. Es werden zwei verschiedene Filtervarianten, basierend auf zwei verschiedenen Materialsystemen, ausführlich untersucht. Zum einen handelt es sich dabei um die Weiterentwicklung von kontinuierlich mikromechanisch durchstimmbaren InP / Luftspaltfiltern; zum anderen werden neuartige, kostengünstige Siliziumnitrid / Luftspaltfilter wissenschaftlich behandelt. Der Inhalt der Arbeit ist so gegliedert, dass nach einer Einleitung mit Vergleichen zu Arbeiten und Ergebnissen anderer Forschergruppen weltweit, zunächst einige theoretische Grundlagen zur Berechnung der spektralen Reflektivität und Transmission von beliebigen optischen Schichtanordnungen aufgezeigt werden. Auß erdem wird ein kurzer theoretischer Ü berblick zu wichtigen Eigenschaften von Fabry-Perot-Filtern sowie der Möglichkeit einer mikromechanischen Durchstimmbarkeit gegeben. Daran anschließ end folgt ein Kapitel, welches sich den grundlegenden technologischen Aspekten der Herstellung von luftspaltbasierenden Filtern widmet. Es wird ein Zusammenhang zu wichtigen Referenzarbeiten hergestellt, auf denen diverse Weiterentwicklungen dieser Arbeit basieren. Die beiden folgenden Kapitel erläutern dann ausführlich das Design, die Herstellung und die Charakterisierung der beiden oben erwähnten Filtervarianten. Abgesehen von der vorangehenden Epitaxie von InP / GaInAs Schichten, ist die Herstellung der InP / Luftspaltfilter komplett im Institut durchgeführt worden. Die Herstellungsschritte sind ausführlich in der Arbeit erläutert, wobei ein Schwerpunktthema das trockenchemische Ä tzen von InP sowie GaInAs, welches als Opferschichtmaterial für die Herstellung der Luftspalte genutzt wurde, behandelt. Im Verlauf der wissenschaftlichen Arbeit konnten sehr wichtige technische Verbesserungen entwickelt und eingesetzt werden, welche zu einer effizienteren technologischen Herstellung der Filter führten und in der vorliegenden Niederschrift ausführlich dokumentiert sind. Die hergestellten, für einen Einsatz in der optischen Telekommunikation entworfenen, elektrostatisch aktuierbaren Filter sind aus zwei luftspaltbasierenden Braggspiegeln aufgebaut, welche wiederum jeweils 3 InP-Schichten von (je nach Design) 357nm bzw. 367nm Dicke aufweisen. Die Filter bestehen aus im definierten Abstand parallel übereinander angeordneten Membranen, die über Verbindungsbrücken unterschiedlicher Anzahl und Länge an Haltepfosten befestigt sind. Da die mit 357nm bzw. 367nm vergleichsweise sehr dünnen Schichten freitragende Konstrukte mit bis zu 140 nm Länge bilden, aber trotzdem Positionsgenauigkeiten im nm-Bereich einhalten müssen, handelt es sich hierbei um sehr anspruchsvolle mikromechanische Bauelemente. Um den Einfluss der zahlreichen geometrischen Strukturparameter studieren zu können, wurden verschiedene laterale Filterdesigns implementiert. Mit den realisierten Filter konnte ein enorm weiter spektraler Abstimmbereich erzielt werden. Je nach lateralem Design wurden internationale Bestwerte für durchstimmbare Fabry-Perot-Filter von mehr als 140nm erreicht. Die Abstimmung konnte dabei kontinuierlich mit einer angelegten Spannung von nur wenigen Volt durchgeführt werden. Im Vergleich zu früher berichteten Ergebnissen konnten damit sowohl die Wellenlängenabstimmung als auch die dafür benötigte Abstimmungsspannung signifikant verbessert werden. Durch den hohen Brechungsindexkontrast und die geringe Schichtdicke zeigen die Filter ein vorteilhaftes, extrem weites Stopband in der Größ enordnung um 550nm. Die gewählten, sehr kurzen Kavitätslängen ermöglichen einen freien Spektralbereich des Filters welcher ebenfalls in diesen Größ enordnungen liegt, so dass ein weiter spektraler Einsatzbereich ermöglicht wird. Während der Arbeit zeigte sich, dass Verspannungen in den freitragenden InPSchichten die Funktionsweise der mikrooptischen Filter stark beeinflussen bzw. behindern. Insbesondere eine Unterätzung der Haltepfosten und die daraus resultierende Verbiegung der Ecken an denen sich die Verbindungsbrücken befinden, führte zu enormen vertikalen Membranverschiebungen, welche die Filtereigenschaften verändern. Um optimale Ergebnisse zu erreichen, muss eine weitere Verbesserung der Epitaxie erfolgen. Jedoch konnten durch den zusätzlichen Einsatz einer speziellen Schutzmaske die Unterätzung der Haltepfosten und damit starke vertikale Verformungen reduziert werden. Die aus der Verspannung resultierenden Verformungen und die Reaktion einzelner freistehender InP Schichten auf eine angelegte Gleich- oder Wechselspannung wurde detailliert untersucht. Mittels Weisslichtinterferometrie wurden lateral identische Strukturen verglichen, die aus unterschiedlich dicken InP-Schichten (357nm bzw. 1065nm) bestehen. Einen weiteren Hauptteil der Arbeit stellen Siliziumnitrid / Luftspaltfilter dar, welche auf einem neuen, im Rahmen dieser Dissertation entwickelten, technologischen Ansatz basieren. Die Filter bestehen aus zwei Braggspiegeln, die jeweils aus fünf 590nm dicken, freistehenden Siliziumnitridschichten aufgebaut sind und einem Abstand von 390nm untereinander aufweisen. Die Filter wurden auf Glassubstraten hergestellt. Der Herstellungsprozess ist jedoch auch mit vielen anderen Materialien oder Prozessen kompatibel, so dass z.B. eine Integration mit anderen Bauelemente relativ leicht möglich ist. Die Prozesse dieser ebenfalls oberflächenmikromechanisch hergestellten Filter wurden konsequent auf niedrige Herstellungskosten optimiert. Als Opferschichtmaterial wurde hier amorph abgeschiedenes Silizium verwendet. Der Herstellungsprozess beinhaltet die Abscheidung verspannungsoptimierter Schichten (Silizium und Siliziumnitrid) mittels PECVD, die laterale Strukturierung per reaktiven Ionenätzen mit den Gasen SF6 / CHF3 / Ar sowie Fotolack als Maske, die nasschemische Unterätzung der Opferschichten mittels KOH und das Kritisch-Punkt-Trocken der Proben. Die Ergebnisse der optischen Charakterisierung der Filter zeigen eine hohe Ü bereinstimmung zwischen den experimentell ermittelten Daten und den korrespondierenden theoretischen Modellrechnungen. Weisslichtinterferometermessungen der freigeätzten Strukturen zeigen ebene Filterschichten und bestätigen die hohe vertikale Positioniergenauigkeit, die mit diesem technologischen Ansatz erreicht werden kann.

Profile simulations of gas chopping etching processes : model development and comparison with experiments

The progress in microsystem technology or nano technology places extended requirements to the fabrication processes. The trend is moving towards structuring within the nanometer scale on the one hand, and towards fabrication of structures with high aspect ratio (ratio of vertical vs. lateral dimensions) and large depths in the 100 µm scale on the other hand. Current procedures for the microstructuring of silicon are wet chemical etching and dry or plasma etching. A modern plasma etching technique for the structuring of silicon is the so-called "gas chopping" etching technique (also called "time-multiplexed etching"). In this etching technique, passivation cycles, which prevent lateral underetching of sidewalls, and etching cycles, which etch preferably in the vertical direction because of the sidewall passivation, are constantly alternated during the complete etching process. To do this, a CHF3/CH4 plasma, which generates CF monomeres is employed during the passivation cycle, and a SF6/Ar, which generates fluorine radicals and ions plasma is employed during the etching cycle. Depending on the requirements on the etched profile, the durations of the individual passivation and etching cycles are in the range of a few seconds up to several minutes. The profiles achieved with this etching process crucially depend on the flow of reactants, i.e. CF monomeres during the passivation cycle, and ions and fluorine radicals during the etching cycle, to the bottom of the profile, especially for profiles with high aspect ratio. With regard to the predictability of the etching processes, knowledge of the fundamental effects taking place during a gas chopping etching process, and their impact onto the resulting profile is required. For this purpose in the context of this work, a model for the description of the profile evolution of such etching processes is proposed, which considers the reactions (etching or deposition) at the sample surface on a phenomenological basis. Furthermore, the reactant transport inside the etching trench is modelled, based on angular distribution functions and on absorption probabilities at the sidewalls and bottom of the trench. A comparison of the simulated profiles with corresponding experimental profiles reveals that the proposed model reproduces the experimental profiles, if the angular distribution functions and absorption probabilities employed in the model is in agreement with data found in the literature. Therefor the model developed in the context of this work is an adequate description of the effects taking place during a gas chopping plasma etching process.

Koordinationschemie auf Oberflächen

Oberflächen, die reversibel auf einen externen Stimulus reagieren, werden als intelligente Oberflächen bezeichnet und sind von großem Interesse für Wissenschaft und Technik. Im diesem Rahmen haben wir ein modulares Synthesekonzept entwickelt, das die spontane Selbstorganisation funktionaler Adsorbatmoleküle auf Au(111) und HOPG ausnutzt. Das Design der Adsorbatmoleküle erlaubt eine modulare Synthese. Scheibchenförmige Moleküle wie Phthalocyanine und Porphyrine, die in der Peripherie Thioetherseitenketten tragen, dienen als Anbindungseinheiten. Das zentrale Metallatom dient als Anknüpfungspunkt für starre Einheiten, die aus Abstandshaltern und Funktionsträgern bestehen. Dieses Konzept erlaubt es sowohl die laterale Separation Funktionseinheiten einzustellen um es den Funktionsträgern zu ermöglichen ohne Behinderung durch Nachbarmoleküle ihre Funktion auszuüben. Für diese Arbeit waren Funktionseinheiten wichtig, deren Funktionen unter anderem Redoxaktivität, Photoschaltbarkeit, Komplexierung katalytisch aktiver Metalle und Immobilisierung onkogener Proteine umfassen. Zum Beleg dieses Konzeptes wurde ein starres Ferrocen-Derivat für die Postmodifizierung eines Zn-Phthalocyanin-SAMs verwendet. Die erhaltenen Filme wurden mittels C1s- und Fe2p-NEXAFS-Spektroskopie ebenso untersucht wie mittels TDS. Strukturell verwandte Komplexe konnten durch RSA charakterisiert werden.

Plan exportador Comercializadora Point Ltda.

A lo largo de la historia los mercados poco a poco se fueron abasteciendo de productos que buscaban brindar beneficios extras a sus compradores, tales que pudieran verse reflejados ya sea en facilitar las tareas habituales de los seres humanos, o simplemente brindar satisfacción por su consumo o percepción; A partir del nuevo milenio y dadas las cualidades dinámicas del mercado, las tendencias de compra del mercado de los bienes para el consumo humano han venido teniendo una desviación un poco más naturista; esta consiste en la búsqueda de alimentos producidos bajo altos estándares de calidad, pero diferentes a los productos convencionales. Actualmente se han venido desarrollando nuevas prácticas agrícolas, para evitar contaminar la tierra y lograr obtener alimentos más sanos, todos estos se llaman productos orgánicos, y su principal cualidad es que son más saludables y de valor agregado, ya que no se cultivan con ningún tipo de producto de síntesis química, lo que permite una mayor fertilidad de los suelos e incremento de la biodiversidad. Por estas razones y agregando la globalización de los mercados mundiales, es que queremos desarrollar un plan de exportación de Café Orgánico mediante la comercializadora POINT LTDA, aprovechando además brindarle a la empresa las herramientas necesarias para una futura internacionalización, teniendo en cuenta las grandes oportunidades que hay en estos momentos de expandir y tener negocios rentables en todo el mundo.

Edaphic influences on plant community adaptation in the Chiquibul forest of Belize

Edaphic variables figure significantly in plant community adaptations in tropical ecosystems but are often difficult to resolve because of the confounding influence of climate. Within the Chiquibul forest of Belize, large areas of Ultisols and Inceptisols occur juxtaposed within a larger zone of similar climate, permitting unambiguous assessment of edaphic contributions to forest composition. Wet chemical analyses, X-ray diffraction and X-ray fluorescence spectroscopy were employed to derive chemical (pH, exchangeable cations, CEC, total and organic C, total trace elements) and physical (texture, mineralogy) properties of four granite-derived Ustults from the Mountain Pine Ridge plateau and four limestone-derived Ustepts from the San Pastor region. The soils of these two regions support two distinct forests, each possessing a species composition reflecting the many contrasting physicochemical properties of the underlying soil. Within the Mountain Pine Ridge forest, species abundance and diversity is constrained by nutrient deficiencies and water-holding limitations imposed by the coarse textured, highly weathered Ultisols. As a consequence, the forest is highly adapted to seasonal drought, frequent fires and the significant input of atmospherically derived nutrients. The nutrient-rich Inceptisols of the San Pastor region, conversely, support an abundant and diverse evergreen forest, dominated by Sabal mauritiiformis, Cryosophila stauracantha and Manilkara spp. Moreover, the deep, fine textured soils in the depressions of the karstic San Pastor landscape collect and retain during the wet season much available water, thereby serving as refugia during particularly long periods of severe drought. To the extent that the soils of the Chiquibul region promote and maintain forest diversity, they also confer redundancy and resilience to these same forests and, to the broader ecosystem, of which they are a central part. (C) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Big and little Meccano

The emergence of the mechanical bond during the past 25 years is giving chemistry a fillip in more ways than one. While its arrival on the scene is already impacting materials science and molecular nanotechnology, it is providing a new lease of life to chemical synthesis where mechanical bond formation Occurs as a consequence of the all-important templation Orchestrated by molecular recognition and self-assembly. The way in which covalent bond formation activates noncovalent bonding interactions, switching on molecular recognition that leads to self-assembly, and the template-directed synthesis of mechanically interlocked molecules-of which the so-called catenanes and rotaxanes may be regarded as the prototypes-has introduced a level of integration into chemical synthesis that has not previously been attained jointly at the supramolecular and molecular levels. The challenge now is to carry this I vel of integration during molecular synthesis beyond relatively small molecules into the realms of precisely functionalized extended molecular Structures and superstructures that perform functions in a collective manner as the key sources of instruction, activation, and performance in multi-component integrated Circuits and devices. These forays into organic chemistry by a scientific nomad are traced through thick and thin from the Athens of the North to the Windy City by Lake Michigan with interludes on the edge of the Canadian Shield beside Lake Ontario, in the Socialist Republic of South Yorkshire, on the Plains of Cheshire beside the Wirral, in the Midlands in the Heartland of Albion, and in the City of Angels beside the Peaceful Sea. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Organocatalytic enantioselective construction of nitrocyclohexanes containing multiple chiral centres via a cascade reaction

The stereoselective construction of complex molecules with multiple stereogenicity in a single step represents an extremely useful, but challenging approach to complexity in chemical synthesis. The development of organocatalytic cascade processes has proven useful in these studies, but reports where four or more stereocentres are created in a single step from just two achiral reagents are rare. Herein we report the development of a novel asymmetric domino Michael-Michael reaction between nitrohex-4-enoates and nitro-olefins to generate cyclohexanes of high complexity, including one with a quaternary centre, and one with five contiguous stereocentres. This methodology provides access to a range of useful nitrocyclohexane derivatives, including a novel class of a-lycorane-like structures.

Ion dependence of magnetic anisotropy in MFe(2)O(4) (M = Fe, Co, Mn) nanoparticles synthesized by high-temperature reaction

The influence of different M(2+) cations on the effective magnetic anisotropy of systems composed of MFe(2)O(4) (M Fe, Co and Mn) nanoparticles was investigated. Samples were prepared by the high-temperature (538 K) solution phase reaction of Fe (acac) 3, Co (acac) 2 and Mn (acac) 2 with 1,2 octanodiol in the presence of oleic acid and oleylamine. The final particles are coated by an organic layer of oleic acid that prevents agglomeration. Transmission electron microscopy (TEM) images show that particles present near spherical form and a narrow grain size distribution, with mean diameters in the range of 4.5 - 7.6 nm. Powder samples were analyzed by ac susceptibility and Mossbauer measurements, and K(eff) for all samples was evaluated using both techniques, showing a strong dependence on the nature of the divalent cation. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.