一种步进扫描投影光刻机承片台不平度检测新技术

提出一种步进扫描投影光刻机承片台不平度检测新技术。在晶圆与承片台存在不同偏移量时,利用线性差分传感器在线测量晶圆上不同点的局部高度;通过建立临时边界条件,以递推法消除晶圆面形影响,并逐行计算出承片台的相对不平度;通过逐行计算的结果递推相邻行之间的高度差,并将该高度差叠加到每一行,以消除临时边界条件的限制,得到处于同一高度上的承片台不平度;将计算的结果作为初始值,根据最小二乘原理,以邻近的四个测量点作为参考,逐步逼近得到承片台的真实不平度。计算机仿真结果验证了该检测方法的正确性,计算结果逐步收敛并逼近真实值

飞秒激光诱导波纹状微突起结构

利用飞秒激光振荡器产生的脉冲对镀有铬层的玻璃和石英基片进行微加工,发现两种样品表面均有波纹状的微突起结构产生。这些微突起结构离开样品表面的高度为10～300 nm不等,并且随着激光功率的增大而增加,在一定功率下达到饱和状态。它们的形貌、尺寸和高度取决于入射飞秒激光的能流以及飞秒脉冲的参数。通过化学方法证明了这些微突起结构是由玻璃和石英的主要成分SiO2组成的,并非样品表面的铬元素。此外,通过选取适当的飞秒激光功率和样品加工速度,制作了两种不同周期和线宽的光栅结构,显示出飞秒激光振荡器良好的加工性能。

偏振光飞秒双脉冲微加工

利用具有纳焦能量、高重复频率的偏振光飞秒双脉冲对金属铬膜样品进行微加工,样品表面都会产生微突起状结构,它们的宽度在0～400 ps的双脉冲时延范围内没有明显的变化,但高度却都在1～10 ps的双脉冲时延范围内呈现明显的下降,在此时延范围之外并没有明显的变化。通过加工样品的扫描电子显微镜(SEM)图片发现,对于偏振光,利用双脉冲方法,可以获得更好的加工质量。并且线偏振光得到的微突起状结构比较细长,在入射光束的偏振方向上有所伸长;圆偏振光得到的微突起状结构比较接近圆形。即在低脉冲能量、高重复频率情况下,具体的微加工特征形貌与入射光束的偏振状态有关。

Ultrafast double pulses ablation of Cr film on glass

Ultrafast lasers ablation of Cr film was investigated by using double-pulse method. Experimental results show that there exists a temporal ablation window effect with each of the double pulses adjusted just smaller than the threshold. When the delay between the double pulses is within the order of 400 ps, the ablation of Cr film could happen. When the delay between the double pulses is beyond the order of 400 ps, the ablation of Cr film would not happen, and the reflectivity from the surface of the Cr film shows a sharp rise at the same time. The two-temperature model was developed into the form of double pulses to explain the experimental phenomena. Furthermore, microbump structures were formed on the surface of Cr film after ablation by ultrafast double pulses. Their heights exhibit an obvious drop between 1 and 10 ps double pulses delay, which is involved with the electron-phonon coupling process according to the numerical simulation. These results should be helpful for understanding the dynamic processes during ultrafast lasers ablation of metal films. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Avaliação numérica de estabilidade lateral de vigas casteladas

Restrições de espaço e altura são frequentemente impostas às edificações residenciais, comerciais, industriais, depósitos e galpões com um ou diversos pavimentos em função de aspectos de regulamentos regionais, técnicos, econômicos ou ainda de natureza estética. A fim de proporcionar a passagem de tubulações e dutos de grande diâmetro sob vigas de aço, grandes alturas são normalmente requeridas, demandando por vezes, magnitudes de altura inviáveis entre pavimentos de edificações. Diversas soluções estruturais podem ser utilizadas para equacionar tais obstáculos, onde dentre outras, pode-se citar as vigas com inércia variável, stub-girders, treliças mistas, vigas misuladas e vigas com uma ou múltiplas aberturas na alma com geometrias variadas. No que tange às vigas casteladas, solução estrutural pautada neste estudo, a estabilidade é sempre um motivo de preocupação tipicamente durante a construção quando os contraventamentos laterais ainda não estão instalados. De qualquer forma, o comprimento destravado em geral alcançado pelos vãos destas vigas, são longos o suficiente para que a instabilidade ocorra. Todavia, o acréscimo substancial da resistência à flexão de tais membros devido ao aumento da altura oriundo de seu processo fabril em relação ao perfil matriz, aliada a economia de material e utilidade fim de serviço, garante a atratividade no aproveitamento destas, para grandes vãos junto aos projetistas. Não obstante, este aumento proporcional no comprimento dos vãos faz com que a instabilidade lateral ganhe importância especial. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo numérico que permita a realização de uma avaliação paramétrica a partir da calibração do modelo com resultados experimentais, efetuar a análise do comportamento de vigas casteladas e verificar seus mecanismos de falha, considerando comportamento elasto-plástico, além das não-linearidades geométricas. Também é objetivo deste trabalho, avaliar, quantificar e determinar a influência das diferenças geométricas características das vigas casteladas em relação às vigas maciças com as mesmas dimensões, analisando e descrevendo o comportamento estrutural destas vigas de aço para diversos comprimentos de vãos. A metodologia empregada para tal estudo baseou-se em uma análise paramétrica com o auxílio do método numérico dos elementos finitos.

Complexity and Uniqueness of the Aromatic Profile of Smoked and Unsmoked Herreno Cheese

In this work, the volatile fraction of unsmoked and smoked Herreno cheese, a type of soft cheese from the Canary Islands, has been characterized for the first time. In order to evaluate if the position in the smokehouse could influence the volatile profile of the smoked variety, cheeses smoked at two different heights were studied. The volatile components were extracted by Solid Phase Microextraction using a divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane fiber, followed by Gas Chromatography/Mass Spectrometry. In total, 228 components were detected. The most numerous groups of components in the unsmoked Herreno cheese were hydrocarbons, followed by terpenes and sesquiterpenes, whereas acids and ketones were the most abundant. It is worth noticing the high number of aldehydes and ketones, and the low number of alcohols and esters in this cheese in relation to others, as well as the presence of some specific unsaturated hydrocarbons, terpenes, sesquiterpenes and nitrogenated derivatives. The smoking process enriches the volatile profile of Herreno cheese with ketones and diketones, methyl esters, aliphatic and aromatic aldehydes, hydrocarbons, terpenes, nitrogenated compounds, and especially with ethers and phenolic derivatives. Among these, methylindanones or certain terpenes like a-terpinolene, have not been detected previously in other types of smoked cheese. Lastly, the results obtained suggest a slightly higher smoking degree in the cheeses smoked at a greater height.

Ensaios dinâmicos de biossorção de cobre com macroalgas em leitos-fixos contendo materiais adsorventes de natureza não-biológica

A biossorção é o termo aplicado à tecnologia de adsorção de íons metálicos em solução, por meio de materiais de natureza biológica inativa, comparável à adsorção utilizando-se adsorventes convencionais. A biossorção depende da temperatura, pH, concentração inicial do íon metálico, e tipo de biosorvente. O objetivo principal dessa dissertação é estudar e comparar os processos de adsorção de cobre iônico a partir de soluções aquosas utilizando Sargassum sp., alginato de cálcio úmido e desidratado e carvão ativo em pó e granular, em regime de batelada e contínuo. O alginato de cálcio foi preparado através de uma solução 4% (m/v) de alginato de sódio gotejada em solução 37% (m/v) de cloreto de cálcio dihidratado. O alginato de cálcio apresentou uma umidade de 89% após secagem em estufa a 100C por 24 horas. Os parâmetros da biossorção foram fixados em: a dose de adsorventes de 2 g/L; a temperatura em 30C; pH da solução em 5,0; e velocidade de rotação da chapa rotatória em 150 rpm. Para os estudos de cinética e equilíbrio, os ensaios foram feitos em regime de batelada. Nos ensaios cinéticos para duas concentrações medias (0,16 e 3,15 mmol/L) variou-se o tempo de contato (1 a 120 min) para se atingir o equilíbrio. Nos ensaios de equilíbrio variou-se as concentrações (0,16 a 15,72 mmol/L) utilizando o tempo de equilíbrio determinado nos ensaios cinéticos. Foram utilizadas duas modelagens cinéticas (a de pseudo-primeira ordem e a de segunda ordem) e duas modelagens do equilíbrio (Langmuir e Freundlich). O modelo cinético de segunda ordem ajustou melhor os resultados. O tempo de equilíbrio para adsorção do cobre foi de 60 minutos para Sargassum sp. e pellets de alginatos de cálcio úmido e desidratado. Para os carvões ativos os tempos de equilíbrio para a adsorção do cobre foram mais rápidos, mas a capacidade de remoção do cobre foram muito baixas. Com base nos resultados desfavoráveis obtidos para os carvões ativos eles foram descartados para se prosseguir com os ensaios de equilíbrio. A isoterma de Freundlich melhor ajusta os dados experimentais para Sargassum sp. e alginato de cálcio úmido. A capacidade de adsorção máxima calculada pelo modelo de Freundlich: na concentração de equilíbrio de 11,66 0,06 mmol/L foi de 1,97 0,07 mmol/g para Sargassum sp.; e na concentração de equilíbrio de 12,12 0,03 mmol/L foi de 1,69 0,04 mmol/g para alginato de cálcio úmido. O processo de biossorção em regime contínuo, com alturas de leito variável de 10 a 40 cm, teve melhor desempenho com a altura de 40 cm. Em regime de batelada, o desempenho da Sargassum sp. foi superior ao dos alginatos de cálcio (úmido melhor que o desidratado), que por sua vez foram superiores ao desempenho dos carvões ativos em pó e granular (em pó melhor que o granular). O sistema contínuo com concentração inicial de cobre de 8,5 mmol/L deve ser operado com altura de leito igual ou superior a 40 cm, ou com sistemas multicolunas para soluções mais concentradas

Computational study of the vortex path variation with the VG height

An extensive range of conventional, vane-type, passive vortex generators (VGs) are in use for successful applications of flow separation control. In most cases, the VG height is designed with the same thickness as the local boundary layer at the VG position. However, in some applications, these conventional VGs may produce excess residual drag. The so-called low-profile VGs can reduce the parasitic drag associated to this kind of passive control devices. As suggested by many authors, low-profile VGs can provide enough momentum transfer over a region several times their own height for effective flow-separation control with much lower drag. The main objective of this work is to study the variation of the path and the development of the primary vortex generated by a rectangular VG mounted on a flat plate with five different device heights h = delta, h(1) = 0.8 delta, h(2) = 0.6 delta, h(3) = 0.4 delta and h(4) = 0.2 delta, where delta is the local boundary layer thickness. For this purpose, computational simulations have been carried out at Reynolds number Re = 1350 based on the height of the conventional VG h = 0.25m with the angle of attack of the vane to the oncoming flow beta = 18.5 degrees. The results show that the VG scaling significantly affects the vortex trajectory and the peak vorticity generated by the primary vortex.

Dinâmica de colonização de uma planície hipersalina por espécies de mangue em Guaratiba, RJ

Alterações na frequência e amplitude das inundações pelas marés são fatores reguladores da dinâmica das florestas de mangue. Tais alterações podem estar relacionadas à elevação do nível médio relativo do mar (NMRM), que vem sendo atribuída como fator de impacto decorrente das mudanças climáticas globais atuando sobre os ecossistemas costeiros. Durante a década de 90, o Núcleo de Estudos em Manguezais da Universidade do Estado do Rio de Janeiro observou, em Guaratiba (RJ), um processo de colonização de uma planície hipersalina por espécies de mangue, e começou a monitorá-lo. Após seis anos os dados indicaram a consolidação da colonização e juntamente com o desenvolvimento de outros estudos neste sistema, a elevação do NMRM foi atribuída como principal causa deste processo. Os dados gerados por tal monitoramento, de 1998 até o ano de 2011, constituem a base de dados da presente dissertação, que teve como objetivo analisar o desenvolvimento do processo de colonização e verificar suas relações com fatores meteorológicos locais. No ano de 1998 foram demarcadas seis parcelas justapostas, no sentido floresta-planície hipersalina, até onde era percebida a presença das plantas de mangue. Todos os indivíduos foram identificados com etiquetas numeradas e tiveram suas alturas medidas ao longo de todo monitoramento, da mesma forma que novos indivíduos (recrutas). Quando recrutas eram encontrados em áreas mais distantes da floresta, novas parcelas eram incluídas no monitoramento. No ano de 2011, a colonização já havia avançado 75 m de distância da floresta e as treze parcelas monitoradas indicaram diferentes estágios sucessionais: mais próximas à floresta apresentam consolidação do processo de colonização, com redução de densidade e maior desenvolvimento estrutural; intermediárias, com altas densidades, encontra-se em fase menos avançada da colonização; mais externas caracterizam o início da colonização da área por poucos indivíduos. Notou-se, ainda, que o processo de colonização se dá por meio do estabelecimento de coortes, que demonstram variabilidade nos padrões de desenvolvimento estrutural ao longo dos anos (densidade, distribuição e taxa de crescimento), relacionada às condições ambientais distintas (padrões climatológicos). Quanto à disponibilidade hídrica (entre 1985 e 2011), Guaratiba apresentou predomínio de déficit hídrico, com tendência de amenização ao final do período. Períodos de maior disponibilidade de água no sistema coincidiram com marcação de novas parcelas, bem como com picos de recrutamento e elevadas taxas de crescimento das coortes. Assim, foi possível observar que o desenvolvimento das coortes esteve relacionado às condições de disponibilidade de espaço e luz, além de responderem aos processos meteorológicos, relacionados à disponibilidade de água na região.

Assembleia de aves consumidoras de frutos de sub-bosque em diferentes altitudes em uma área de Mata Atlântica no estado do Rio de Janeiro

Neste estudo, investigamos a distribuição altitudinal da composição, riqueza, abundância das espécies de aves consumidoras de frutos em cinco altitudes e avaliamosa influência da estrutura da vegetação nas diversidades de aves. O estudo foi realizado na Reserva Ecológica de Guapiaçu (REGUA) contígua ao Parque Estadual dos Três Picos (PEPT), no município de Cachoeiras de Macacu, RJ. Coletamos os dados das aves em 24 excursões a campo, incluindo seis bimensais (jul./2010 a maio/2011) e 18 mensais (jul./2011 a dez./2012). Para amostragem das aves, utilizamos o método de captura-marcação-recaptura com redes de neblina, expostas durante sete h/dia em cinco altitudesao longo de uma variação altitudinal de 1000 m. O esforço amostral foi de 8400 h-rede. Para amostragem da estrutura da vegetação, sorteamos três parcelas de 100 m2 adjacentes às linhas das redes em cada altitude, nas quais foram analisadas as densidades de diferentes hábitos de vida. Das árvores, arvoretas e arbustos coletamos as medidas de altura total e diâmetro da altura (no caso dos arbustos, o diâmetro foi coletado a 50 cm do solo). Capturamos 448 indivíduos correspondentes a 35 espécies de aves, distribuídas em 16 famílias. Destas, 26% são endêmicas de Mata Atlântica, incluindo quatro espécies categorizadas com algum grau de vulnerabilidade. Dezesseis espécies foram classificadas como frugívoras enquanto 19 como insetívoras-frugívoras. Leptopogon amaurocephalus, Mionectes rufiventris, Lanio melanops, Chiroxiphia caudata foram capturadas nas cinco altitudes, sendo as últimas duas espécies as mais abundantes. Registramos maior riqueza e abundância de aves nas altitudes de 370 e 770 m. A composição de aves diferiu entre as altitudes, sendo 170 e 1000 m as mais dissimilares. As espécies de aves insetívoras-frugívoras predominaram nos sub-bosques das cinco altitudes. Registramos deslocamento altitudinal de cinco espécies de aves, sendo o maior deslocamento realizado por um indivíduo de Attilarufus, capturado a 770 m e, recapturado a 370 m. Encontramos maior densidade de plantas no sub-bosque nas altitudes 170, 370 e 1000 m. Bambus foram registrados apenas a 1000 m, enquanto que as ervas foram limitadas às altitudes de 170 e 370 m. A estrutura da vegetação apresentou baixa similaridade entre as altitudes, principalmente devido a diferentes densidades das formas de vida e altura das plantas. Três altitudes, 170, 370 e 1000 m, apresentaram alta densidade de indivíduos no sub-bosque, sendo que esta última evidenciou uma estrutura da vegetação relativamente mais simples devido ao alto número de árvores de baixa altura, ao maior número de arvoretas e à presença de bambus. A diversidade de aves foi sensível à estrutura da vegetação, em especial à altura das árvores que apresentou um decréscimo da altura com o aumento da altitude. Esta relação entre a diversidade de aves e a estruturada da vegetação destaca a importância da preservação da estrutura da vegetação para a manutenção da diversidade de aves consumidoras de frutos da REGUA e do PETP

Tetrahedral amorphous carbon-silicon heterojunction band energy offsets

Non-hydrogenated tetrahedral amorphous carbon (ta-C) has shown superior field emission characteristics. The understanding of the emission mechanism has been hindered by the lack of any directly measured data on the band offsets between ta-C and Si. In this paper results from direct in situ X-ray photoemission spectroscopy (XPS) measurements of the band-offset between ta-C and Si are reported. The measurements were carried out using a filtered cathodic vacuum arc (FCVA) deposition system attached directly to an ultra-high vacuum (UHV) XPS chamber via a load lock chamber. Repeated XPS measurements were carried out after monolayer depositions on in situ cleaned Si substrates. The total film thickness for each set of measurements was approximately 5 nm. Analysis of the data from undoped ta-C on n and p Si show the unexpected result that the conduction band barrier between Si and ta-C remains around 1.0 eV, but that the valence band barrier changes from 0.7 to 0.0 eV. The band line up derived from these barriers suggests that the Fermi level in the ta-C lies 0.3 eV above the valence band on both p and n+Si. The heterojunction barriers when ta-C is doped with nitrogen are also presented. The implications of the heterojunction energy barrier heights for field emission from ta-C are discussed.

Field emission vacuum power switch using vertically aligned carbon nanotubes

The best field emission properties from carbon nanotube cathodes were obtained when their heights, diameters and spacings were optimized. Field emission currents as high as 10 mA were obtained from 1 cm × 1 cm vertically aligned CNT cathode with optimized parameters grown using dc plasma CVD in situ. It was found that in order to obtain large emission current of >10 mA, space charge effects within the electron beam must be taken into account.

Topic 1. Some steric-height features of the water off the Pacific coast of Canada; Topic 2. Possible warming of the water at station P in the northeast Pacific during 1956-1984 [abstract]

TOPIC 1: In terms of seasonal scale, temperature effect dominates the annual change of steric height in the open ocean whereas salinity effect controls it along the continental shelf. Large portion of the annual change of height relative to the 1000-db surface is contained in the upper 100m layer. However, in interannual scale large anomalies of steric height in the open ocean, are more often than not, caused by halosteric rather than thermosteric effect. At least in the open ocean the heights are almost totally determined by the behavior of deep water. Their interannual variability appears to be related to the cumulative effect of Eckman pumping. TOPIC 2: There is a "trend" that over the past 28 years the water at Station P has warmed. Least-square analysis indicates that this warming may be significant but shortening of the time-series data by approximately 10 years fails to show that this is the case. These "trends" have to be interpreted with care. The warming may be "apparent" in that it is not indicated clearly in the deep isopynal surfaces which, during the above period, have deepened. Thus warming at the isobaric surfaces may be the effect of the downward migration of the isopynal surfaces.

Boat wakes and their influence on erosion in the Atlantic Intracoastal Waterway, North Carolina

Boat wakes in the Atlantic Intracoastal Waterway (AIWW) of North Carolina occur in environments not normally subjected to (wind) wave events, making sections of AIWW potentially vulnerable to extreme wave events generated by boat wakes. The Snow’s Cut area that links the Cape Fear River to the AIWW is an area identified by the Wilmington District of the U.S. Army Corps of Engineers as having significant erosion issues; it was hypothesized that this erosion could be being exacerbated by boat wakes. We compared the boat wakes for six combinations of boat length and speed with the top 5% wind events. We also computed the benthic shear stress associated with boat wakes and whether sediment would move (erode) under those conditions. Finally, we compared the transit time across Snow’s Cut for each speed. We focused on two size classes of V-hulled boats (7 and 16m) representative of AIWW traffic and on three boat speeds (3, 10 and 20 knots). We found that at 10 knots when the boat was plowing and not yet on plane, boat wake height and potential erosion was greatest. Wakes and forecast erosion were slightly mitigated at higher, planing speeds. Vessel speeds greater than 7 knots were forecast to generate wakes and sediment movement zones greatly exceeding that arising from natural wind events. We posit that vessels larger than 7m in length transiting Snow’s Cut (and likely many other fetch-restricted areas of the AIWW) frequently generate wakes of heights that result in sediment movement over large extents of the AIWW nearshore area, substantially in exceedance of natural wind wave events. If the speed, particularly of large V-hulled vessels (here represented by the 16m length class), were reduced to pre-plowing levels (~ 7 knots down from 20), transit times for Snow’s Cut would be increased approximately 10 minutes but based on our simulations would likely substantially reduce the creation of erosion-generating boat wakes. It is likely that boat wakes significantly exceed wind wave background for much of the AIWW and similar analyses may be useful in identifying management options.

Wave forecasts associated with hurricane landfalls in the vicinity of Cape Lookout, North Carolina

Hurricanes can cause extensive damage to the coastline and coastal communities due to wind-generated waves and storm surge. While extensive modeling efforts have been conducted regarding storm surge, there is far less information about the effects of waves on these communities and ecosystems as storms make landfall. This report describes a preliminary use of NCCOS’ WEMo (Wave Exposure Model; Fonseca and Malhotra 2010) to compute the wind wave exposure within an area of approximately 25 miles radius from Beaufort, North Carolina for estuarine waters encompassing Bogue Sound, Back Sound and Core Sound during three hurricane landfall scenarios. The wind wave heights and energy of a site was a computation based on wind speed, direction, fetch and local bathymetry. We used our local area (Beaufort, North Carolina) as a test bed for this product because it is frequently impacted by hurricanes and we had confidence in the bathymetry data. Our test bed conditions were based on two recent Hurricanes that strongly affected this area. First, we used hurricane Isabel which made landfall near Beaufort in September 2003. Two hurricane simulations were run first by passing hurricane Isabel along its actual path (east of Beaufort) and second by passing the same storm to the west of Beaufort to show the potential effect of the reversed wind field. We then simulated impacts by a hurricane (Ophelia) with a different landfall track, which occurred in September of 2005. The simulations produced a geographic description of wave heights revealing the changing wind and wave exposure of the region as a consequence of landfall location and storm intensity. This highly conservative simulation (water levels were that of low tide) revealed that many inhabited and developed shorelines would receive wind waves for prolonged periods of time at heights far above that found during even the top few percent of non-hurricane events. The simulations also provided a sense for how rapidly conditions could transition from moderate to highly threatening; wave heights were shown to far exceed normal conditions often long before the main body of the storm arrived and importantly, at many locations that could impede and endanger late-fleeing vessels seeking safe harbor. When joined with other factors, such as storm surge and event duration, we anticipate that the WEMo forecasting tool will have significant use by local emergency agencies and the public to anticipate the relative exposure of their property arising as a function of storm location and may also be used by resource managers to examine the effects of storms in a quantitative fashion on local living marine resources.