Effect of radio frequency power and thickness on the electrochemical properties of Li2-x MnO3-y thin films

In the present work, Li2-x MnO3-y (LMO) thin films have been deposited by radio frequency (RF) reactive magnetron sputtering using acid-treated Li2MnO3 powder target. Systematic investigations have been carried out to study the effect of RF power on the physicochemical properties of LMO thin films deposited on platinized silicon substrates. X-ray diffraction, electron microscopy, surface chemical analysis and electrochemical studies were carried out for the LMO films after post deposition annealing treatment at 500 A degrees C for 1 h in air ambience. Galvanostatic charge discharge studies carried out using the LMO thin film electrodes, delivered a highest discharge capacity of 139 mu Ah mu m(-1) cm(-2) in the potential window 2.0-3.5 V vs. Li/Li+ at 100 W RF power and lowest discharge capacity of 80 mu Ah mu m(-1) cm(-2) at 75 W RF power. Thereafter, the physicochemical properties of LMO films deposited using optimized RF power 100 W on stainless steel substrates has been studied in the thickness range of 70 to 300 nm as a case study. From the galvanostatic charge discharge experiments, a stable discharge capacity of 68 mu Ah mu m(-1) cm(-2) was achieved in the potential window 2.0-4.2 V vs. Li/Li+ tested up to 30 cycles. As the thickness increased, the specific discharge capacity started reducing with higher magnitude of capacity fading.

Controlling phase separation in La5/8-yPryCa3/8MnO3 (y=0.45) epitaxial thin films by strain disorder

Present study reveals that the length-scale of phase separation in La5/8-yPryCa3/8MnO3 thin films can be controlled by strain disorder invoked during the growth and relaxation process of film. Strain disorder provides an additional degree of freedom to tune colossal magnetoresistance. Magneto-transport measurements following cooling and heating in unequal fields protocol demonstrate that coherent strain stabilizes antiferromagnetic insulating phase, while strain disorder favors ferromagnetic metallic phase. Compared to bulk, antiferromagnetic-insulating phase freezes at lower temperatures in strain disordered films. Raman spectroscopy confirms the coexistence of charge-ordered-insulating and ferromagnetic-metallic phases which are structurally dissimilar and possess P2(1)/m and R-3C like symmetries, respectively. (C) 2015 AIP Publishing LLC.

Antiferromagnetism in Fe1+y Te and Superconductivity in K (x) Fe2Se2

Iron-based layered chalcogenides are interesting because of their structural magnetic and superconducting properties. Single crystals of the parent binary chalcogenides, Fe1+y Te, and intercalated ternary chalcogenides, K0.8Fe2Se2, are grown and investigated in detail. Single crystals are grown by modified horizontal Bridgman method. Fe1+y Te demonstrates an antiferromagnetic (AFM) transition at T (N) =67 K which is identified as a magnetostructural transition. By varying the concentration of excess Fe, we have tuned T (N) over a range of temperature from 67 to 57 K. The superconducting properties of K0.8Fe2Se2 crystals are explored by magnetization measurements. A superconducting transition is observed at T (C) =31 K. The lower critical field of K0.8Fe2Se2 is estimated from field variation of magnetization measurements.

Investigation of dielectric relaxation, Jahn-Teller distortion, and magnetic ordering in Y substituted Pr1-xYxMnO3 (0.1 <= x <= 0.4)

We report structural, magnetic, and dielectric properties of the perovskite compound Pr1-xYxMnO3 (0.1 <= x <= 0.4) studied using dc magnetization, ac susceptibility, neutron powder diffraction, and dielectric techniques. These compounds crystallize in orthorhombic space group (Pnma) in the temperature range 5-300 K. The Mn-O-Mn bond angle decreases with the Y substitution along with an increase in the Jahn-Teller distortion. The Jahn-Teller distortion for Pr0.9Y0.1MnO3 shows an anomalous change near 50 K, below which it falls sharply. Neutron powder diffraction patterns of all reported compositions at low temperature constitute additional magnetic Bragg peaks that suggest magnetic ordering. Magnetic reflections were indexed in the nuclear lattice with the propagation vector k = (0, 0, 0). Rietveld refinement of powder patterns conform to A type antiferromagnetic ordering where moments are aligned ferromagnetically in a-c plane and coupled nearly antiferromagnetically along b-axis resulting in a net ferromagnetic component along the b-direction. The antiferromagnetic transition temperature was deduced from dc magnetization and ac susceptibility data. The transition temperature decreases by nearly 22 K (from 81 K to 59 K) as yttrium content (x) increases from 0.1 to 0.4. Measurements reveal strong frequency dispersion in dielectric constant and dielectric loss. Activation energy and relaxation time are estimated from the Arrhenius plot. It is further shown that relaxation behaviour is altered with yttrium doping concentration. (C) 2015 AIP Publishing LLC.

Negative hyperconjugation and red-, blue- or zero-shift in X-Z center dot center dot center dot Y complexes

A generalized explanation is provided for the existence of the red-and blue-shifting nature of X-Z bonds (Z = H, halogens, chalcogens, pnicogens, etc.) in X-Z center dot center dot center dot Y complexes based on computational studies on a selected set of weakly bonded complexes and analysis of existing literature data. The additional electrons and orbitals available on Z in comparison to H make for dramatic differences between the H-bond and the rest of the Z-bonds. The nature of the X-group and its influence on the X-Z bond length in the parent X-Z molecule largely controls the change in the X-Z bond length on X-Z center dot center dot center dot Y bond formation; the Y-group usually influences only the magnitude of the effects controlled by X. The major factors which control the X-Z bond length change are: (a) negative hyperconjugative donation of electron density from X-group to X-Z sigma* antibonding molecular orbital (ABMO) in the parent X-Z, (b) induced negative hyperconjugation from the lone pair of electrons on Z to the antibonding orbitals of the X-group, and (c) charge transfer (CT) from the Y-group to the X-Z sigma* orbital. The exchange repulsion from the Y-group that shifts partial electron density at the X-Z sigma* ABMO back to X leads to blue-shifting and the CT from the Y-group to the sigma* ABMO of X-Z leads to red-shifting. The balance between these two opposing forces decides red-, zero- or blue-shifting. A continuum of behaviour of X-Z bond length variation is inevitable in X-Z center dot center dot center dot Y complexes.

The X-C---Y (X = O/F, Y = O, S, F, Cl, Br, N, P,) Carbon bond and hydrophobic interactions

While the tetrahedral face of methane has an electron rich centre and can act as a hydrogen bond acceptor, substitution of one of its hydrogens with some electron withdrawing group (such as -F/OH) can make the opposite face electron deficient. Electrostatic potential calculations confirm this and high level quantum calculations show interactions between the positive face of methanol/methyl fluoride and electron rich centers of other molecules such as H2O. Analysis of the wave functions of atoms in molecules shows the presence of an unusual C···Y interaction, which could be called 'carbon bonding'. NBO analysis and vibrational frequency shifts confirm the presence of this interaction. Given the properties of alkyl groups bonded to electronegative elements in biological molecules, such interactions could play a significant role, which is yet to be recognized. This and similar interactions could give an enthalpic contribution to what is called the 'hydrophobic interactions'.

Continuum in the X-Z-Y Weak Bonds: Z= Main Group Elements

The Continuum in the variation of the X-Z bond length change from blue-shifting to red-shifting through zero-shifting in the X-Z---Y complex is inevitable. This has been analyzed by ab-initio molecular orbital calculations using Z= Hydrogen, Halogens, Chalcogens, and Pnicogens as prototypical examples. Our analysis revealed that, the competition between negative hyperconjugation within the donor (X-Z) molecule and Charge Transfer (CT) from the acceptor (Y) molecule is the primary reason for the X-Z bond length change. Here, we report that, the proper tuning of X-and Y-group for a particular Z-can change the blue-shifting nature of X-Z bond to zero-shifting and further to red-shifting. This observation led to the proposal of a continuum in the variation of the X-Z bond length during the formation of X-Z---Y complex. The varying number of orbitals and electrons available around the Z-atom differentiates various classes of weak interactions and leads to interactions dramatically different from the H-Bond. Our explanations based on the model of anti-bonding orbitals can be transferred from one class of weak interactions to another. We further take the idea of continuum to the nature of chemical bonding in general. (C) 2015 Wiley Periodicals, Inc.

Efficient density matrix renormalization group algorithm to study Y junctions with integer and half-integer spin

An efficient density matrix renormalization group (DMRG) algorithm is presented and applied to Y junctions, systems with three arms of n sites that meet at a central site. The accuracy is comparable to DMRG of chains. As in chains, new sites are always bonded to the most recently added sites and the superblock Hamiltonian contains only new or once renormalized operators. Junctions of up to N = 3n + 1 approximate to 500 sites are studied with antiferromagnetic (AF) Heisenberg exchange J between nearest-neighbor spins S or electron transfer t between nearest neighbors in half-filled Hubbard models. Exchange or electron transfer is exclusively between sites in two sublattices with N-A not equal N-B. The ground state (GS) and spin densities rho(r) = < S-r(z)> at site r are quite different for junctions with S = 1/2, 1, 3/2, and 2. The GS has finite total spin S-G = 2S(S) for even (odd) N and for M-G = S-G in the S-G spin manifold, rho(r) > 0(< 0) at sites of the larger (smaller) sublattice. S = 1/2 junctions have delocalized states and decreasing spin densities with increasing N. S = 1 junctions have four localized S-z = 1/2 states at the end of each arm and centered on the junction, consistent with localized states in S = 1 chains with finite Haldane gap. The GS of S = 3/2 or 2 junctions of up to 500 spins is a spin density wave with increased amplitude at the ends of arms or near the junction. Quantum fluctuations completely suppress AF order in S = 1/2 or 1 junctions, as well as in half-filled Hubbard junctions, but reduce rather than suppress AF order in S = 3/2 or 2 junctions.

Comparación de calidad en la producción de carbón vegetal entre la fosa de tierra y el horno de ladrillo, en la finca el plantel Masaya

La presente investigación tuvo como objetivo comparar la producción de calidad de carbón vegetal entre la fosa de tierra y el horno de ladrillo utilizando Eucalyptus camaldulensis, empleando dos categorías diamétricas. La metodología utilizada consistió en la selección del material vegetal para la producción de carbón, se seleccionaron árboles con diámetros entre 20-30 cm. y mayores de 30 cm. por cada categoría diamétrica se emplearon cinco árboles para un total de diez individuos, se tumbaron los árboles con la técnica de tala dirigida, con hacha a partir de 0.30 cm. del suelo con el propósito de aprovechar la mayor cantidad de madera del árbol, se procedió a medir la longitud de la troza en metros empleando una cinta métrica para la medición del diámetro medio. Luego se procedió a calcular el volumen del fuste limpio utilizando la fórmula de Smalian, posteriormente se traslado trozas y ramas al sitio de carbonización, se depositaron por clase diamétrica donde se cálculo el volumen empleando la fórmula de Huber, para la cubicación de las ramas se empleo el método tradicional de metro estéreo. Para la producción de carbón vegetal se emplearon dos diseños de producción: fosa de tierra y el horno de ladrillos, el análisis de laboratorio consistió en determinar porcentaje de cenizas, carbono orgánico, densidad aparente y porcentaje de humedad. Para la clase diamétrica de 20 a 30 cm., se utilizo un volumen de 4.48 m3 y para la categoría diamétrica mayor de 30 cm, 6.55 m3. Finalizado el proceso de carbonización se obtuvieron 8 sacos en la fosa de tierra, equivalente a 0.217m3, en el horno de ladrillo se obtuvieron 18 sacos lo que representa 0.496 m3. Comparando los estándares de calidad de la FAO, con los obtenidos en este estudio, son aceptables, se concluye que el método de producción de horno de ladrillos usando arboles mayores de 30 cm es el mejor método para la producción de carbón vegetal.

Evaluación inicial de Hymenaea courbaril (Guapinol) en una plantación en la unidad de experimentación y evaluación en la finca el plantel-UNA

En la finca El Plantel ubicada en el kilómetro 31 ½ carretera Tipitapa-Masaya, en el Municipio de Nindirí departamento de Masaya Nicaragua, se realizó un estudio del establecimiento inicial de Hymeneae courbaril con el fin de conocer su comportamiento en diámetro, altura y sobrevivencia a pleno sol. La plantación se estableció en parcelas con dimensiones de 15mx15m con un distanciamiento entre plantas de 3m x 3m. El número de plantas por parcela fue de 36 para un total de 108 individuos. Se realizaron dos mediciones (Octubre del 2009 y Octubre del 2010) de las variables diámetro, altura y sobrevivencia; y un único monitoreo (en Octubre del 2010) de los daños en la plantación. Los resultados de sobrevivencia obtenidos en la plantación correspondió a un 61,6%. En la evaluación del incremento corriente anual en altura y diámetro alcanzados por la especie se muestra un comportamiento positivo con incremento corriente anual en diámetro de 4.79mm; valores de incremento corriente anual en altura de 4.80cm. Los daños registrados en la plantación corresponden principalmente a la defoliación por hormigas del genero Atta, registrándose una frecuencia del 58% de plantas afectadas.

Rendimiento en madera aserrada de trozos de cedro macho (Carapa guianensis) Aublet y Nanciton (Hyeronimaalchorneoides) Allemao , en la empresa MAPIINIC, S.A Rosita, RAAN, Nicaragua

El estudio consistió en evaluar rendimiento en madera aserrada de trozas de Cedro Macho (Carapa guianensis) Aublet y Nancitón ( Hyeronima alchorneoides) Allemao, en los dos aserríos portátiles tipo Wood Mizer LT 40 y Wood Mizer LT70, de la empresa MAPIINIC, S.A, en el municipio de Rosita (RAAN), Nicaragua. Se utilizó una base de datos del período agosto 2010-julio 2011, facilitada por la empresa, correspondientes a la cubicación de 5,570 trozas de Cedro macho y 7,785 trozas de Nancitón. Para el cálculo del volumen de la trozas se utilizó la fórmula de Smalian y para determinar el rendimiento en madera aserrada de cada especie se utilizó el volúmen promedio obtenido de las tablas sobre el volúmen promedio de la trozas, multiplicado por cien. Para Cedro macho se obtuvo un volúmen de madera aserrada de 455,722.66 pt lo que representó un rendimiento del 18.86% del volúmen en troza; para Nancitón se obtuvo un volúmen de madera aserrada de 584,698.91 pt para un rendimiento del 10.72% del volúmen en troza. En relación al rendimiento de otras especies y otros aserríos estos rendimientos se consideran bajos, atribuidos a que las trozas, por haber estado mucho tiempo tumbadas en el campo, presentaban daños que obviamente incidieron en la cantidad y calidad de madera aserrada obtenida, además que la metodología aplicada no llevó sistemáticamente el registro de cubicación de la madera aserrada por cada troza cubicada, lo que pudo influir en estos resultados.

Análisis espacial y multitemporal de la cobertura y uso del suelo con base en imágenes de satélites en la subcuenca Río Dipilto, Nueva Segovia, Nicaragua (1993, 2000, 2011)

La cuantificación del cambio de uso del suelo presenta aún altos niveles de incertidumbre, lo que repercute por ejemplo en la estimación de las emisiones de CO 2 . En este estudio se desarrollaron métodos, basados en imágenes de satélite y trabajo de campo, para estimar la tasa de cambio de la cobertura y uso del suelo, y las emisiones de CO 2 en la subcuenca río Dipilto, Nueva Segovia. La superficie de los tipos de vegetación se determinó con imágenes Landsat. Se utilizaron datos de carbono de nueve parcelas de muestreo en bosque de pino que fueron correlacionadas, para establecer un modelo de regresión lineal con el objetivo de estimar el Stock de Carbono. La sobreposición y algebra de mapas se utilizó para el escenario de emisiones de CO 2 . El análisis con imágenes de los años 1993, 2000 y 2011 reveló que durante es tos 18 años la velocidad a la que se perdieron los bosques latifoliados cerrado fue variable. Durante los primeros 7 años (1993 a 2000) se registró un aumento de 99.95 ha , que corresponde a una tasa de deforestación de - 1.45 % anual. Durante los últimos once años (2000 a 2011) esta cantidad cambió totalmente, ya que se eliminaron 331.76 h a , que corresponde a una tasa de deforestación anual de 3.41 %. Finalmente considerando el periodo de análisis, se transformaron más de 232.01 h a por año, correspondiente a u na tasa de deforestación anual de 1.55 %. La imagen de 2011 demostró que las reservas o Stock de C oscila entre 40 - 150 t/ha. Este intervalo de valores fue estimado por un modelo de regresión con razonable ajuste (R2 = 0.73 ), cuyas variables independientes fueron la reflectancia de las distintas bandas como índices de vegetación e infrarrojo cercano. Las pérdidas de C se estimaron en intervalos 1 - 191 t/h a en 20.76% del área. El 32.85% del área se mantuvo estable y 46.39% ganancias de 1 - 210 t/ha. La combinación de imágenes de resolución espacial media como son las de la serie Landsat para definir trayectorias de cambio de la cobertura del suelo, es una opción viable para la solución de interrogantes relacionadas con el cambio climático, tales como la estimación de las emisiones de CO 2 derivadas del cambio de uso del suelo.

Evaluación de la diversidad de macroinvertebrados edáficos en cinco microcuencas del Río Estelí y Río Viejo Nicaragua

En investigación se determinó la densidad, número de familia y composición de familias de macroinvertebrados encontradas en tres microcuencas de la Subcuenca del Río Estelí y dos microcuenca de la Subcuenca del Río Viejo. En el marco del proyecto UNA/CARE/MARENA/PIMCHAS, 2010. Al mismo tiempo se realizó comparación de la densidad con respecto al uso de suelo. De igual manera, se determinó el cambio de macroinvertebrados en tres profundidades de muestreo (hojarasca, 1 -10cmy 10-25cm) y se agruparon por sus hábitos alimenticios. Para la toma de datos se exploraron los macroinvertebrados en 171 monolitos de 20x20x25 cm repartidos en los sitios de acción del proyecto UNA-CARE-MARENA- PIMCHAS de las microcuencas El Coyote, Las Chichiguas, La Pita, La Laguneta y Tomabú. Los 2,920 individuos identificados se determinaron en 52 familias, 22 órdenes, 7 clases y 4 filums. El número de familias y su composición no varió significativamente entre microcuencas ni entre sitios. Las familias que obtuvieron los mayores valores de abundancia en general fueron: Carabidae, Staphylinidae, Curculionidae, miembros de la clase Diplopoda- d, Formicidae y Scolopendridae. La densidad y el número de familias no variaron significativamente en las tres profundidades estudiadas , pero sí varió la composición de familias. Los individuos con hábitos alimenticios fitófagos y depredadores, además de estar entre los grupos con más individuos por m2 , junto a los fungívoros y xilófagos, tuvieron la mayor variedad de familias. Los usos de tierra en donde se reportaron los mayores números de individuos por m 2 fueron de manera descendente: café con sombra, bosque, granos básicos y pasto. El número de familias no varió significativamente entre los usos, sin embargo la composición de familia si varió.