Nano-size and miscibility gap

Reports on the alloys formed from immiscible atoms when they are contained in a nano-sized system have initiated several research activities in the recent years. Bridging of the miscibility gap at nanoscale is significant as it has the potential to produce novel alloy materials with useful technological applications. Although the literature contains noticeable number of reports on the formation of solid solution between bulk immiscible atoms, several issues related to phase stability and microstructure remain unaddressed. This article discusses some of these issues using examples from the work done by the author's research group on isolated nanoparticles of bulk immiscible binary systems such as Ag-Ni, Ag-Fe and Ag-Co.

Exact Solution of the PPP Model for Correlated Electronic States of Tetracene and Substituted Tetracene

Tetracene is an important conjugated molecule for device applications. We have used the diagrammatic valence bond method to obtain the desired states, in a Hilbert space of about 450 million singlets and 902 million triplets. We have also studied the donor/acceptor (D/A)-substituted tetracenes with D and A groups placed symmetrically about the long axis of the molecule. In these cases, by exploiting a new symmetry, which is a combination of C-2 symmetry and electron-hole symmetry, we are able to obtain their low-lying states. In the case of substituted tetracene, we find that optically allowed one-photon excitation gaps reduce with increasing D/A strength, while the lowest singlet triplet gap is only wealdy affected. In all the systems we have studied, the excited singlet state, S-i, is at more than twice the energy of the lowest triplet state and the second triplet is very close to the S-1 state. Thus, donor-acceptor-substituted tetracene could be a good candidate in photovoltaic device application as it satisfies energy criteria for singlet fission. We have also obtained the model exact second harmonic generation (SHG) coefficients using the correction vector method, and we find that the SHG responses increase with the increase in D/A strength.

Solution Processed Cu2CoSnS4 Thin Films for Photovoltaic Applications

Earth abundant alternative chalcopyrite Cu2CoSnS4 (CCTS) thin films were deposited by a facile sol-gel process onto larger substrates. Temperature dependence of the process control of deposition and desired phase formations was studied in detail. Films were analyzed for complete transformation from amorphous to polycrystalline, with textured structures for stannite phase, as reflected from the X-ray diffraction and with nearly stoichiometric compositions of Cu:Co:Sn:S = 2:0:1:0:1:0:4:0 from EDAX analysis. Morphological investigations revealed that the CCTS films with larger grains, on the order of its thickness, were synthesized at higher temperature of 500 degrees C. The optimal band gap for application in photovoltaics was estimated to be 1.4 eV. Devices with SLG/CCTS/Al geometry were fabricated for real time demonstration of photoconductivity under A.M 1.5 G solar and 1064 rim infrared laser illuminations. A photodetector showed one order current amplification from similar to 1.9 X 10(-6) A in the dark to 2.2 x 10(-5) A and 9.8 X 10(-6) A under A.M 1.5 G illumination and 50 mW cm(-2) IR laser, respectively. Detector sensitivity, responsivity, external quantum efficiency, and gain were estimated as 4.2, 0.12 A/W, 14.74% and 14.77%, respectively, at 50 mW cm(-2) laser illuminations. An ON and OFF ratio of 2.5 proved that CCTS can be considered as a potential absorber in low cost photovoltaics applications.

Solution processed Cu2SnS3 thin films for visible and infrared photodetector applications

The Cu2SnS3 thin films were deposited using an economic, solution processible, spin coating technique. The films were found to possess a tetragonal crystal structure using X-ray diffraction. The film morphology and the particle size were determined using scanning electron microscopy. The various planes in the crystal were observed using transmission electron microscopy. The optimum band gap of 1.23 eV and a high absorption coefficient of 104 cm-1 corroborate its application as a photoactive material. The visible and infrared (IR) photo response was studied for various illumination intensities. The current increased by one order from a dark current of 0.31 mu A to a current of 1.78 mu A at 1.05 suns and 8.7 mu A under 477.7 mW/cm(2) IR illumination intensity, at 3 V applied bias. The responsivity, sensitivity, external quantum efficiency and specific detectivity were found to be 10.93 mA/W, 5.74, 2.47% and 3.47 x 10(10) Jones respectively at 1.05 suns and 16.32 mA/W, 27.16, 2.53% and 5.10 x 10(10) Jones respectively at 477.7 mW/cm(2) IR illumination. The transient photoresponse was measured both for visible and IR illuminations. (C) 2016 Author(s).

Two-dimensional Cartesian air-gap element (CAGE) for dynamic finite-element modeling of electrical machines with a flat air gap

This paper extends the air-gap element (AGE) to enable the modeling of flat air gaps. AGE is a macroelement originally proposed by Abdel-Razek et al.for modeling annular air gaps in electrical machines. The paper presents the theory of the new macroelement and explains its implementation within a time-stepped finite-element (FE) code. It validates the solution produced by the new macroelement by comparing it with that obtained by using an FE mesh with a discretized air gap. It then applies the model to determine the open-circuit electromotive force of an axial-flux permanent-magnet machine and compares the results with measurements.

Algorithm for identification in the v-gap metric

This paper suggests a method for identification in the v-gap metric. For a finite number of frequency response samples, a problem for identification in the v-gap metric is formulated and an approximate solution is described. It uses an iterative technique for obtaining an L2-gap approximation. Each stage of the iteration involves solving an LMI optimisation. Given a known stabilising controller and the L2-gap approximation, it is shown how to derive a v-gap approximation.

Narrowing of band gap and low-temperature spin glass behavior of FeNi co-doped ZnO nanowires

This letter reports on the Raman, optical and magnetic properties of FeNi co-doped ZnO nanowires prepared via a soft chemical solution method. The microstructural investigations show that the NiFe co-dopants are substituted into wurtzite ZnO nanostructure without forming any secondary phase. The co-doped nanowires show a remarkable reduction of 34 nm (267.9 meV) in the optical band gap, while suppression in the deep-level defect transition in visible luminescence. Furthermore, these nanowires exhibit ferromagnetism and an interesting low-temperature spin glass behavior, which may arise due to the presence of disorder and strong interactions of frustrated spin moments of Ni and Fe co-dopants on the ZnO lattice sites. Copyright (C) EPLA, 2009

EER studies of the single quantum well GaAs/AlxGa1-xAs electrode/nonaqueous solution interface

The interfacial behavior of the single quantum well (SQW) GaAs/AlxGa1-xAs electrode in HQ/BQ and Fc/Fc(+) electrolytes was characterized respectively by studying the quantum confined Stark effect and Franz-Keldysh oscillation with electrolyte electroreflectance spectroscopy. The interaction of the surface state of the SQW electrode with redox species and its effects on the distribution of external bias at the interface of the SQW electrode are discussed.

Shear induced mixing/demixing: Blends of homopolymers, of homopolymers plus copolymers, and blends in solution

Shear may shift the phase boundary towards the homogeneous state (shear induced mixing, SIM), or in the opposite direction (shear induced demixing, SID). SIM is the typical behavior of mixtures of components of low molar mass and polymer solutions, SID can be observed with solutions of high molar mass polymers and polymer blends at higher shear rates. The typical sequence with increasing shear rate is SIM, then occurrence of an isolated additional immiscible area (SLD), melting of this island into the main miscibility gap, and finally SIM again. A three phase line originates and ends in two critical end points. Raising pressure increases the shear effects. For copolymer containing systems SID is sometimes observed at very low shear rates, preceding the just mentioned sequence of shear influences.

English as a lingua Franca : bridging the gap between theory and practice in english language teaching

Tese de doutoramento, Linguística (Linguística Aplicada), Universidade de Lisboa, Faculdade de Letras, 2015

The gender pay gap among university professors: the role of individual and organizational determinants

Cette étude de cas, composée de trois articles, examine les diverses sources d’explication de l’écart salarial selon le genre chez les professeurs d’une grande université de recherche canadienne. Le premier article analyse les écarts selon le genre sur les primes “de marché” à partir de données d’un sondage réalisé auprès des professeurs en 2002. Une analyse des correspondances donne une solution à deux facteurs dans laquelle le second facteur oppose clairement les professeurs qui ont reçu une prime à ceux qui n’en n’ont pas reçue. Le genre est fortement associé à ce facteur, la catégorie “femme” se retrouvant du côté de l’axe associé à l’absence de primes de marché. Les résultats de la régression logistique confirment que le secteur d’activité, la fréquence des contrats de recherche, la valorisation du salaire ainsi que le rang combiné à l’ancienneté sont reliés à la présence de primes de marché, tel que proposé par les hypothèses. Toutefois, même après avoir contrôlé pour ces relations, les femmes sont toujours près de trois fois moins susceptibles de s’être vu attribuer des primes de marché que leurs homologues masculins. Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que dans un contexte où les salaires sont déterminés par convention collective, la réindividualisation du processus de détermination des salaires — en particulier le versement de primes de marché aux professeurs d’université — peut favoriser la réapparition d’écarts de salaire selon le genre. Le second article est réalisé à partir de données administratives portant sur les années 1997 à 2006. Les contributions respectives de quatre composantes de la rémunération à l’écart salarial selon le genre y sont analysées, soit le salaire de base, l’accès au rang de professeur titulaire, l’accès aux primes de marché et chaires de recherche du Canada, de même que les montants reçus. Les composantes varient quant à leur degré de formalisation. Ceci permet de tester l’hypothèse selon laquelle l’ampleur de l’écart salarial selon le genre varie en fonction du degré de formalisation des composantes salariales. Nous déterminons également dans quelle mesure l’écart selon le genre sur les diverses composantes de la rémunération varie en fonction de la représentation relative des femmes professeurs au sein des unités. Les résultats démontrent l’existence de variations dans l’ampleur des différences selon le genre en fonction du degré de formalisation des pratiques de rémunération. Qui plus est, après contrôles, la rémunération est plus faible dans les unités où les femmes sont fortement représentées. Le dernier article examine les mécanismes pouvant mener à un écart selon le genre en ce qui a trait à l’accès aux primes de marché chez les professeurs de l’institution. Les processus d’attribution de ces suppléments salariaux sont examinés à partir d’entretiens réalisés avec 17 administrateurs à tous les niveaux hiérarchiques de l’institution et dans une diversité d’unités académiques. Les résultats suggèrent que les différences selon le genre pourraient être liées à des caractéristiques spécifiques du processus d’attribution et à une distribution inégale des primes aux unités à forte représentation féminine. De façon générale, les résultats démontrent que l’écart de rémunération selon le genre chez les professeurs de cette université n’est pas totalement expliqué par des différences dans les caractéristiques individuelles des hommes et femmes. L’analyse révèle que l’écart réside dans des différences selon le genre en ce qui a trait à l’accès aux primes de marché et aux chaires de recherches du Canada et, dans une moindre mesure, au rang de professeur titulaire. Aucune différence n’est observée sur le salaire de base et le montant des primes salariales reçues, que celles-ci soient dites de “marché” ou associées à une chaire de recherche du Canada. Qui plus est, on constate que la rémunération est plus faible dans les unités où les femmes sont le mieux représentées. L’accès différencié selon le genre aux primes de marché qui est observé pourrait être lié à certains processus organisationnels qui limitent les probabilités d’octrois à des femmes. Les femmes pourraient être particulièrement désavantagées dans ce système d’octroi, pour plusieurs raisons. L’existence de différences selon le genre en ce qui a trait aux dispositions ou habiletés des individus à négocier leur salaire est évoquée et supposée par certains administrateurs. Un accès limité aux informations concernant la politique de primes pourrait réduire la probabilité que des femmes tentent d’obtenir ces suppléments salariaux. Les directeurs d’unités, qui sont en majorité des hommes, pourraient être biaisées en faveur des professeurs masculins dans leurs évaluations s’ils tendent à favoriser ceux qui leurs ressemblent. Il est également possible que les directeurs d’unités où les femmes sont les mieux représentées n’aient pas reçu d’information sur les primes de marché ou que des traditions disciplinaires les aient rendu réticents à demander des primes.

Solution Methods for Service Network Design with Resource Management Consideration

La gestion des ressources, équipements, équipes de travail, et autres, devrait être prise en compte lors de la conception de tout plan réalisable pour le problème de conception de réseaux de services. Cependant, les travaux de recherche portant sur la gestion des ressources et la conception de réseaux de services restent limités. La présente thèse a pour objectif de combler cette lacune en faisant l’examen de problèmes de conception de réseaux de services prenant en compte la gestion des ressources. Pour ce faire, cette thèse se décline en trois études portant sur la conception de réseaux. La première étude considère le problème de capacitated multi-commodity fixed cost network design with design-balance constraints(DBCMND). La structure multi-produits avec capacité sur les arcs du DBCMND, de même que ses contraintes design-balance, font qu’il apparaît comme sous-problème dans de nombreux problèmes reliés à la conception de réseaux de services, d’où l’intérêt d’étudier le DBCMND dans le contexte de cette thèse. Nous proposons une nouvelle approche pour résoudre ce problème combinant la recherche tabou, la recomposition de chemin, et une procédure d’intensification de la recherche dans une région particulière de l’espace de solutions. Dans un premier temps la recherche tabou identifie de bonnes solutions réalisables. Ensuite la recomposition de chemin est utilisée pour augmenter le nombre de solutions réalisables. Les solutions trouvées par ces deux méta-heuristiques permettent d’identifier un sous-ensemble d’arcs qui ont de bonnes chances d’avoir un statut ouvert ou fermé dans une solution optimale. Le statut de ces arcs est alors fixé selon la valeur qui prédomine dans les solutions trouvées préalablement. Enfin, nous utilisons la puissance d’un solveur de programmation mixte en nombres entiers pour intensifier la recherche sur le problème restreint par le statut fixé ouvert/fermé de certains arcs. Les tests montrent que cette approche est capable de trouver de bonnes solutions aux problèmes de grandes tailles dans des temps raisonnables. Cette recherche est publiée dans la revue scientifique Journal of heuristics. La deuxième étude introduit la gestion des ressources au niveau de la conception de réseaux de services en prenant en compte explicitement le nombre fini de véhicules utilisés à chaque terminal pour le transport de produits. Une approche de solution faisant appel au slope-scaling, la génération de colonnes et des heuristiques basées sur une formulation en cycles est ainsi proposée. La génération de colonnes résout une relaxation linéaire du problème de conception de réseaux, générant des colonnes qui sont ensuite utilisées par le slope-scaling. Le slope-scaling résout une approximation linéaire du problème de conception de réseaux, d’où l’utilisation d’une heuristique pour convertir les solutions obtenues par le slope-scaling en solutions réalisables pour le problème original. L’algorithme se termine avec une procédure de perturbation qui améliore les solutions réalisables. Les tests montrent que l’algorithme proposé est capable de trouver de bonnes solutions au problème de conception de réseaux de services avec un nombre fixe des ressources à chaque terminal. Les résultats de cette recherche seront publiés dans la revue scientifique Transportation Science. La troisième étude élargie nos considérations sur la gestion des ressources en prenant en compte l’achat ou la location de nouvelles ressources de même que le repositionnement de ressources existantes. Nous faisons les hypothèses suivantes: une unité de ressource est nécessaire pour faire fonctionner un service, chaque ressource doit retourner à son terminal d’origine, il existe un nombre fixe de ressources à chaque terminal, et la longueur du circuit des ressources est limitée. Nous considérons les alternatives suivantes dans la gestion des ressources: 1) repositionnement de ressources entre les terminaux pour tenir compte des changements de la demande, 2) achat et/ou location de nouvelles ressources et leur distribution à différents terminaux, 3) externalisation de certains services. Nous présentons une formulation intégrée combinant les décisions reliées à la gestion des ressources avec les décisions reliées à la conception des réseaux de services. Nous présentons également une méthode de résolution matheuristique combinant le slope-scaling et la génération de colonnes. Nous discutons des performances de cette méthode de résolution, et nous faisons une analyse de l’impact de différentes décisions de gestion des ressources dans le contexte de la conception de réseaux de services. Cette étude sera présentée au XII International Symposium On Locational Decision, en conjonction avec XXI Meeting of EURO Working Group on Locational Analysis, Naples/Capri (Italy), 2014. En résumé, trois études différentes sont considérées dans la présente thèse. La première porte sur une nouvelle méthode de solution pour le "capacitated multi-commodity fixed cost network design with design-balance constraints". Nous y proposons une matheuristique comprenant la recherche tabou, la recomposition de chemin, et l’optimisation exacte. Dans la deuxième étude, nous présentons un nouveau modèle de conception de réseaux de services prenant en compte un nombre fini de ressources à chaque terminal. Nous y proposons une matheuristique avancée basée sur la formulation en cycles comprenant le slope-scaling, la génération de colonnes, des heuristiques et l’optimisation exacte. Enfin, nous étudions l’allocation des ressources dans la conception de réseaux de services en introduisant des formulations qui modèlent le repositionnement, l’acquisition et la location de ressources, et l’externalisation de certains services. À cet égard, un cadre de solution slope-scaling développé à partir d’une formulation en cycles est proposé. Ce dernier comporte la génération de colonnes et une heuristique. Les méthodes proposées dans ces trois études ont montré leur capacité à trouver de bonnes solutions.

Effect of building gap to improve pedestrian comfort levels and ventilation

Rapid rates of urbanization have resulted into increased concerns of urban environment. Amongst them, wind and thermal comfort levels for pedestrians have attracted research interest. In this regards, urban wind environment is seen as a crucial components that can lead to improved thermal comfort levels for pedestrian population. High rise building in modern urban setting causes high levels of turbulence that renders discomfort to pedestrians. Additionally, a higher frequency of high ris e buildings at a particular region acts as a shield against the wind flow to the lower buildings beyond them resulting into higher levels of discomfort to users or residents. Studies conducted on developing wind flow models using Computational Fluid Dynami cs (CFD) simulations have revealed improvement in interval to height ratios can results into improved wind flow within the simulation grid. However, high value and demand for land in urban areas renders expansion to be an impractical solution. Nonetheless, innovative utilization of architectural concepts can be imagined to improve the pedestrian comfort levels through improved wind permeability. This paper assesses the possibility of through-building gaps being a solution to improve pedestrian comfort levels.

Combined Crystallographic and Solution Molecular Dynamics Study of Allosteric Effects in Ester and Ketone p-tert-Butylcalix[4]arene Derivatives and Their Complexes with Acetonitrile, Cd(II), and Pb(II)

We describe here a procedure to bridge the gap in the field of calixarene physicochemistry between solid-state atomic-resolution structural information and the liquid-state low-resolution thermodynamics and spectroscopic data. We use MD simulations to study the kinetics and energetics involved in the complexation of lower rim calix[4]arene derivatives (L), containing bidentate ester (1) and ketone (2) pendant groups, with acetonitrile molecule (MeCN) and Cd2+ and Pb2+ ions (M2+) in acetonitrile solution. On one hand, we found that the prior inclusion of MeCN into the calix to form a L(MeCN) adduct has only a weak effect in preorganizing the hydrophilic cavity toward metal ion binding. On the other hand, the strong ion-hydrophilic cavity interaction produces a wide open calix which enhances the binding of one MeCN molecule (allosteric effect) to stabilize the whole (M2+)1(MeCN) bifunctional complex. We reach two major conclusions: (i) the MD results for the (M2+)1(MeCN) binding are in close agreement with the ""endo"", fully encapsulated, metal complex found by X-ray diffraction and in vacuo MD calculations, and (ii) the MD structure for the more flexible 2 ligand, however, differs from the also endo solid-state molecule. In fact, it shows strong solvation effects at the calixarene lower bore by competing MeCN molecules that share the metal coordination sphere with the four C=O oxygens of an ""exo"" (M2+)2(MeCN) complex.

Gap solitons in Bose-Einstein condensates in linear and nonlinear optical lattices

Properties of localized states on array of BEC confined to a potential, representing superposition of linear and nonlinear optical lattices are investigated. For a shallow lattice case the coupled mode system has been derived. We revealed new types of gap solitons and studied their stability. For the first time a moving soliton solution has been found. Analytical predictions are confirmed by numerical simulations of the Gross-Pitaevskii equation with jointly acting linear and nonlinear periodic potentials. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.