Carbono: arte, ciência e as impurezas do tempo

Esta dissertação enfoca uma série de trabalhos artísticos desenvolvidos antes e durante o período do mestrado, como Sumi, Infiltração e Carbono, que utilizam a fotografia, o vídeo, a instalação, o desenho, a frotagem e a escultura como meios de produção. A partir das obras desenvolveu-se uma discussão teórica acerca de algumas das relações possíveis entre a arte e a ciência, enquanto esferas produtoras de conhecimento. O embate entre o homem e a natureza, através da filosofia, da ciência e da arte, é objeto de estudo, além das especificidades do átomo Carbono, em especial suas estruturas macroscópicas os materiais e suas transformações ao longo do tempo. A instabilidade, a entropia, o fluxo, os paradigmas e as diversas concepções de Tempo são alguns dos temas tratados nesta pesquisa, que utilizou como base os escritos e as obras de artistas, cientistas, filósofos e pesquisadores da arte e da ciência

Desenvolvimento do clube de história da matemática: um diálogo das ciências humanas com a matemática

Este trabalho apresenta uma pesquisa sobre a utilização da História da Matemática no ensino básico do Colégio Militar do Rio de Janeiro CMRJ através de manifestações artísticas, fazendo uso, principalmente, do teatro,para que alunos percebam a matemática como uma ciência temporal, humana e sujeita a interferências políticas e sociais e, dessa forma, desenvolver a criticidade, aumentar a sensibilidade e o senso de solidariedade. A partir de um tema da história envolvendo fatos matemáticos os alunos pesquisam, escrevem uma peça teatral e encenam para um público formado por pessoas da comunidade escolar. Como a intenção é tornar essa prática efetiva, a pesquisa culmina na fundação do Clube de História da Matemática, espaço onde, espera-se, atividades recorrentes sejamdesenvolvidas, atraindo alunos afetos tanto às ciências humanas e sociais como às ciências exatas. Realiza-se um estudo de caso com observação participante, por ser o autor também professor do CMRJ. Este estudo busca referência teórica principalmente em autores relacionados à História da Matemática, Arte na Educação, gestão democrática, relações de poder e na legislação vigente. A pesquisa aponta a importância do trabalho com a história e com a arte e nos leva a concluir que, para formar cidadãos participativos e críticos, o primeiro passo é a sociedade tornar-se participativa e crítica, sendo a escola o principal locuspara tal formação.

Revista Brasileira de Estudos Pedagógicos: mapeamento e problematização do conceito de ciência na pesquisa educacional (1944-1971)

Nos primeiros anos em que a pesquisa educacional foi sistematizada, a Revista Brasileira de Estudos Pedagógicos foi o principal meio de divulgação do campo educacional e um importante instrumento de debate sobre a política em torno da ciência, da pesquisa educacional e da prática educativa. A revista continua sendo um órgão oficial do governo federal e de divulgação das ações de um instituto criado com o objetivo de difundir pesquisas: o Instituto Nacional de Estudos Pedagógicos (Inep). Naquele primeiro momento o Inep esteve a cargo de dois importantes educadores: Manuel Bergström Lourenço Filho e Anísio Spínola Teixeira, que orientaram o desenvolvimento da pesquisa em educação. Estes personagens se envolveram numa bandeira política e epistemológica e os artigos da revista ressaltavam suas ideias. O objetivo desta dissertação é identificar qual conceito de ciência estava presente quando a pesquisa educacional brasileira antes da criação dos cursos de pós-graduação. Foram selecionados 37 artigos entre os anos de 1944 e 1971. Estes artigos foram analisados com base nas concepções epistemológicas e diante da linha teórica da história dos conceitos. Como resultado desta pesquisa foi verificado que não houve dominância de nenhuma concepção epistemológica, mas a maior parte foi considerada dentro da perspectiva historicista. Diferentemente do que era esperado, nos artigos que trouxeram um panorama sobre pesquisa e ciência, houve opiniões divergentes a dos diretores da revista, mas o pensamento deles é destacado, inclusive, justificando muitas das ações realizadas pelo instituto. Foram observados diversos aspectos associados ao conceito de ciência, entre eles a eleição de prioridades e a ênfase na pesquisa prática, com alguns autores buscando um caráter mais imediatista e metodológico e outros defendendo a prática com embasamento teórico, sob a perspectiva social. Além do empenho para que a produção de pesquisas fosse realizada nas universidades, com o aporte de condições necessárias e da discussão sobre cientificidade da pesquisa educacional. Após 1964, o periódico publicou artigos que abordavam a educação como investimento, inseridas na tendência tecnicista, onde a função da pesquisa seria detectar de que forma otimizar os custos e qual seria a forma de propaganda mais eficaz para aumentar o número de matrículas. Porém, a revista ainda contava com influência de Anísio Teixeira e mesmo durante a ditadura militar realizou críticas às ações de repressão aos institutos e centros de pesquisa. A publicação do pensamento destes pesquisadores na RBEP permitiu que muitas destas questões fossem ampliadas, alcançando um impacto maior na sociedade. A maior parte dos artigos expôs a opinião de cientistas renomados e dos principais funcionários do Inep sobre quais deveriam ser as prioridades da pesquisa educacional em prol do progresso do país. Muitas das reivindicações publicadas se tornaram conquistas mantidas atualmente

Metamorphic InGaAs p-i-n Photodetectors with 1.75 mu m Cut-Off Wavelength Grown on GaAs

Top-illuminated metamorphic InGaAs p-i-n photodetectors (PDs) with 50% cut-off wavelength of 1.75 mu m at room temperature are fabricated on GaAs substrates. The PDs are grown by a solid-source molecular beam epitaxy system. The large lattice mismatch strain is accommodated by growth of a linearly graded buffer layer to create a high quality virtual InP substrate indium content in the metamorphic buffer layer linearly changes from 2% to 60%. The dark current densities are typically 5 x 10(-6) A/cm(2) at 0 V bias and 2.24 x 10(-4) A/cm(2) at a reverse bias of 5 V. At a wavelength of 1.55 mu m, the PDs have an optical responsivity of 0.48 A/W, a linear photoresponse up to 5 mW optical power at -4 V bias. The measured -3 dB bandwidth of a 32 mu m diameter device is 7 GHz. This work proves that InGaAs buffer layers grown by solid source MBE are promising candidates for GaAs-based long wavelength devices.

Enhancement of electroluminescence in p-i-n structures with nano-crystalline Si/SiO2 multilayers

Nano-crystalline Si/SiO2 multilayers were prepared by alternately changing the ultra-thin amorphous Si film deposition and the in situ plasma oxidation process followed by the post-annealing treatments. Well-defined periodic structures can be achieved with 2.5 nm thick SiO2 sublayers. It is shown that the size of formed nano-crystalline Si is about 3 nm. Room temperature electroluminescence can be observed and the spectrum contains two luminescence bands located at 650 nm and 520 nm. In order to improve the hole injection probability, p-i-n structures containing a nanocrystalline Si/SiO2 luminescent layer were designed and fabricated on different p-type substrates. It is found that the turn-on voltage of p-i-n structures is obviously reduced and the luminescence intensity increases by 50 times. It is demonstrated that the use of a heavy-doped p-type substrate can increase the luminescence intensity more efficiently compared with the light-doped p-type substrate due to the enhanced hole injection.

Substantial photo-response of InGaN p-i-n homojunction solar cells

InGaN p-i-n homojunction structures were grown by metal-organic chemical vapor deposition, and solar cells with different p-contact schemes were fabricated. X-ray diffraction measurements demonstrated that the epitaxial layers have a high crystalline quality. Solar cells with semitransparent p-contact exhibited a fill factor (FF) of 69.4%, an open-circuit voltage (V-oc) of 2.24 V and an external quantum efficiency (EQE) of 41.0%. On the other hand, devices with grid p-contact showed the corresponding values of 57.6%, 2.36 V, 47.9% and a higher power density. These results indicate that significant photo-responses can be achieved in InGaN p-i-n solar cells.

Stable multiplication gain in GaN p-i-n avalanche photodiodes with large device area

Visible-blind p-i-n avalanche photodiodes (APDs) were fabricated with high-quality GaN epilayers deposited on c-plane sapphire substrates by metal-organic chemical vapour deposition. Due to low dislocation density and a sophisticated device fabrication process, the dark current was as small as similar to 0.05 nA under reverse bias up to 20V for devices with a large diameter of 200 mu m, which was among the largest device area for GaN-based p-i-n APDs yet reported. When the reverse bias exceeded 38V the dark current increased sharply, exhibiting a bulk avalanche field-dominated stable breakdown without microplasma formation or sidewall breakdown. With ultraviolet illumination (360 nm) an avalanche multiplication gain of 57 was achieved.

InGaN/GaN p-i-n Photodiodes Fabricated with Mg-Doped p-InGaN Layer

Mg-doped p-InGaN layers with In composition of about 10% are grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). The effect of the annealing temperature on the p-type behavior of Mg-doped InGaN is studied. It is found that the hole concentration in p-InGaN increases with a rising annealing temperature in the range of 600 850 C, while the hole mobility remains nearly unchanged until the annealing temperature increases up to 750 C, after which it decreases. On the basis of conductive p-type InGaN growth, the p-In0.1Ga0.9N/i-In0.1Ga0.9N/n-GaN junction structure is grown and fabricated into photodiodes. The spectral responsivity of the InGaN/GaN p-i-n photodiodes shows that the peak responsivity at zero bias is in the wavelength range 350-400 nm.

Superluminescent diode monolithically integrated with novel Y-branch by bundle integrated waveguide for fiber optic gyroscope - art. no. 68380D

We have developed a novel InP-based, ridge-waveguide photonic integrated circuit (PIC), which consists of a 1.1-um wavelength Y-branch optical waveguide with low loss and improved far field pattern and a 1.3-um wavelength strained InGaAsP-InP multiple quantum-well superluminescent diode, with bundle integrated guide (BIG) as the scheme for monolithic integration. The simulations of BIG and Y-branches show low losses and improved far-field patterns, based on the beam propagation method (BPM). The amplified spontaneous emission of the device is up to 10 mW at 120 mA with no threshold and saturation. Spectral characteristics of about 30 nm width and less than I dB modulation are achieved using the built-in anti-lasing ability of Y-branch. The beam divergence angles in horizontal and vertical directions are optimized to as small as 12 degrees x8 degrees, resulting in good fiber coupling. The compactness, simplicity in fabrication, good superluminescent performance, low transmission loss and estimated low coupling loss prove the BIG and Y-branch method to be a feasible way for integration and make the photonic integrated circuit of Y-branch and superluminescent diode an promising candidate for transmitter and transceiver used in fiber optic gyroscope.

Tandem electroabsorption modulators integrated with DFB laser by ultra-low-pressure selective-area-growth MOCVD for 10 GHz optical short pulse generation - art. no. 60200O

A novel device of tandem multiple quantum wells (MQWs) electroabsorption modulators (EAMs) monolithically integrated with DFB laser is fabricated by ultra-low-pressure (22 mbar) selective area guowth (SAG) MOCVD technique. Experimental results exhibit superior device characteristics with low threshold of 19 mX output light power of 4.5 mW and over 20 dB extinction ratio when coupled into a single mode Fiber. Moreover, over 10 GHz modulation bandwidth is developed with a driving voltage of 2 V. Using I this sinusoidal voltage driven integrated device, 10GHz repetition rate pulse with a width of 13.7 ps without any compression elements is obtained.

One-pot synthesis and self-assembly of colloidal copper(I) sulfide nanocrystals

A simple one-pot method is developed to prepare size-and shape-controlled copper(I) sulfide (Cu2S) nanocrystals by thermolysis of a mixed solution of copper acetylacetonate, dodecanethiol and oleylamine at a relatively high temperature. The crystal structure, chemical composition and morphology of the as-obtained products are characterized by powder x-ray diffraction (PXRD), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES), transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The morphology and size of the Cu2S nanocrystals can be easily controlled by adjusting the reaction parameters. The Cu2S nanocrystals evolve from spherical to disk-like with increasing reaction temperature. The spherical Cu2S nanocrystals have a high tendency to self-assemble into close-packed superlattice structures. The shape of the Cu2S nanodisks changes from cylinder to hexagonal prism with prolonged reaction time, accompanied by the diameter and thickness increasing. More interestingly, the nanodisks are inclined to self-assemble into face-to-face stacking chains with different lengths and orientations. This one-pot approach may extend to synthesis of other metal sulfide nanocrystals with different shapes and sizes.

GaN m-i-n LED grown by MOVPE

Undoped and Zinc-doped GaN films have been grown using TMGa, DEZn and Ammonia by MOVPE. The GaN blue-green LEDs of m-i-n structure have been fabricated. They can be operated at forward bias less than 5 volts. The EL peak wavelengths was from 455 nm to 504 nm.