Molecular Beam Epitaxial Growth of III-V Semiconductor Nanostructures on Silicon Substrates

The main focus and concerns of this PhD thesis is the growth of III-V semiconductor nanostructures (Quantum dots (QDs) and quantum dashes) on silicon substrates using molecular beam epitaxy (MBE) technique. The investigation of influence of the major growth parameters on their basic properties (density, geometry, composition, size etc.) and the systematic characterization of their structural and optical properties are the core of the research work. The monolithic integration of III-V optoelectronic devices with silicon electronic circuits could bring enormous prospect for the existing semiconductor technology. Our challenging approach is to combine the superior passive optical properties of silicon with the superior optical emission properties of III-V material by reducing the amount of III-V materials to the very limit of the active region. Different heteroepitaxial integration approaches have been investigated to overcome the materials issues between III-V and Si. However, this include the self-assembled growth of InAs and InGaAs QDs in silicon and GaAx matrices directly on flat silicon substrate, sitecontrolled growth of (GaAs/In0,15Ga0,85As/GaAs) QDs on pre-patterned Si substrate and the direct growth of GaP on Si using migration enhanced epitaxy (MEE) and MBE growth modes. An efficient ex-situ-buffered HF (BHF) and in-situ surface cleaning sequence based on atomic hydrogen (AH) cleaning at 500 °C combined with thermal oxide desorption within a temperature range of 700-900 °C has been established. The removal of oxide desorption was confirmed by semicircular streaky reflection high energy electron diffraction (RHEED) patterns indicating a 2D smooth surface construction prior to the MBE growth. The evolution of size, density and shape of the QDs are ex-situ characterized by atomic-force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM). The InAs QDs density is strongly increased from 108 to 1011 cm-2 at V/III ratios in the range of 15-35 (beam equivalent pressure values). InAs QD formations are not observed at temperatures of 500 °C and above. Growth experiments on (111) substrates show orientation dependent QD formation behaviour. A significant shape and size transition with elongated InAs quantum dots and dashes has been observed on (111) orientation and at higher Indium-growth rate of 0.3 ML/s. The 2D strain mapping derived from high-resolution TEM of InAs QDs embedded in silicon matrix confirmed semi-coherent and fully relaxed QDs embedded in defectfree silicon matrix. The strain relaxation is released by dislocation loops exclusively localized along the InAs/Si interfaces and partial dislocations with stacking faults inside the InAs clusters. The site controlled growth of GaAs/In0,15Ga0,85As/GaAs nanostructures has been demonstrated for the first time with 1 μm spacing and very low nominal deposition thicknesses, directly on pre-patterned Si without the use of SiO2 mask. Thin planar GaP layer was successfully grown through migration enhanced epitaxy (MEE) to initiate a planar GaP wetting layer at the polar/non-polar interface, which work as a virtual GaP substrate, for the GaP-MBE subsequently growth on the GaP-MEE layer with total thickness of 50 nm. The best root mean square (RMS) roughness value was as good as 1.3 nm. However, these results are highly encouraging for the realization of III-V optical devices on silicon for potential applications.

Domänenwandwiderstandseffekt in künstlich erstellten Domänenwänden nach Ionenbeschuss von magnetischen Zweischichtsystemen

Im Rahmen dieser Arbeit wurden magnetische Zweischichtsysteme mit Exchange-Bias-Effekt und künstlichen lateralen Domänenstrukturen auf den Domänenwandwiderstand (DWR) untersucht. Die Erzeugung dieser Domänenmuster erfolgte über Ion Bombardment induced Magnetic Patterning (IBMP), d.h. 10 keV Helium-Ionenbeschuss durch Schattenmasken auf der Probenoberfläche. Mithilfe eines externen Magnetfelds können anschließend die Domänenwände gezielt ein- und ausgeschaltet werden. Zur Untersuchung des DWR-Effekts müssen einige physikalische Voraussetzungen erfüllt sein, wodurch die Herstellung und Charakterisierung entsprechender magnetischer Domänenstrukturen eine der Hauptaufgaben war. Die folgenden Themen werden in dieser Arbeit im Einzelnen behandelt: • Anwendung verschiedener Lithographie-Verfahren zur Erzeugung von Schattenmasken: Für die Verkleinerung der magnetischen Strukturen bis in den Sub-µm-Bereich waren neue Verfahren notwendig. Hierfür wurden die Interferenz- und die NanoImprint-Lithographie eingesetzt. Außerdem wurden Metallnetzchen als Schattenmasken für den Ionenbeschuss genutzt. • Charakterisierung der künstlichen Domänenmuster: Identifikation des Domänenwandtyps anhand von MFM-Messungen unter Zuhilfenahme mikromagnetischer Simulationen und Validierung der Ergebnisse mithilfe von PEEM-Messungen. Untersuchung der Domänenmuster auf die Domänenbreite und Domänenwandbreite in Abhängigkeit der verwendeten Strukturgrößen, Geometrien und Materialien. Magnetische Strukturierung von Exchange-Bias-Proben mit einem nicht-metallischen Antiferromagneten. • Domänenwandwiderstand: Untersuchung des DWR-Effekts in metallischen Exchange-Bias-Proben bei Raumtemperatur sowohl über viele als auch über einzelne Domänenwände sowie temperaturabhängig unterhalb der Raumtemperatur. Untersuchung des DWR-Effekts in oxidischen Zweilagenschichtsystemen bei Raumtemperatur über viele sowie über einzelne Domänenwände. Die Untersuchungen erfolgten mit Vibrationsmagnetometrie (VSM) und magnetooptischem Kerr-Effekt (MOKE), Rasterkraft-/Magnetokraft- und Rasterelektronenmikroskopie (AFM, MFM, REM), Photoemissions-Elektronenmikroskopie (PEEM) und Magnetotransportmessungen.

Bestimmung der magnetischen Streufeldstärke von künstlichen magnetischen Domänen austauschverschobener Dünnschichtsysteme und deren Einfluss auf die Selbstassemblierung organischer Moleküle

Die lokale Anlagerung molekularer Substanzen auf Oberflächen ist technologisch von großem Interesse. Die Beeinflussung selbstassemblierender Materialien bietet dabei große Vorteile, da sie kostengünstig und großflächig angewendet werden kann. Untersuchungen einer solchen Beeinflussung mithilfe von magnetischen Feldern wurden bisher jedoch noch nicht durchgeführt. Ursache hierfür ist das, insbesondere bei der Verwendung von diamagnetischen Substanzen, geringe induzierte magnetische Moment und die daraus resultierenden geringen magnetischen Kräfte. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob es möglich ist, die lokale Anlagerung von selbstassemblierenden, diamagnetischen Substanzen durch die Verwendung von magnetischen Streufeldern zu beeinflussen und somit ein Schichtwachstum bevorzugt in gewünschten Bereichen eines Substrats zu erreichen. Es wurde ein austauschverschobenes Dünnschichtsystem über das Verfahren der ionenbeschuss-induzierten magnetischen Strukturierung mit einem künstlichen Domänenmuster in streifenförmiger Anordnung im Mikrometermaßstab erzeugt. Über experimentelle Untersuchungen wurden die aus diesem Schichtsystem austretenden magnetischen Streufelder erstmals quantifiziert. Die experimentell unvermeidbaren Mittelungen und technischen Limitierungen wurden mithilfe eines theoretischen Modells herausgerechnet, sodass letztlich die resultierende Magnetfeldlandschaft in allen drei Dimensionen über der Probenoberfläche erhalten wurde. Durch die Bestimmung der magnetischen Suszeptibilitäten der hier verwendeten thioethersubstituierten Subphthalocyanin-Derivate konnte somit die Berechnung der induzierten magnetischen Kräfte erfolgen, deren Vergleich mit Literaturwerten eine erfolgreiche Beeinflussung der Anlagerung dieser Substanzen erhoffen ließ. Aufgrund der Kombination diverser, anspruchsvoller Nachweisverfahren konnte der experimentelle Beweis für die erfolgreiche Positionierung der molekularen Substanzen durch die magnetischen Streufelder des Dünnschichtsystems erbracht werden. Zunächst wurde nachgewiesen, dass sich die Subphthalocyanin-Derivate auf der Probenoberfläche befinden und in einer mit der Periode der magnetischen Domänenstruktur korrelierenden Geometrie anlagern. Über Untersuchungen an Synchrotronstrahlungsquellen konnte die magnetische Streifenstruktur mit der Struktur der angelagerten Moleküle überlagert werden, sodass bekannt wurde, dass sich die Moleküle bevorzugt in den magnetisch begünstigten Bereichen anlagern. Um mögliche Einflüsse einer eventuell durch den magnetischen Strukturierungsprozess lokal modifizierten Substratoberfläche als Ursache für die lokale Molekülanlagerung ausschließen zu können, wurden zusätzliche Referenzmessungen durchgeführt. Alle Untersuchungen zeigen, dass die Molekülpositionierung auf der Wechselwirkung der diamagnetischen Substanzen mit den Streufeldern des Substrats zurückzuführen ist. Der im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Mechanismus der magnetischen Beeinflussung der lokalen Molekülanlagerung besagt dabei, dass insbesondere die Oberflächendiffusion der selbstassemblierenden Substanz durch die in-plane-Magnetfeldkomponente beeinflusst wird und vermutlich die Nukleationsphase der Selbstassemblierung entscheidend für die lokale Materialabscheidung ist. Es konnte in dieser Arbeit somit gezeigt werden, dass eine Beeinflussung der Selbstassemblierung von diamagnetischen Subphthalocyanin-Derivaten und somit eine lokal bevorzugte Anlagerung dieser Substanzen durch magnetische Streufelder von magnetisch strukturierten austauschverschobenen Dünnschichtsystemen erreicht werden kann. Es resultiert somit eine neue Möglichkeit die technologisch wichtigen Selbstassemblierungsprozesse nun auch über magnetische Streufelder beeinflussen und kontrollieren zu können. Durch die hohe Flexibilität bei den Strukturierungsmöglichkeiten der magnetischen Domänengeometrien der hier verwendeten austauschverschobenen Dünnschichtsysteme resultieren aus den hier gezeigten Ergebnissen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Beschichtungstechnik.

Transport magnetischer Partikel durch maßgeschneiderte magnetische Feldlandschaften zur Anwendung in mikrofluidischen Mischprozessen

Die Miniaturisierung von konventioneller Labor- und Analysetechnik nimmt eine zentrale Rolle im Bereich der allgemeinen Lebenswissenschaften und medizinischen Diagnostik ein. Neuartige und preiswerte Technologieplattformen wie Lab-on-a-Chip (LOC) oder Mikrototalanalysesysteme (µTAS) versprechen insbesondere im Bereich der Individualmedizin einen hohen gesellschaftlichen Nutzen zur frühzeitigen und nichtinvasiven Diagnose krankheitsspezifischer Indikatoren. Durch den patientennahen Einsatz preiswerter und verlässlicher Mikrochips auf Basis hoher Qualitätsstandards entfallen kostspielige und zeitintensive Zentrallaboranalysen, was gleichzeitig Chancen für den globalen Einsatz - speziell in Schwellen- und Entwicklungsländern - bietet. Die technischen Herausforderungen bei der Realisierung moderner LOC-Systeme sind in der kontrollierten und verlässlichen Handhabung kleinster Flüssigkeitsmengen sowie deren diagnostischem Nachweis begründet. In diesem Kontext wird der erfolgreichen Integration eines fernsteuerbaren Transports von biokompatiblen, magnetischen Mikro- und Nanopartikeln eine Schlüsselrolle zugesprochen. Die Ursache hierfür liegt in der vielfältigen Einsetzbarkeit, die durch die einzigartigen Materialeigenschaften begründet sind. Diese reichen von der beschleunigten, aktiven Durchmischung mikrofluidischer Substanzvolumina über die Steigerung der molekularen Interaktionsrate in Biosensoren bis hin zur Isolation und Aufreinigung von krankheitsspezifischen Indikatoren. In der Literatur beschriebene Ansätze basieren auf der dynamischen Transformation eines makroskopischen, zeitabhängigen externen Magnetfelds in eine mikroskopisch veränderliche potentielle Energielandschaft oberhalb magnetisch strukturierter Substrate, woraus eine gerichtete und fernsteuerbare Partikelbewegung resultiert. Zentrale Kriterien, wie die theoretische Modellierung und experimentelle Charakterisierung der magnetischen Feldlandschaft in räumlicher Nähe zur Oberfläche der strukturierten Substrate sowie die theoretische Beschreibung der Durchmischungseffekte, wurden jedoch bislang nicht näher beleuchtet, obwohl diese essentiell für ein detailliertes Verständnis der zu Grunde liegenden Mechanismen und folglich für einen Markteintritt zukünftiger Geräte sind. Im Rahmen der vorgestellten Arbeit wurde daher ein neuartiger Ansatz zur erfolgreichen Integration eines Konzepts zum fernsteuerbaren Transport magnetischer Partikel zur Anwendung in modernen LOC-Systemen unter Verwendung von magnetisch strukturierten Exchange-Bias (EB) Dünnschichtsystemen verfolgt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich das Verfahren der ionenbe-schussinduzierten magnetischen Strukturierung (IBMP) von EB-Systemen zur Herstellung von maßgeschneiderten magnetischen Feldlandschaften (MFL) oberhalb der Substratoberfläche, deren Stärke und räumlicher Verlauf auf Nano- und Mikrometerlängenskalen gezielt über die Veränderung der Materialparameter des EB-Systems via IBMP eingestellt werden kann, eignet. Im Zuge dessen wurden erstmals moderne, experimentelle Verfahrenstechniken (Raster-Hall-Sonden-Mikroskopie und rastermagnetoresistive Mikroskopie) in Kombination mit einem eigens entwickelten theoretischen Modell eingesetzt, um eine Abbildung der MFL in unterschiedlichen Abstandsbereichen zur Substratoberfläche zu realisieren. Basierend auf der quantitativen Kenntnis der MFL wurde ein neuartiges Konzept zum fernsteuerbaren Transport magnetischer Partikel entwickelt, bei dem Partikelgeschwindigkeiten im Bereich von 100 µm/s unter Verwendung von externen Magnetfeldstärken im Bereich weniger Millitesla erzielt werden können, ohne den magnetischen Zustand des Substrats zu modifizieren. Wie aus den Untersuchungen hervorgeht, können zudem die Stärke des externen Magnetfelds, die Stärke und der Gradient der MFL, das magnetfeldinduzierte magnetische Moment der Partikel sowie die Größe und der künstlich veränderliche Abstand der Partikel zur Substratoberfläche als zentrale Einflussgrößen zur quantitativen Modifikation der Partikelgeschwindigkeit genutzt werden. Abschließend wurde erfolgreich ein numerisches Simulationsmodell entwickelt, das die quantitative Studie der aktiven Durchmischung auf Basis des vorgestellten Partikeltransportkonzepts von theoretischer Seite ermöglicht, um so gezielt die geometrischen Gegebenheiten der mikrofluidischen Kanalstrukturen auf einem LOC-System für spezifische Anwendungen anzupassen.

Defects in Self Assembled Colloidal Crystals

Colloidal self assembly is an efficient method for making 3-D ordered nanostructures suitable for materials such as photonic crystals and macroscopic solids for catalysis and sensor applications. Colloidal crystals grown by convective methods exhibit defects on two different scales. Macro defects such as cracks and void bands originate from the dynamics of meniscus motion during colloidal crystal growth while micro defects like vacancies, dislocation and stacking faults are indigenous to the colloidal crystalline structure. This paper analyses the crystallography and energetics of the microscopic defects from the point of view of classical thermodynamics and discusses the strategy for the control of the macroscopic defects through optimization of the liquid-vapor interface.

The Effect of Periodic Silane Burst on the Properties of GaN on Si (111) Substrates

The periodic silane burst technique was employed during metalorganic chemical vapor deposition of epitaxial GaN on AlN buffer layers grown on Si (111). Periodic silicon delta doping during growth of both the AlN and GaN layers led to growth of GaN films with decreased tensile stresses and decreased threading dislocation densities, as well as films with improved quality as indicated by x-ray diffraction, micro-Raman spectroscopy, atomic force microscopy, and transmission electron microscopy. The possible mechanism of the reduction of tensile stress and the dislocation density is discussed in the paper.

Strained Silicon on Silicon by Wafer Bonding and Layer Transfer from Relaxed SiGe Buffer

We report the creation of strained silicon on silicon (SSOS) substrate technology. The method uses a relaxed SiGe buffer as a template for inducing tensile strain in a Si layer, which is then bonded to another Si handle wafer. The original Si wafer and the relaxed SiGe buffer are subsequently removed, thereby transferring a strained-Si layer directly to Si substrate without intermediate SiGe or oxide layers. Complete removal of Ge from the structure was confirmed by cross-sectional transmission electron microscopy as well as secondary ion mass spectrometry. A plan-view transmission electron microscopy study of the strained-Si/Si interface reveals that the lattice-mismatch between the layers is accommodated by an orthogonal array of edge dislocations. This misfit dislocation array, which forms upon bonding, is geometrically necessary and has an average spacing of approximately 40nm, in excellent agreement with established dislocation theory. To our knowledge, this is the first study of a chemically homogeneous, yet lattice-mismatched, interface.

Resultados en reducción abierta de cadera por via interna: necrosis avascular y concordancia interobservador

Introducción: la luxación típica de la cadera es una patología con alta incidencia, de ahí la necesidad de métodos efectivos para lograr una reducción de esta. Han surgido varios métodos de reducción, uno de estos métodos es la reducción abierta por vía interna. Metodología Estudió descriptivo retrospectivo, incluyo los casos operados de reducción abierta por vía interna en el Instituto de Ortopedia Infantil Roosevelt y Clínica Jorge Piñeros Corpas por uno de los tutores, desde enero de 2006 hasta junio de 2011, valorando estas caderas según los criterios de Salter de necrosis avascular (NAV), con un seguimiento mínimo de 18 meses. Se evaluó la concordancia interobservador para la clasificación de Salter en tres ortopedistas infantiles. Resultados Se evaluaron 20 caderas en 16 pacientes a los que se realizo reducción abierta de luxación típica de cadera por vía interna. El 40 % de las caderas presentaron NAV, el 75% de estas caderas presentan NAV tipo I según la clasificación de Kalamchi. El índice Kappa para la clasificación de Salter en tres ortopedistas infantiles fue 0.6. Discusión El abordaje por vía interna para la reducción de luxación de cadera típica en niños menores de 18 meses es una alternativa más para el manejo de estos pacientes, que puede producir NAV en la cadera, pero esta NAV es tipo I de Kalamchi en la mayoría de casos. La reproducibilidad de la radiografía para la evaluación de NAV, realizada por personas expertas es buena, medida con índice kappa de 0.6.

Tratamiento del deslizamiento epifisiario capital femoral con fijación in situ versus luxación quirúrgica

Introducción: El Deslizamiento Epifisiario Capital Femoral es la enfermedad de la cadera más común en adolescentes entre los 9 y 16 años. Es de causa idiopática, más frecuente en hombres, se clasifica en 4 estadios según criterios clínicos y radiológicos. Se buscó evaluar la evolución de los deslizamientos moderados y severos tratados con una de las dos técnicas propuestas. Metodología Se realizó un estudio descriptivo con pacientes que fueron llevados a fijación in situ o luxación controlada entre 2008 y 2011. Resultados: Se incluyeron 26 pacientes, los cuales el 65.4% se les realizó luxación quirúrgica controlada y el 34.6% fijación in situ. El 70,6% de pacientes tenían DECF inestable y 70,5% tenían desplazamiento severo. La evaluación de la escala WOMAC para dolor, rigidez y capacidad funcional encontró mejores beneficios para el grupo de fijación in situ, estadísticamente significativos (p<0,05), no solo en términos de dolor, rigidez y capacidad funcional sino menor frecuencia de complicaciones. Las complicaciones más frecuentes en el grupo de luxación quirúrgica controlada fueron un caso de infección, 7 casos (41,2%) de necrosis avascular de cabeza femoral, 5 casos (29,4%) de condrolisis y 2 casos (11,8%) de pseudoartrosis; En el grupo de fijación in situ, solo 1 (11,1%) presentó Infección del Sitio Operatorio y 1 (11,1%) Condrolisis. Resultados significativos solo para necrosis avascular. Discusión: Los pacientes con deslizamientos moderados y severos manejados con fijación in situ tuvieron una mejor resultado con menor proporción de complicaciones.

Caracterización radiológica de pacientes con osteotomía pélvica tipo Ganz

Se realizó un estudio descriptivo observacional para describir los hallazgos radiológicos pre y postoperatorios de pacientes llevados a osteotomía periacetabular tipo Ganz, según las medidas radiológicas del mismo autor, en el Instituto de Ortopedia infantil Roosevelt entre los años 2008 y 2012.

Performance indicators for the physical therapy program’s field academic programs at the Universidad del Rosario for 2004-2007.

Introducción: El programa de Fisioterapia de la Universidad del Rosario, en su responsabilidad social de generar un impacto positivo en la comunidad y en su propósito de formar profesionales, cuenta con los Programas Académicos de Campo (PAC) que se consideran una fuerte estrategia de extensión de la Universidad. Los PAC contribuyen a la adquisición de competencias para el desarrollo de procesos de acción-actuación-creación en los estudiantes para que resuelvan problemas en un espacio real de ejercicio profesional. Bajo esta perspectiva los PAC del programa de Fisioterapia muestran su comportamiento a través de la medición de indicadores de proceso y resultados propuestos desde el Programa con el fin de proveer información útil para la reorientación y permanente actualización de los contenidos programáticos en las asignaturas y en los mismos PAC. Materiales y métodos: En el siguiente artículo se presenta un análisis de los indicadores de demanda por género, régimen de Seguridad Social en Salud, procedimiento y morbilidad de los Programas Académicos de Campo Integral Pediátrico, Integral de Adultos y Rehabilitación cardíaca y/o pulmonar, con el fin de establecer las características de la población objeto de la prestación de los servicios y procurar información verificable que dé soporte para la construcción de procesos de cambio dentro de la dinámica de mejoramiento continuo que debe tener cualquier institución. Este seguimiento es útil para la toma de decisiones de planeación académica que contribuye a mejorar los procesos de planeación y a facilitar el cumplimiento de los propósitos de formación para cada práctica, y de esta manera ayuda a ser elemento de análisis para directivas, instructores y estudiantes en la orientación del proceso de gestión académico-administrativo, y a retroalimentar los procesos de planeación y programación académica. Resultados: Los resultados arrojados en el análisis de los datos de la morbilidad en los programas académicos de campo muestran el siguiente comportamiento durante los años 2004, 2005, 2006 y 2007. Conclusiones: En el PAC pediátrico la mayor incidencia es de asma con un 37,2% y la más baja incidencia es para luxación congénita de cadera y enfermedad mental de origen central con un 0,1%. El 58% de los usuarios es de género masculino, y el 81% del total pertenece al régimen contributivo. En la morbilidad del PAC de adultos la mayor incidencia es de EPOC, con un 23,2%, y la menor incidencia es de lumbalgia, con un 2,4%. La mayoría de usuarios atendidos (58%) son hombres, y el 58% de los usuarios pertenece al régimen contributivo. En el PAC de rehabilitación cardíaca y/o pulmonar la mayor incidencia fue de EPOC, con un 40%; seguido de neumonía, con 17%; y con una menor incidencia para asma, con un 2%. El 54% de los usuarios son hombres y el 91% del total pertenece al régimen subsidiado.

Contrapuntos de la invención

Un instrumento musical implica la presencia de un registro sonoro que afecta tanto a la organización de los sonidos, silencios y ruidos, como a la disposición corporal que con él se va forjando. Desde esta consideración, la organización de la música llevada a cabo con las tecnologías eléctricas y electrónicas supone una profunda modificación de ambos aspectos. La llegada de la electricidad implica una triple dislocación: respecto a la transmisión de lo sonoro, a su posibilidad de reproducción y a la escucha. Estas dislocaciones son puestas en relación con invenciones que, desde el órgano de Ctesibios hasta el clavecín ocular de Castel, nos dibujan un marco en el que música, técnica, sensibilidad y sistema económico-social, tejen sus nexos. A lo largo de este recorrido se trazan lo que se ha denominado contrapuntos de la invención, que pueden tomar en las figuras de J.S. Bach y de J. Cage sus ejemplos más prominentes

Wiggle-match dating of tree-ring sequences

Given the non-monotonic form of the radiocarbon calibration curve, the precision of single C-14 dates on the calendar timescale will always be limited. One way around this limitation is through comparison of time-series, which should exhibit the same irregular patterning as the calibration curve. This approach can be employed most directly in the case of wood samples with many years growth present (but not able to be dated by dendrochronology), where the tree-ring series of unknown date can be compared against the similarly constructed C-14 calibration curve built from known-age wood. This process of curve-fitting has come to be called "wiggle-matching." In this paper, we look at the requirements for getting good precision by this method: sequence length, sampling frequency, and measurement precision. We also look at 3 case studies: one a piece of wood which has been independently dendrochronologically dated, and two others of unknown age relating to archaeological activity at Silchester, UK (Roman) and Miletos, Anatolia (relating to the volcanic eruption at Thera).

The illusion of environmental iodine deficiency

The distribution of endemic goitre in England and Wales was compared with the distribution of environmental iodine (atmospheric deposition, soil, surface water). Despite a very clear goitre belt through the west of England and Wales there was no patterning in the environmental iodine distribution. A clear seasonal variation in depositional iodine exists, with an unusually high concentration of iodine in March 1997. The temporal variation in iodine concentration is determined at the monthly and not the annual level. The presence of endemic goitre is no indicator of how iodine is distributed in the environment or vice versa!

Host niches and defensive extended phenotypes structure parasitoid wasp communities

Oak galls are spectacular extended phenotypes of gallwasp genes in host oak tissues and have evolved complex morphologies that serve, in part, to exclude parasitoid natural enemies. Parasitoids and their insect herbivore hosts have coevolved to produce diverse communities comprising about a third of all animal species. The factors structuring these communities, however, remain poorly understood. An emerging theme in community ecology is the need to consider the effects of host traits, shaped by both natural selection and phylogenetic history, on associated communities of natural enemies. Here we examine the impact of host traits and phylogenetic relatedness on 48 ecologically closed and species-rich communities of parasitoids attacking gall-inducing wasps on oaks. Gallwasps induce the development of spectacular and structurally complex galls whose species- and generation-specific morphologies are the extended phenotypes of gallwasp genes. All the associated natural enemies attack their concealed hosts through gall tissues, and several structural gall traits have been shown to enhance defence against parasitoid attack. Here we explore the significance of these and other host traits in predicting variation in parasitoid community structure across gallwasp species. In particular, we test the "Enemy Hypothesis,'' which predicts that galls with similar morphology will exclude similar sets of parasitoids and therefore have similar parasitoid communities. Having controlled for phylogenetic patterning in host traits and communities, we found significant correlations between parasitoid community structure and several gall structural traits (toughness, hairiness, stickiness), supporting the Enemy Hypothesis. Parasitoid community structure was also consistently predicted by components of the hosts' spatiotemporal niche, particularly host oak taxonomy and gall location (e.g., leaf versus bud versus seed). The combined explanatory power of structural and spatiotemporal traits on community structure can be high, reaching 62% in one analysis. The observed patterns derive mainly from partial niche specialisation of highly generalist parasitoids with broad host ranges (>20 hosts), rather than strict separation of enemies with narrower host ranges, and so may contribute to maintenance of the richness of generalist parasitoids in gallwasp communities. Though evolutionary escape from parasitoids might most effectively be achieved via changes in host oak taxon, extreme conservatism in this trait for gallwasps suggests that selection is more likely to have acted on gall morphology and location. Any escape from parasitoids associated with evolutionary shifts in these traits has probably only been transient, however, due to subsequent recruitment of parasitoid species already attacking other host galls with similar trait combinations.