In-situ X-ray diffraction studies during growth of Ni-Ti shape memory alloy films and their complementary ex-situ characterization

Shape Memory Alloy (SMA) Ni-Ti films have attracted much interest as functional and smart materials due to their unique properties. However, there are still important issues unresolved like formation of film texture and its control as well as substrate effects. Thus, the main challenge is not only the control of the microstructure, including stoichiometry and precipitates, but also the identification and control of the preferential orientation since it is a crucial factor in determining the shape memory behaviour. The aim of this PhD thesis is to study the optimisation of the deposition conditions of films of Ni-Ti in order to obtain the material fully crystallized at the end of the deposition, and to establish a clear relationship between the substrates and texture development. In order to achieve this objective, a two-magnetron sputter deposition chamber has been used allowing to heat and to apply a bias voltage to the substrate. It can be mounted into the six-circle diffractometer of the Rossendorf Beamline (ROBL) at the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Grenoble, France, enabling an in-situ characterization by X-ray diffraction(XRD) of the films during their growth and annealing. The in-situ studies enable us to identify the different steps of the structural evolution during deposition with a set of parameters as well as to evaluate the effect of changing parameters on the structural characteristics of the deposited film. Besides the in-situ studies, other complementary ex-situ characterization techniques such as XRD at a laboratory source, Rutherford backscattering spectroscopy(RBS), Auger electron spectroscopy (AES), cross-sectional transmission electron microscopy (X-TEM), scanning electron microscopy (SEM), and electrical resistivity (ER) measurements during temperature cycling have been used for a fine structural characterization. In this study, mainly naturally and thermally oxidized Si(100) substrates, TiN buffer layers with different thicknesses (i.e. the TiN topmost layer crystallographic orientation is thickness dependent) and MgO(100) single crystals were used as substrates. The chosen experimental procedure led to a controlled composition and preferential orientation of the films. The type of substrate plays an important role for the texture of the sputtered Ni-Ti films and according to the ER results, the distinct crystallographic orientations of the Ni-Ti films influence their phase transformation characteristics.

Image quality and dose analysis in PA chest x-ray: comparison between AEC and manual mode acquisition using the 10 kVp rule

Purpose: To compare image quality and effective dose when the 10 kVp rule is applied with manual and AEC mode in PA chest X-ray. Methods and Materials: A total of 68 images (with and without lesions) were acquired of an anthropomorphic chest phantom in a Wolverson Arcoma X-ray unit. The images were evaluated against a reference image using image quality criteria and the 2 alternative forced choice (2 AFC) method by five radiographers. The effective dose was calculated using PCXMC software using the exposure parameters and DAP. The exposure index (lgM) was recorded. Results: Exposure time decreases considerably when applying the 10 kVp rule in manual mode (50%-28%) compared to AEC mode (36%-23%). Statistical differences for effective dose between several AEC modes were found (p=0.002). The effective dose is lower when using only the right AEC ionization chamber. Considering image quality, there are no statistical differences (p=0.348) between the different AEC modes for images with no lesions. Using a higher kVp value the lgM values will also increase. The lgM values showed significant statistical differences (p=0.000). The image quality scores did not present statistically significant differences (p=0.043) for the images with lesions when comparing manual with AEC modes. Conclusion: In general, the dose is lower in the manual mode. By using the right AEC ionising chamber the effective dose will be the lowest in comparison to other ionising chambers. The use of the 10 kVp rule did not affect the detectability of the lesions.

The K-Th derivatives of the immanant and the X-symmetric power of an operator

In recent papers, formulas are obtained for directional derivatives, of all orders, of the determinant, the permanent, the m-th compound map and the m-th induced power map. This paper generalizes these results for immanants and for other symmetric powers of a matrix.

The norm of the K- Th derivative of the X-symmetric power of an operator

In this paper, the exact value for the norm of directional derivatives, of all orders, for symmetric tensor powers of operators on finite dimensional vector spaces is presented. Using this result, an upper bound for the norm of all directional derivatives of immanants is obtained.

X Radiation dose implications in screening patients with ferromagnetic IOFBs prior to MRI: a literary review

Patients scheduled for a magnetic resonance imaging (MRI) scan sometimes require screening for ferromagnetic Intra Orbital Foreign Bodies (IOFBs). To assess this, they are required to fill out a screening protocol questionnaire before their scan. If it is established that a patient is at high risk, radiographic imaging is necessary. This review examines literature to evaluate which imaging modality should be used to screen for IOFBs, considering that the eye is highly sensitive to ionising radiation and any dose should be minimised. Method: Several websites and books were searched for information, these were as follows: PubMed, Science Direct, Web of Knowledge and Google Scholar. The terms searched related to IOFB, Ionising radiation, Magnetic Resonance Imaging Safety, Image Quality, Effective Dose, Orbits and X-ray. Thirty five articles were found, several were rejected due to age or irrelevance; twenty eight were eventually accepted. Results: There are several imaging techniques that can be used. Some articles investigated the use of ultrasound for investigation of ferromagnetic IOFBs of the eye and others discussed using Computed Tomography (CT) and X-ray. Some gaps in the literature were identified, mainly that there are no articles which discuss the lowest effective dose while having adequate image quality for orbital imaging. Conclusion: X-ray is the best method to identify IOFBs. The only problem is that there is no research which highlights exposure factors that maintain sufficient image quality for viewing IOFBs and keep the effective dose to the eye As Low As Reasonably Achievable (ALARA).

A balance between image quality and effective dose in orbital X-ray screening for ferromagnetic IOFBs: a pilot study

Purpose: To investigate whether standard X-ray acquisition factors for orbital radiographs are suitable for the detection of ferromagnetic intra-ocular foreign bodies in patients undergoing MRI. Method: 35 observers, at varied levels of education in radiography, attending a European Dose Optimisation EURASMUS Summer School were asked to score 24 images of varying acquisition factors against a clinical standard (reference image) using two alternative forced choice. The observers were provided with 12 questions and a 5 point Likert scale. Statistical tests were used to validate the scale, and scale reliability was also measured. The images which scored equal to, or better than, the reference image (36) were ranked alongside their corresponding effective dose (E), the image with the lowest dose equal to or better than the reference is considered the new optimum acquisition factors. Results: Four images emerged as equal to, or better than, the reference in terms of image quality. The images were then ranked in order of E. Only one image that scored the same as the reference had a lower dose. The reference image had a mean E of 3.31μSv, the image that scored the same had an E of 1.8μSv. Conclusion: Against the current clinical standard exposure factors of 70kVp, 20mAs and the use of an anti- scatter grid, one image proved to have a lower E whilst maintaining the same level of image quality and lesion visibility. It is suggested that the new exposure factors should be 60kVp, 20mAs and still include the use of an anti-scatter grid.

Pose Estimation using a C-Arm Fluoroscope

Os métodos clínicos que são realizados com recurso a tecnologias de imagiologia têm registado um aumento de popularidade nas últimas duas décadas. Os procedimentos tradicionais usados em cirurgia têm sido substituídos por métodos minimamente invasivos de forma a conseguir diminuir os custos associados e aperfeiçoar factores relacionados com a produtividade. Procedimentos clínicos modernos como a broncoscopia e a cardiologia são caracterizados por se focarem na minimização de acções invasivas, com os arcos em ‘C’ a adoptarem um papel relevante nesta área. Apesar de o arco em ‘C’ ser uma tecnologia amplamente utilizada no auxílio da navegação em intervenções minimamente invasivas, este falha na qualidade da informação fornecida ao cirurgião. A informação obtida em duas dimensões não é suficiente para proporcionar uma compreensão total da localização tridimensional da região de interesse, revelando-se como uma tarefa essencial o estabelecimento de um método que permita a aquisição de informação tridimensional. O primeiro passo para alcançar este objectivo foi dado ao definir um método que permite a estimativa da posição e orientação de um objecto em relação ao arco em ‘C’. De forma a realizar os testes com o arco em ‘C’, a geometria deste teve que ser inicialmente definida e a calibração do sistema feita. O trabalho desenvolvido e apresentado nesta tese foca-se num método que provou ser suficientemente sustentável e eficiente para se estabelecer como um ponto de partida no caminho para alcançar o objectivo principal: o desenvolvimento de uma técnica que permita o aperfeiçoamento da qualidade da informação adquirida com o arco em ‘C’ durante uma intervenção clínica.

Descargas luminescentes anómalas com cátodo magnetrão – descargas reactivas

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Física, especialidade de Engenharia de Superfícies, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Análise de imagens tomográficas: visualização e paralelização de processamento

Dissertação de Mestrado em Engenharia Informática

A Interpretação In Situ e a Interpretação Remota Realização e Análise Científica de um Conjunto de Estudos Experimentais

Tese de Douturamento

Caracterização das qualidades de radiação X de diagnóstico, segundo a norma internacional IEC 61267

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Análise do uso da energia na FCT-UNL (edifícios II, VII, VIII, IX e X) e estudo dos comportamentos relativos ao uso da energia

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Gestão e Sistemas Ambientais

Overproduction, crystallization and preliminary X-ray characterization of Abn2, an endo-1,5-alpha-arabinanase from Bacillus subtilis.

Acta Crystallographica F64 (2008) 636-638

Geografia da Sociedade da Informação

Todas as acções do quotidiano se desenvolvem no espaço. É também sobre ele, que circula toda a informação e o conhecimento e estes são, actualmente, os elementos chave na organização dos territórios. A sua criação, utilização e distribuição devem por isso fazer-se de forma equilibrada por todo o território, de modo a permitir a todos os indivíduos a participação numa sociedade igualitária, onde os fluxos do saber se possam sobrepor aos fluxos dos interesses. A Sociedade da Informação depende, em grande parte, da capacidade tecnológica para disseminar a informação e, por consequência, o conhecimento no território, criando condi-ções que permitam um desenvolvimento mais equilibrado, quer do ponto de vista social, quer do ponto de vista económico e evitando a existência de territórios de info-exclusão. Para CASTELLS (2001), a Internet é a plataforma tecnológica que caracteriza a ‘Era da Informação’: a rede. A Internet deve ser por isso considerada mais do que uma mera tec-nologia, pois a sua importância ultrapassa em muito as fronteiras da cultura e da sociedade, fazendo já parte do quotidiano e das novas formas de pensar e transmitir a informação, tornando-a num bem de primeira necessidade, essencial ao pleno desenvolvimento sócio-económico. O seu papel como plataforma de criação e distribuição de conteúdos assume-se como um elemento indispensável para a educação na sociedade actual, uma vez que torna a informação um bem de muito mais fácil obtenção. “... tal como as novas tecnologias de geração e distribuição de energia permitiram que as fábricas e as grandes empresas se estabelecessem como as bases organizacionais da sociedade industrial, a Internet constitui actualmente a base tecnológica da forma organizacional que caracteriza a Era da Informação: a rede...” (CASTELLS, 2004:15). As alterações que ocorrem actualmente nas estruturas regionais e urbanas são cada vez mais evidentes, devido a uma combinação de factores como transportes mais rápidos, telecomunicações mais eficazes e outras tecnologias de informação e de conhecimento mais baratas e evoluídas. Embora o seu reflexo na sociedade seja obvio, também a sociedade tem uma forte influencia sobre a evolução das tecnologias. Enquanto a distância física perdeu muita da responsabilidade que tinha na explicação de determinados fenómenos da economia e da sociedade, outros aspectos como as telecomunicações, as novas formas de mobilidade, as redes de inovação, a Internet, o ciberespaço, etc., tornaram-se mais importantes, sendo objecto de estudo e análise mais aprofundados. A ciência da informação geográfica, permite de um modo mais rigoroso, a análise de problemas, integrando de uma forma equilibrada os conceitos de lugar, de espaço e de tempo. Entre as tradicionais disciplinas que já ocuparam o seu lugar neste processo de pesquisa e de análise, poderá destacar-se uma geografia dos novos espaços que não sendo, nem ‘da inovação’, nem ‘da Internet’, nem mesmo ‘virtual’, se poderá definir como ‘da Sociedade da Informação’, abrangendo não só a parte tecnológica, mas tendo também em conta a abordagem sócio-económica. Tentando compreender as várias vertentes desta Geografia da Sociedade da Informação e tendo em conta o uso crescente das tecnologias de informação e comunicação por parte dos cidadãos e o leque de tecnologias para disseminação da informação, importa: (i) Reflectir sobre a geografia dos novos espaços sócio-tecnológicos, ou seja, espaços onde as variáveis sociais, económicas e tecnológicas se misturam de tal forma que, em simultâneo, condicionam e são condicionadas. (ii) Avaliar o potencial de disseminação da informação e do conhecimento, através da selecção de variáveis que permitem captar a dinâmica de determinado território ou região. (iii) Definir uma Geografia da Sociedade da Informação em Portugal. O texto desta comunicação representa algumas reflexões, análises e conclusões da tese de doutoramento, desenvolvida pelo autor entre Janeiro de 2000 e Dezembro de 2004.