952 resultados para Tunnel junctions


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La presente tesis es un estudio dedicado a la optimización y desarrollo de sistemas del tipo juntura túnel. La metodología utilizada para la realización de la tesis consistió, en primer lugar, en la optimización de las componentes independientes de la juntura túnel: electrodo y barrera aislante. Posteriormente se optimizaron los procesos de fabricación para el desarrollo y caracterización de dispositivos del tipo juntura túnel en su forma final. En la primera parte de la tesis se analizan detalladamente los resultados obtenidos de la caracterización eléctrica y topografica de barreras aislantes en sistemas electrodo - barrera. Los sistemas bicapas estudiados, GdBa_2Cu_3_7/SrTiO_3, Nb/Ba_0,05Sr_0,95TiO_3 y YBa_2Cu_3O_7/SrTiO_3, fueron caracterizados utilizando un microscopio de fuerza atómica en modo conductor. Se propuso un modelo fenomenológico basado en los resultados experimentales, que permitió la obtención de parámetros críticos para el desarrollo de dispositivos del tipo juntura túnel con nuevas funcionalidades. La información obtenida de la caracterización de los sistemas bicapas (homogeneidad de crecimiento, baja densidad de defectos y de pinholes) indican un muy buen control de los parámetros de crecimiento de las barreras. Por otro lado, se obtuvo un buen comportamiento aislante para espesores mayores a 2 nm sin la presencia de pinholes en la barrera. La similitud en la estequiometría de las barreras (SrTiO_3) permitió comparar los distintos sistemas estudiados en términos de conductividad eléctrica. Se verificó que el modelo fenomenológico permite comparar la conductividad eléctrica de los sistemas mediante uno de los parámetros definidos en el modelo fenomenológico (obtenido de los ajustes lineales de las curvas I(V)). De los 3 sistemas estudiados, las bicapas GdBa_2Cu_3O_7/SrTiO_3 presentaron un mayor valor de longitud de atenuación de los portadores de carga a través de la barrera y una muy baja densidad de defectos superficiales. Las bicapas YBa_2Cu_3O_7/SrTiO_3 y Nb/Ba_0,05Sr_0,95TiO_3 permitieron validar el modelo fenomenológico propuesto para el análisis de la respuesta corriente - voltaje obtenida con el microscopio de fuerza atómica en modo conductor. La segunda parte de la tesis abarca conceptos de magnetismo y microfabricación para el desarrollo de junturas túnel magnéticas. Durante la caracterización de las películas ferromagnéticas individuales de Co_90Fe_10 (CoFe) se logró aumentar valor del campo coercitivo de films de 10 nm de espesor al incrementar la temperatura de depósito. Esto se debe a un aumento del tamaño de grano de los films. El aumento de la temperatura del sustrato durante el crecimiento influye en la morfología y las propiedades magnéticas de los films de CoFe favoreciendo la formación de granos y la pérdida del eje preferencial de magnetización. Estos resultados permitieron la fabricación de sistemas Co_90Fe_10/M_gO/Co_90Fe_10 con distintas orientaciones relativas accesibles con campo magnético para el estudio del acople magnético entre los films de CoFe. La caracterización eléctrica de estos sistemas, particularmente la respuesta corriente - voltaje obtenida con el microscopio de fuerza atómica en modo conductor, indicó que las propiedades de transporte eléctrico de las junturas presentan un alto grado de reproducibilidad. Se analizó además la inuencia del sustrato utilizado en la corriente túnel que atraviesa la barrera aislante. Por otro lado, se discuten los fenómenos relacionados a la optimización de las propiedades magnéticas de electrodos ferromagnéticos para la fabricación de junturas túnel Co_90Fe_10/MgO/Co_90Fe_10 y Co_90Fe_10/MgO /Fe_20Ni_80. En particular, se estudió el acople magnético entre capas ferromagnéticas y la inuencia del sustrato utilizado para el crecimiento de las tricapas. La optimización de los electrodos magnéticos involucró el análisis de la inuencia de la presencia de un aislante entre dos capas magnéticas en el acople de los electrodos. Se logró el desacople de films de 10 nm de Co_90Fe_10 y Fe_20Ni_80 separados por un espaciador de MgO de 2 nm. Finalmente se detallan los pasos para la fabricación de una red de junturas túnel magnéticas y su caracterización eléctrica a bajas temperaturas. El sistema estudiado fue la tricapa Co_90Fe_10 (10 nm)/M_gO (8 nm)/ Fe_20Ni_80 (10 nm) crecido sobre un sustrato de M_gO. La caracterización eléctrica confirmó la buena calidad de la junturas fabricadas. Las junturas obtenidas presentaron un comportamiento altamente resistivo (~ MΩ). Las mediciones de la corriente túnel en función de la temperatura permitieron descartar la presencia de pinholes en la barrera. El transporte de los portadores de carga es por efecto túnel a través de la barrera aislante. Las curvas de conductancia diferencial permitieron calcular el valor medio de la altura de la barrera de potencial (φ = 3.1 eV) a partir del modelo de Brinkman. Los resultados obtenidos en cada uno de los capítulos se complementan y son relevantes para la optimización de junturas túnel, debido a que brindan información crítica para su correcto funcionamiento. En la presente tesis se lograron obtener los primeros avances para la fabricación de arreglos de junturas túnel que permitan el desarrollo de dispositivos.

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La presente tesis es un estudio dedicado a la optimización y desarrollo de sistemas del tipo juntura túnel. La metodología utilizada para la realización de la tesis consistió, en primer lugar, en la optimización de las componentes independientes de la juntura túnel: electrodo y barrera aislante. Posteriormente se optimizaron los procesos de fabricación para el desarrollo y caracterización de dispositivos del tipo juntura túnel en su forma final. En la primera parte de la tesis se analizan detalladamente los resultados obtenidos de la caracterización eléctrica y topografica de barreras aislantes en sistemas electrodo - barrera. Los sistemas bicapas estudiados, GdBa_2Cu_3_7/SrTiO_3, Nb/Ba_0,05Sr_0,95TiO_3 y YBa_2Cu_3O_7/SrTiO_3, fueron caracterizados utilizando un microscopio de fuerza atómica en modo conductor. Se propuso un modelo fenomenológico basado en los resultados experimentales, que permitió la obtención de parámetros críticos para el desarrollo de dispositivos del tipo juntura túnel con nuevas funcionalidades. La información obtenida de la caracterización de los sistemas bicapas (homogeneidad de crecimiento, baja densidad de defectos y de pinholes) indican un muy buen control de los parámetros de crecimiento de las barreras. Por otro lado, se obtuvo un buen comportamiento aislante para espesores mayores a 2 nm sin la presencia de pinholes en la barrera. La similitud en la estequiometría de las barreras (SrTiO_3) permitió comparar los distintos sistemas estudiados en términos de conductividad eléctrica. Se verificó que el modelo fenomenológico permite comparar la conductividad eléctrica de los sistemas mediante uno de los parámetros definidos en el modelo fenomenológico (obtenido de los ajustes lineales de las curvas I(V)). De los 3 sistemas estudiados, las bicapas GdBa_2Cu_3O_7/SrTiO_3 presentaron un mayor valor de longitud de atenuación de los portadores de carga a través de la barrera y una muy baja densidad de defectos superficiales. Las bicapas YBa_2Cu_3O_7/SrTiO_3 y Nb/Ba_0,05Sr_0,95TiO_3 permitieron validar el modelo fenomenológico propuesto para el análisis de la respuesta corriente - voltaje obtenida con el microscopio de fuerza atómica en modo conductor. La segunda parte de la tesis abarca conceptos de magnetismo y microfabricación para el desarrollo de junturas túnel magnéticas. Durante la caracterización de las películas ferromagnéticas individuales de Co_90Fe_10 (CoFe) se logró aumentar valor del campo coercitivo de films de 10 nm de espesor al incrementar la temperatura de depósito. Esto se debe a un aumento del tamaño de grano de los films. El aumento de la temperatura del sustrato durante el crecimiento influye en la morfología y las propiedades magnéticas de los films de CoFe favoreciendo la formación de granos y la pérdida del eje preferencial de magnetización. Estos resultados permitieron la fabricación de sistemas Co_90Fe_10/M_gO/Co_90Fe_10 con distintas orientaciones relativas accesibles con campo magnético para el estudio del acople magnético entre los films de CoFe. La caracterización eléctrica de estos sistemas, particularmente la respuesta corriente - voltaje obtenida con el microscopio de fuerza atómica en modo conductor, indicó que las propiedades de transporte eléctrico de las junturas presentan un alto grado de reproducibilidad. Se analizó además la inuencia del sustrato utilizado en la corriente túnel que atraviesa la barrera aislante. Por otro lado, se discuten los fenómenos relacionados a la optimización de las propiedades magnéticas de electrodos ferromagnéticos para la fabricación de junturas túnel Co_90Fe_10/MgO/Co_90Fe_10 y Co_90Fe_10/MgO /Fe_20Ni_80. En particular, se estudió el acople magnético entre capas ferromagnéticas y la inuencia del sustrato utilizado para el crecimiento de las tricapas. La optimización de los electrodos magnéticos involucró el análisis de la inuencia de la presencia de un aislante entre dos capas magnéticas en el acople de los electrodos. Se logró el desacople de films de 10 nm de Co_90Fe_10 y Fe_20Ni_80 separados por un espaciador de MgO de 2 nm. Finalmente se detallan los pasos para la fabricación de una red de junturas túnel magnéticas y su caracterización eléctrica a bajas temperaturas. El sistema estudiado fue la tricapa Co_90Fe_10 (10 nm)/M_gO (8 nm)/ Fe_20Ni_80 (10 nm) crecido sobre un sustrato de M_gO. La caracterización eléctrica confirmó la buena calidad de la junturas fabricadas. Las junturas obtenidas presentaron un comportamiento altamente resistivo (~ MΩ). Las mediciones de la corriente túnel en función de la temperatura permitieron descartar la presencia de pinholes en la barrera. El transporte de los portadores de carga es por efecto túnel a través de la barrera aislante. Las curvas de conductancia diferencial permitieron calcular el valor medio de la altura de la barrera de potencial (φ = 3.1 eV) a partir del modelo de Brinkman. Los resultados obtenidos en cada uno de los capítulos se complementan y son relevantes para la optimización de junturas túnel, debido a que brindan información crítica para su correcto funcionamiento. En la presente tesis se lograron obtener los primeros avances para la fabricación de arreglos de junturas túnel que permitan el desarrollo de dispositivos.

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Materialen mit sehr hoher Spinpolarisation werden für Anwendungen im Bereich der Spin-Elektronik benötigt. Deshalb werden große Forschungsanstrengungen zur Untersuchung der Eigenschaften von Verbindungen mit potentiell halbmetallischem Charakter, d. h.mit 100% Spinpolarisation, unternommen. In halbmetallischen Verbindungen, erwartet man eine Lücke in der Zustandsdichte an der Fermi Energie für Ladungsträger einer Spinrichtung, wahrend die Ladungsträger mit der anderen Spinrichtung sich metallisch verhalten. Eine Konsequenz davon ist, dass ein Strom, der durch solche Verbindung fließt, voll spinpolarisiert ist. Die hohe Curie-Temperatur Tc (800 K) und der theoretisch vorhergesagte halbmetallische Charakter machen Co2Cr0.6Fe0.4Al (CCFA) zu einem guten Kandidaten für Spintronik-Anwendungen wie magnetische Tunnelkontakte (MTJs = Magnetic Tunneling Junctions). In dieser Arbeit werden die Ergebnisse der Untersuchung der elektronischen und strukturellen Eigenschaften von dünnen CCFA Schichten dargestellt. Diese Schichten wurden in MTJs integriert und der Tunnel-Magnetowiderstands-Effekt untersucht. Hauptziele waren die Messung der Spinpolarisation und Untersuchungen der elektronischen Struktur von CCFA. Der Einfluss verschiedener Depositionsparameter auf die Eigenschaften der Schichten, speziell auf der Oberflächenordnung und damit letztlich auf den Tunnel-Magnetowiderstand (TMR), wurde bestimmt. Epitaktische d¨unne CCFA Schichten mit zwei verschiedenen Wachstumsrichtungen wurden auf verschiedene Substrate und Pufferschichten deponiert. Ein Temperverfahren wurde eingesetzt um die strukturelle Eigenschaften der dünnen Schichten zu verbessern. Für die MTJs wurde Al2O3 als Barrierenmaterial verwendet und Co als Gegenelektrode gewählt. Die Mehrschicht-Systeme wurden in Mesa-Geometrie mit lithographischen Methoden strukturiert. Eine maximal Jullière Spinpolarisation von 54% wurde an Tunnelkontakte mit epitaktischen CCFA Schichten gemessen. Ein starker Einfluss der Tempernbedingungen auf dem TMR wurde festgestellt. Eine Erhörung des TMR wurde mit einer Verbesserung der Oberflächenordung der CCFA Schichten korreliert. Spektroskopische Messungen wurden an den MTJs durchgeführt. Diesen Messungen liefern Hinweise auf inelastische Elektron-Magnon und Elektron-Phonon Stossprozesse an den Grenzflächen. Einige der beobachteten Strukturen konnten mit der berechneten elektronischen Struktur von CCFA korreliert worden.

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Retinal pigment epithelium cells, along with tight junction (TJ) proteins, constitute the outer blood retinal barrier (BRB). Contradictory findings suggest a role for the outer BRB in the pathogenesis of diabetic retinopathy (DR). The aim of this study was to investigate whether the mechanisms involved in these alterations are sensitive to nitrosative stress, and if cocoa or epicatechin (EC) protects from this damage under diabetic (DM) milieu conditions. Cells of a human RPE line (ARPE-19) were exposed to high-glucose (HG) conditions for 24 hours in the presence or absence of cocoa powder containing 0.5% or 60.5% polyphenol (low-polyphenol cocoa [LPC] and high-polyphenol cocoa [HPC], respectively). Exposure to HG decreased claudin-1 and occludin TJ expressions and increased extracellular matrix accumulation (ECM), whereas levels of TNF-α and inducible nitric oxide synthase (iNOS) were upregulated, accompanied by increased nitric oxide levels. This nitrosative stress resulted in S-nitrosylation of caveolin-1 (CAV-1), which in turn increased CAV-1 traffic and its interactions with claudin-1 and occludin. This cascade was inhibited by treatment with HPC or EC through δ-opioid receptor (DOR) binding and stimulation, thereby decreasing TNF-α-induced iNOS upregulation and CAV-1 endocytosis. The TJ functions were restored, leading to prevention of paracellular permeability, restoration of resistance of the ARPE-19 monolayer, and decreased ECM accumulation. The detrimental effects on TJs in ARPE-19 cells exposed to DM milieu occur through a CAV-1 S-nitrosylation-dependent endocytosis mechanism. High-polyphenol cocoa or EC exerts protective effects through DOR stimulation.

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We investigate the dynamics of a resistively shunted Josephson junction. We compute the Josephson frequency and the generalized impedances for a variety of the parameters, particularly with relevance to predicting the measurable effects of zero-temperature current noise in the resistor.

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We report on some unusual behavior of the measured current-voltage characteristics (CVC) in artificially prepared two-dimensional unshunted array of overdamped Nb-AlO(x)-Nb Josephson junctions. The obtained nonlinear CVC are found to exhibit a pronounced (and practically temperature independent) crossover at some current I(cr) = (1/2 beta(C)-1)I(C) from a resistance R dominated state with V(R)=R root I(2)-I(C)(2) below I(cr) to a capacitance C dominated state with V(C) = root(h) over bar /4eC root I-I(C) above I(cr). The origin of the observed behavior is discussed within a single-plaquette approximation assuming the conventional resistively shunted junction model with a finite capacitance and the Ambegaokar-Baratoff relation for the critical current of the single junction. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi: 10.1063/1.3407566]

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Artificial neural networks have been used to analyze a number of engineering problems, including settlement caused by different tunneling methods in various types of ground mass. This paper focuses on settlement over shotcrete- supported tunnels on Sao Paulo subway line 2 (West Extension) that were excavated in Tertiary sediments using the sequential excavation method. The adjusted network is a good tool for predicting settlement above new tunnels to be excavated in similar conditions. The influence of network training parameters on the quality of results is also discussed. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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Three-dimensional discretizations used in numerical analyses of tunnel construction normally include excavation step lengths much shorter than tunnel cross-section dimensions. Simulations have usually worked around this problem by using excavation steps that are much larger than the actual physical steps used in a real tunnel excavation. In contrast, the analyses performed in this study were based on finely discretized meshes capable of reproducing the excavation lengths actually used in tunnels, and the results obtained for internal forces are up to 100% greater than those found in other analyses available in the literature. Whereas most reports conclude that internal forces depend on support delay length alone, this study shows that geometric path dependency (reflected by excavation round length) is very strong, even considering linear elasticity. Moreover, many other solutions found in the literature have also neglected the importance of the relative stiffness between the ground mass and support structure, probably owing to the relatively coarse meshes used in these studies. The analyses presented here show that relative stiffness may account for internal force discrepancies in the order of 60%. A dimensionless expression that takes all these parameters into account is presented as a good approximation for the load transfer mechanism at the tunnel face.

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Nerve and tendon gliding exercises are advocated in the conservative and postoperative management of carpal tunnel syndrome (CTS). However, traditionally advocated exercises elongate the nerve bedding substantially, which may induce a potentially deleterious strain in the median nerve with the risk of symptom exacerbation in some patients and reduced benefits from nerve gliding. This study aimed to evaluate various nerve gliding exercises, including novel techniques that aim to slide the nerve through the carpal tunnel while minimizing strain (sliding techniques). With these sliding techniques, it is assumed that an increase in nerve strain due to nerve bed elongation at one joint (e.g., wrist extension) is simultaneously counterbalanced by a decrease in nerve bed length at an adjacent joint (e.g., elbow flexion). Excursion and strain in the median nerve at the wrist were measured with a digital calliper and miniature strain gauge in six human cadavers during six mobilization techniques. The sliding technique resulted in an excursion of 12.4 mm, which was 30% larger than any other technique (p 0.0002). Strain also differed between techniques (p 0.00001), with minimal peak values for the sliding technique. Nerve gliding associated with wrist movements can be considerably increased and nerve strain substantially reduced by simultaneously moving neighboring joints. These novel nerve sliding techniques are biologically plausible exercises for CTS that deserve further clinical evaluation. © 2007 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 25:972-980, 2007

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A quantum Markovian master equation is derived to describe the current noise in resonant tunneling devices. This equation includes both incoherent and coherent quantum tunneling processes. We show how to obtain the population master equation by adiabatic elimination of quantum coherences in the presence of elastic scattering. We calculate the noise spectrum for a double well device and predict subshot noise statistics for strong tunneling between the wells. The method is an alternative to Green's function methods and population master equations for very small coherently coupled quantum dots.

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Objective: To compare clinical evaluation, electrophysiological investigation and magnetic resonance findings in assessing the severity of idiopathic carpal tunnel syndrome. Patients and methods: Seventy-four patients with idiopathic carpal tunnel syndrome were prospectively recruited. Clinical evaluation included symptoms severity score and two-point discrimination, sensory and motor nerve conduction velocities were determined by electroneuromyography and imaging parameters were obtained after wrist magnetic resonance. The Wilcoxon test was used to define the differences between measurements of median nerve area. The Pearson and Spearman correlation tests were used to determine the relationships between all the measured parameters. Results: Cross-sectional area of median nerve was smaller at hamate level than at radio-ulnar joint and pisiform levels (p < 0.001). With exception of median nerve area at hamate level, there was a lower degree of correlation between MRI parameters and findings obtained by clinical assessments and electrophysiological measurements. The median nerve area at hamate level correlated negatively with duration of symptoms, two-point discrimination, symptoms severity score and positively with sensory nerve conduction velocity (P < 0.01). Conclusion: In patients with idiopathic carpal tunnel syndrome, median nerve area measured by wrist magnetic resonance at hamate level may be considered as a valuable indicator to grading the severity of disease. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

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In this paper, experiments to detect turbulent spots in the transitional boundary layers, formed on a flat plate in a free-piston shock tunnel how, are reported. Experiments indicate that thin-film heat-transfer gauges are suitable for identifying turbulent-spot activity and can be used to identify parameters such as the convection rate of spots and the intermittency of turbulence.

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Background: In this study, we analyzed the time course of hemodynamic efficiency and follow-up in Fontan candidates who underwent the bidirectional Glenn procedure for staged intracardiac cavopulmonary connection (ICPC). Methods: Between 1991 and 2008, 52 patients with univentricular heart (mean age, 3.3 years; range, 2-8 years; 27 female patients [51.9%]) underwent ICPC. The cardiac malformations were as follows: tricuspid atresia, 25 cases (48.0%); common ventricle, 16 cases (30.7%); and pulmonary atresia with intact ventricular septum, 11 cases (21.1%). The intracardiac cavopulmonary procedure was indicated for all 52 cases. In 42 patients (80.7%), an intra-atrial lateral tunnel was constructed with a bovine pericardium patch. In the last 10 consecutive cases (19.3%), we performed a modified surgical technique in which we implanted an intra-atrial corrugated bovine pericardium tube sutured around the superior and inferior vena cava ostium. In all cases, a 4-mm fenestration was made to reduce the intratunnel pressure. All 52 patients had previously undergone a Glenn operation. Results: There were 2 hospital deaths (3.8%) and no recorded late deaths. During the follow-up, all patients were medicated with antiplatelet drugs. To evaluate the hemodynamic performance, we used Doppler echocardiography, computed tomography, and magnetic nuclear resonance studies. There were no prosthesis thromboses during this follow-up period. To evaluate cardiac arrhythmias, we conducted a Holter study. The last 10 patients with an intra-atrial conduit (IAC) presented with sinus rhythm and no arrhythmias during the last 4 years. The 50 surviving patients (96.1%) have been followed up for 6 to 204 months; all these patients are free of reoperation. Conclusion: The Glenn operation, which is performed at an early age, prepares the pulmonary bed to receive the ICPC. The midterm results of the intracardiac Fontan procedure seem to be good. The modified surgical procedure (IAC) can be a good alternative technique to the Fontan procedure in suitable patients.

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Purpose The purpose of the study was to examine the most adequate cut-off point for median nerve cross-sectional area and additional ultrasound features supporting the diagnosis of carpal tunnel syndrome (CTS). Material and methods Forty wrists from 31 CTS patients and 63 wrists from 37 asymptomatic volunteers were evaluated by ultrasound. All patients were women. The mean age was 49.1 years (range: 29-78) in the symptomatic and 45.1 years (range 24-82) in the asymptomatic group. Median nerve cross-sectional area was obtained using direct (DT) and indirect (IT) techniques. Median nerve echogenicity, mobility, flexor retinaculum measurement and the anteroposterior (AP) carpal tunnel distance were assessed. This study was IRB-approved and all patients gave informed consent prior to examination. Results In CTS the median nerve cross-sectional area was increased compared with the control group. Median nerve cross-sectional area of 10 mm(2) (DT) and 9 mm(2) (IT) had high sensitivity (85% and 88.5%, respectively), specificity (92.1% and 82.5%) and accuracy (89.3% and 82.5%) in the diagnosis of CTS. CTS patients had an increased carpal tunnel AP diameter, flexor retinaculum thickening, reduced median nerve mobility and decreased median nerve echogenicity. Conclusion Ultrasound assists in the diagnosis of CTS using the median nerve diameter cut-off point of 10 mm(2) (DT) and 9 mm(2) (IT) and several additional findings.