Aplicações do formalismo de Keldysh ao transporte e ao bombeamento de calor em nanoestruturas

Num regime balísstico e a baixas temperaturas, a fórmula de Landauer dá uma boa descrição do transporte de calor para nano-junções conectadas a dois fios acoplados a banhos térmicos a temperaturas diferentes. Partindo de um modelo microscópico e utilizando o método de funções de Green fora do equilíbrio, é possível obter uma expressão para a condutância térmica na nano-junção equivalente a fórmula de Landauer. Esta depende dos valores das constantes de acoplamento entre os modos de fônons da região central e dos fios, além do gradiente térmico. A expressão para a condutância térmica é muito semelhante aquela obtida para a condutância elétrica. Neste trabalho nós apresentamos o método para o cálculo de grandezas relacionadas ao transporte térmico em um regime onde não há um gradiente de temperatura entre os reservatórios mas o sistema sofre uma perturbação dependente do tempo. Ou seja, com uma escolha conveniente da parametrização temporal dos termos de acoplamento entre a nano-junção e os fios é possível produzir uma corrente de calor na ausência de diferença de temperaturas entre os banhos térmicos aos quais os fios estão conectados. Esse fenômeno caracteriza o bombeamento de calor. Desenvolvemos uma teoria de transporte dependente do tempo para descrever o bombeamento. A teoria é geral, dependendo da densidade de fônons, da intensidade e dependência temporal do acoplamento. Aplicamos o formalismo em um modelo simples demonstrando que, em princípio, é possível bombear calor através de uma cadeia linear de átomos sem gradiente térmico.

Gen LPP : Avances en el conocimiento de uno de los genes candidato de la enfermedad celíaca

[ES] La enfermedad celíaca (EC) es una enteropatía autoinmune de predisposición genética, producida por la ingestión en la dieta de péptidos derivados de cereales como el trigo o la cebada. Aunque se creía que afectaba casi de forma exclusiva a los individuos europeos (1%), actualmente se conocen casos en todo el mundo. El modelo patogénico se centra en los mecanismos de la inmunidad adaptativa dependientes de la estimulación de linfocitos T CD4+ reactivos, pero existe además un efecto tóxico directo del gluten sobre el epitelio intestinal, dependiente de la inmunidad innata. La participación de la Genética en la susceptibilidad a la enfermedad es conocida desde hace tiempo, siendo el locus HLA el que explica aproximadamente el 40% del componente genético de la enfermedad. Para tratar de identificar otros genes con susceptibilidad, se han venido realizando múltiples esfuerzos durante los últimos años. Uno de los últimos, llevado a cabo en 2011, fue el Proyecto Immunochip. En él, se analizaron más de 200.000 variantes y se descubrieron 13 nuevos loci de riesgo para la EC, que junto con los descubiertos en anteriores trabajos y el locus HLA, daban un total de 40 loci de riesgo. Entre ellos, se encontraba la región que ocupa el gen LPP . Localizado en el cromosoma 3, un estudio reciente lo vincula con los procesos de adhesión celular en el intestino. En el presente trabajo, se ha estudiado el efecto de la gliadina sobre la expresión del gen de interés (LPP ) y el posible efecto de un silenciamiento del mismo sobre dos genes relacionados con las uniones celulares (ACTB y TJP1). En el caso de la gliadina, no se halló un cambio significativo en la expresión del gen. Mientras, los resultados del efecto del silenciamiento fueron dispares, no siendo concluyentes para el gen ACTB, pero encontrando una posible asociación entre los genes LPP y TJP1.

Efeitos do estradiol sobre a função endotelial, sensibilidade insulínica e viscosidade sanguínea em mulheres na pós-menopausa com excesso de peso

A ação que o estrogênio desempenha sobre o endotélio depende da integridade deste e consequentemente das características clínicas de cada indivíduo. O uso da terapia hormonal da menopausa (THM) em mulheres com baixo risco cardiovascular geralmente resulta em efeitos benéficos, desde que iniciado em um período próximo da menopausa. Em contrapartida, o seu uso em mulheres com alto risco cardiovascular, como diabéticas ou portadoras de lesões ateroscleróticas já estabelecidas, e ainda naquelas com início da THM em um período superior a dez anos da menopausa geralmente resulta em efeitos maléficos. Nosso objetivo é avaliar os efeitos do estrogênio sobre a função endotelial em mulheres com sobrepeso ou obesidade, ou seja, indivíduos com risco cardiovascular intermediário. Para isso, 44 mulheres na pós-menopausa com idade entre 47 a 55 anos e índice de massa corporal (IMC) de 27,5 a 34,9kg/m, foram randomizadas nos grupos placebo (P) e estrogênio transdérmico (ET). A intervenção consistiu no uso transdérmico de estradiol, 1mg por dia, por um período de três meses. As participantes realizaram avaliação da reatividade endotelial em repouso e após isquemia [pletismografia por oclusão venosa (POV), com medidas do fluxo sanguíneo do antebraço (FSA) e videocapilaroscopia dinâmica do leito periungueal (VCLP), com medidas da velocidade de deslocamento das hemácias (VDH)], dosagens de moléculas de adesão [E-selectina, molécula de adesão intercelular (ICAM-1) e molécula de adesão vascular (VCAM-1)], aferição da sensibilidade insulínica [através do homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) e área sob a curva (AUC) da insulina durante o teste oral de tolerância à glicose (TOTG)] e mensurações das viscosidades sanguínea e plasmática. As participantes apresentaram idade de 51,77 2,3 anos, IMC de 31,52 2,54 kg/m e tempo de menopausa de 3 [2-5] anos. O grupo P não apresentou nenhuma mudança significativa em qualquer variável. Após a intervenção, o grupo ET comparado ao basal apresentou menor tempo para atingir a VDH máxima durante a hiperemia reativa pós-oclusiva (HRPO) após 1 min de isquemia (4,0 [3,25-5,0] vs. 5,0 [4,0-6,0] s, P<0.05) e maior VDH tanto em repouso (0,316 [0,309-0,326] vs. 0,303 [0,285-0,310] mm/s; P<0,001) quanto na HRPO (0,374 [0,353-0,376] vs. 0,341 [0,334-0,373] mm/s; P<0,001), assim como observamos maior FSA em repouso (2,46 [1,81-3,28] vs. 1,89 [1,46-2,44] ml/min.100ml tecido-1; P<0,01) e durante a HRPO após 3 min de isquemia (6,39 [5,37-9,39] vs. 5,23 [4,62-7,47] ml/min.100ml tecido-1; P<0,001). O grupo ET também apresentou diminuição nos níveis solúveis de E-Selectina (68,95 [50,18-102,8] vs. 58,4 [44,53-94,03] ng/ml; P<0,05), de ICAM-1 (188 [145-212] vs. 175 [130-200] ng/ml; P<0,01), do HOMAIR (3,35 1,67 vs. 2,85 1,60; P<0,05) e da AUC da insulina durante o TOTG (152 [117-186] vs. 115 [85-178]; P<0,01), além de diminuição das viscosidades sanguínea com hematócrito nativo (3,72 0,21 vs. 3,57 0,12 mPa.s; P<0,01) e plasmática (1,49 0,10 vs. 1,45 0,08 mPa.s; P<0,05), comparado ao seu basal. Em conclusão o uso de estradiol transdérmico em mulheres com excesso de peso e menopausa recente, promove melhora da função endotelial, além de oferecer proteção a outros fatores de risco cardiovascular.

Efeitos da hipóxia-isquemia pré-natal durante o desenvolvimento: receptores e transportadores glutamatérgicos e comunicação celular in vitro

O cérebro infantil humano submetido à hipóxia-isquemia (HI) apresenta perda de oligodendrócitos, hipomielinização, astrogliose, alterações no desenvolvimento cortical e no comportamento motor, incluindo a paralisia cerebral. O cerebelo desempenha um importante papel no controle motor e diversos danos vêm sendo observados em humanos e animais que sofreram HI. A excitotoxicidade glutamatérgica é frequentemente associada à HI e junções celulares podem ser responsáveis pela transferência de moléculas capazes de modular os danos decorrentes. Dados prévios de nosso grupo utilizando um modelo de HI pré-natal em ratos demonstraram danos permanentes na estrutura cerebelar, indicando que os efeitos deletérios da HI pré-natal podem ser mantidos até a vida adulta. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os níveis de conexinas, receptores e transportadores de glutamato ao longo do desenvolvimento do cerebelo HI, e avaliar a configuração das junções celulares em culturas de astrócitos derivadas do cerebelo de ratos submetidos a esse modelo. Ratas no 18 dia de gestação, após anestesia, tiveram as quatro artérias uterinas obstruídas por 45 minutos (Grupo HI). Animais controle tiveram os úteros expostos sem sofrer a obstrução (Grupo SH). A gestação prosseguiu e apenas filhotes nascidos a termo foram utilizados. Os animais foram decapitados aos 2 (P2), 9 (P9), 16 (P16),23 (P23), 30 (P30), 45 (P45) e 90 (P90) dias pós-natal. Os cerebelos foram submetidos à técnica de Western blotting utilizando os anticorpos anti-NR2B, anti-GluR3, anti-EAAT1, anti-GFAP e anti-Cx43. Para a cultura de astrócitos foram utilizados cerebelos de animais P2. Após terem atingido confluência, as células foram fixadas e imunomarcadas com os anticorpos anti-Cx43, anti-GFAP, anti-nestina e anti-A2B5. Nossos resultados demonstram diferenças nos níveis de GluR3 durante o desenvolvimento do cerebelo SH e HI, havendo uma redução significativa da expressão desta subunidade no grupo HI em P9. Por outro lado, não foram verificadas alterações nos níveis de NR2B e de GFAP entre os grupos nas diferentes idades. Observou-se redução significativa de Cx43 em animais HI em P2 bem como nos astrócitos HI em cultura, os quais também apresentaram alterações morfológicas e diferenças na expressão do marcador A2B5. A alteração referente a GluR3 no grupo HI pode ser causada pela redução da arborização das células de Purkinje e pela redução no número de precursores de oligodendrócitos no cerebelo de animais HI em P9, já observadas em nosso laboratório. A diminuição de Cx43 indica que a passagem de substâncias por canais astrocitários pode estar reduzida e contribuir para a expansão dos danos persistentes descritos em HI. Alterações morfológicas e na expressão de marcadores da diferenciação de astrócitos podem refletir os potenciais efeitos de HI sobre a maturação destas células a longo-prazo. Nossos resultados apontam que a HI sistêmica pré-natal pode ser responsável por alterações que caracterizam a excitotoxicidade glutamatérgica. Ressaltamos também a importância da comunicação entre astrócitos como estratégia neuroprotetora nesta lesão.

Influência do chá verde sobre a reatividade vascular em mulheres obesas

O Chá Verde, derivado das folhas da planta Camellia sinensis, rico em flavonóides, cuja maior concentração é de Epigalocatequina gallato (EGCG), possui efeito termogênico, além de promover a oxidação da gordura corporal, tendo potencial interesse para o tratamento da obesidade, que atinge prevalência alarmante em diversos países no mundo. O objetivo deste estudo foi a avaliação de parâmetros bioquímicos e investigação da função endotelial em mulheres com Índice de Massa Corporal (IMC) entre 30kg/m2 e 40kg/m2, na faixa de 30 e 50 anos, antes e após 03 meses de consumo de chá verde (600mL/dia, equivalente a 114,42mg de EGCG). Todas as 60 pacientes voluntárias foram submetidas à análise das medidas antropométricas (Peso, Altura, Índice de Massa Corporal, Circunferência de Cintura, Circunferência de Quadril, Relação Cintura-Quadril, Pressão Arterial, à análise da bioquímica de rotina (Glicemia e Insulina de jejum, Triglicerídeos, Colesterol Total, HDL-Colesterol, LDL-Colesterol, Teste Oral de Tolerância à Glicose, Hemograma Completo, Proteína C-Reativa), à análise da bioquímica específica para estresse oxidativo e inflamação (Interleucinas 1 e 6, Fator de Necrose Tumoral Alfa, LDL-Oxidado, VCAM Vascular Cell Adhesion Molecule, ICAM Intercellular Adhesion Molecule, e E-Selectina) e à Pletismografia de Oclusão Venosa (variação de fluxo médio máximo durante a Hiperemia Reativa/Fluxo Basal 1 (VQ Hiper) e fluxo após administração de 0,4mg de Nitroglicerina Sublingual/Fluxo Basal 2 (VQ Nitro)). Após os 3 meses (3M) de tratamento houve redução no peso corporal (86,35[83,00-94,25] vs 3M = 86,00[81,50-92,00] Kg, P < 0,05); no IMC (34,02[32,05-35,62] vs 3M = 33,13[32,28-35,05] kg/m2, P < 0,05); na circunferência de cintura (99[93-107] vs 3M = 98[91-105]cm, P < 0,001); na circunferência de quadril (115[110-119] vs 3M = 114[110-117] cm, P < 0,001); na relação cintura-quadril (0,89[0,84-0,93] vs 3M = 0,88[0,83-0,93], P < 0,001); e, na pressão arterial diastólica (75[73-82] vs 3M = 69[67-72] mmHg, P < 0,001); e, melhora significativa no fluxo sanguíneo da VQ Hiper (4,57[3,54-5,01] vs 3M = 5,83[4,46-6,56], P < 0,001); e da VQ Nitro (1,26[1,13-1,38] vs 3M = 1,41[1,25-1,50], P < 0,001). Com o uso do chá verde, 600mL/dia, contendo 114,42mg de EGCG, durante 3 meses observamos a redução de 3% no IMC e a redução da circunferência de cintura e de circunferência de quadril em 1cm; a não modificação do padrão bioquímico, incluindo os marcadores de inflamação e de estresse oxidativo; e, o aumento das vasodilatações endotélio-dependente e endotélio-independente, visualizadas por Pletismografia de Oclusão Venosa Não-Invasiva.

Avaliação do efeito do chá verde sobre a pressão arterial, função endotelial, perfil metabólico, atividade inflamatória e adiposidade corporal em mulheres pré-hipertensas obesas

As doenças cardiovasculares são a principal causa de morte nos países ocidentais. Alguns estudos sugerem que o chá verde tem efeito benéfico sobre diferentes fatores de risco cardiovascular. No entanto, outros estudos não mostraram essa associação. Objetiva avaliar em mulheres pré-hipertensas obesas o efeito do consumo de chá verde sobre: a pressão arterial, a função endotelial, o perfil metabólico, a atividade inflamatória e a adiposidade corporal. Estudos clínico, randomizado, cruzado, duplo-cego e placebo-controlado. Durante 4 semanas as mulheres foram orientadas a ingerir 3 cápsulas de extrato de chá verde por dia (500mg extrato chá verde/cápsula) passando por 2 semanas de washout e posteriormente ingeriam por mais 4 semanas o placebo. As mulheres que iniciaram o estudo tomando placebo posteriormente utilizaram o chá verde. Ou seja, todas as pacientes receberam chá verde e placebo por um mesmo período. No início e final de cada tratamento foram analisadas as variáveis. Foram avaliadas 20 mulheres pré-hipertensas, obesidade grau I e II, idade entre 25 e 59 anos. O local do estudo foi o Laboratório da Disciplina de Fisiopatologia Clínica e Experimental Clinex. Universidade do Estado do Rio de Janeiro. As variáveis estudadas foram a pressão arterial, índice de hipertemia reativa (avaliada com Endo-PAT2000), proteína C reativa, interleucina-6, fator de necrose tumoral-α, molécula de adesão intercelular e molécula de adesão vascular celular, inibidor de ativador do plasminogênio, fator de crescimento endotelial vascular, E-selectina, adiponectina, colesterol total, LDL-colesterol, HDL-colesterol, triglicérides, glicemia, insulina, HOMA, índice de massa corporal, circunferência de cintura, circunferência de quadril, relação cintura quadril e percentual de gordura corporal. Como resultados, na avaliação da pressão arterial pela monitorização ambulatorial da pressão arterial, observou-se redução significativa da pressão arterial sistólica de 24 horas (pré 130,31,7 mmHg vs. pós 127,02,0 mmHg; p= 0,02), pressão arterial sistólica diurna (pré 134,01,7 mmHg vs. pós 130,72,0 mmHg; p= 0,04) e pressão arterial sistólica noturna (pré 122,21,8 mmHg vs. pós 118,42,2 mmHg; p= 0,02), após o consumo do chá verde, em comparação ao uso do placebo. Após o consumo do chá verde foi observado aumento, embora estatisticamente não significativo, no índice de hiperemia reativa (pré 1,980,10 vs. pós 2,220,14), além de redução expressiva na concentração da molécula de adesão intercelular (pré 91,88,0 ng/ml vs. pós 85,85,6 ng/ml) e do fator de crescimento endotelial vascular (pré 195,846,2 pg/ml vs. pós 158,638,7 pg/ml), porém sem significância estatística. As demais variáveis avaliadas não se modificaram de forma significativa após o consumo do chá verde, em comparação ao placebo. Foi observada forte correlação entre redução de pressão arterial sistólica e diastólica de 24hs, avaliada pela monitorização ambulatorial da pressão arterial, e o aumento do índice de hipertemia reativa (r= -0,47; r= -0,50, respectivamente). Os resultados do presente estudo sugerem que o chá verde tem efeito benéfico sobre a pressão arterial e possivelmente sobre a função endotelial.

Influência da superexpressão da claudina-3 na radiorresposta de células de câncer de cólon

O câncer colorretal (CCR) é o terceiro tipo de câncer mais incidente no mundo para o sexo masculino, o segundo para o sexo feminino e a radioterapia é um dos tratamentos de primeira linha no combate a este tipo de câncer. Durante a progressão do CCR as células sofrem alterações morfogenéticas, sendo a desorganização do complexo juncional apical (CJA) um dos eventos iniciais desse processo. As junções oclusivas (JTs) são um dos principais componentes da CJA e desempenham papel importante no controle do fluxo paracelular, na determinação da polaridade celular e na transdução de sinais relacionados com a progressão tumoral. As claudinas são proteínas transmembrana, constituintes das JTs e cumprem um importante papel no controle desses eventos. Alterações na expressão das claudinas são observadas em tumores de diferentes órgãos e têm sido relacionadas com a progressão tumoral. No entanto os mecanismos que regulam essas alterações e sua consequência na progressão do CCR são poucos conhecidos. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da superexpressão da claudina-3 na radiorresposta de células CCR. Nossos resultados mostraram que a superexpressão de claudina-3 minimiza alterações morfológicas causadas pela radiação, causa diminuição da resistência elétrica transepitelial e não tem efeito na permeabilidade a macromoléculas após a irradiação. Além disso, observamos que a superexpressão de claudina-3 aumenta o potencial proliferativo das células e que esta característica torna as células mais sensíveis a radiação. Porém quando avaliamos eventos celulares relacionados a progressão tumoral observamos que apesar da radiação diminuir a capacidade migratória das progênies, as células que superexpressam claudina-3 apresentam migração mais elevada. Além disso, verificamos que a superexpressão de claudina-3 diminui a invasão e a capacidade de formação de colônias frente ao tratamento com a radiação. Em seguida fomos avaliar o efeito da inibição das vias de proliferação (MEK/ERK) e sobrevivência (PI3K-Akt) na resposta das células que superexpressam claudina-3 frente a radiação. Observamos que a inibição de MEK é capaz de sensibilizar as células que superexpressam claudina-3 à radiação no ensaio de proliferação celular, no entanto a inibição de MEK e PI3K antes da exposição à radiação é capaz aumentar a migração e a capacidade de formação de colônias de células que superexpressam claudina-3 contribuindo para o aumento do potencial maligno. Em conjunto nossos resultados mostram que a superexpressão de claudina-3 contribui para um fenótipo mais maligno, no entanto frente ao tratamento com a radiação é capaz de sensibilizar as células.

Dose terapêutica de radiação ionizante induz um fenótipo migratório em células de carcinoma de colon humano (caco-2): vias de sinalização envolvidas

O câncer colo-retal é a terceira neoplasia mais frequente em todo o mundo e a recorrência local e neoplasia refratária são desafios no tratamento do câncer colo-retal após a cirurgia convencional. Com o intuito de controlar a recorrência e aumentar a média de sobrevida dos pacientes, uma estratégia multidisciplinar que combina a radioterapia (RT) e a quimioterapia com o processo cirúrgico tem sido protocolo clínico de escolha. Embora esta combinação seja capaz de otimizar o tratamento, nem todos os pacientes são beneficiados com o protocolo quimio-rádio combinado, uma vez que existem os insucessos terapêuticos relacionados com a incidência de neoplasias secundárias tardias em pacientes que foram submetidos à RT para tratamento de neoplasias anteriores. Além da doença refratária, outro agravante da RT são os efeitos colaterais produzidos pela radiação ionizante (IR), em especial àqueles do trato gastrointestinal. Estes efeitos estão relacionados com alterações da homeostase do epitélio intestinal, através da desorganização dos complexos juncionais. Porém, os mecanismos que medeiam estes efeitos ainda não estão elucidados. Este estudo avaliou as vias de sinalização que medeiam os efeitos da IR em células Caco-2. Foi observado que a IR causa uma desorganização da junção aderente via Src, EGFR e MAPK, sendo estas alterações acompanhadas por desorganização do citoesqueleto de actina em todo o volume celular. Src, EGFR e MAPK participam de maneira diferenciada na modulação destes efeitos. Observamos também que a radiação aumenta a motilidade dessas células via Src e MAPK e não induz alteração na proliferação celular até 48 horas após o tratamento. Este é o primeiro trabalho que correlaciona vias de sobrevivência celular como Src, EGFR e MAPK com alterações nas proteínas de junção aderente, alterações do citoesqueleto e migração celular. Estes eventos são relacionados aos efeitos colaterais primários e tardios induzidos pela IR, e podem favorecer à aquisição de um fenótipo maligno herdável durante o fracionamento de doses na RT, favorecendo a progressão tumoral do câncer colo-retal. Logo, além da correlação das vias de sinalização envolvidas nos eventos induzidos pela IR mostrados neste estudo, os resultados também corroboram para um melhor entendimento da atividade farmacológica dos inibidores químicos utilizados, uma vez que muitos deles encontram-se em fase de ensaios pré-clínicos e clínicos.

Millisecond processing beyond chip technology: From electronics to photonics

There is a clear and increasing interest in short time annealing processing far below one second, i.e. the lower limit of Rapid Thermal Processing (RTP) called spike annealing. This was driven by the need of suppressing the so-called Transient Enhanced Diffusion in advanced boronimplanted shallow pn-junctions in silicon technology. Meanwhile the interest in flash lamp annealing (FLA) in the millisecond range spread out into other fields related to silicon technology and beyond. This paper reports on recent experiments regarding shallow junction engineering in germanium, annealing of ITO layers on glass and plastic foil to form an conductive layer as well as investigations which we did during the last years in the field of wide band gap semiconductor materials (SiC, ZnO). A more common feature evolving from our work was related to the modeling of wafer stress during millisecond thermal processing with flash lamps. Finally recent achievements in the field of silicon-based light emission basing on Metal-Oxide-Semiconductor Light Emitting Devices will be reported. © 2007 IEEE.

Optical emission spectroscopy of the plasma during sputter deposition of YBCO films for microwave applications

YBCO thin films are currently used in several HTS-based electronics applications. The performance of devices, which may include microwave passive components (filters, resonators), grain boundary junctions or spintronic multilayer structures, is determined by film quality, which in turn depends on the deposition technology used and growth parameters. We report on results from nonintrusive Optical Emission Spectroscopy of the plasma during YBCO thin film deposition in a high-pressure on-axis sputtering system under different conditions, including small trace gas additions to the sputtering gas. We correlate these results with the compositional and structural changes which affect the DC and microwave properties of YBCO films. Film morphology, composition, structure and in- and out-of-plane orientation were assessed; T, and microwave surface resistance measurements were made using inductive and resonator techniques. Comparison was made with films sputtered in an off-axis 2-opposing magnetron system.

Low temperature (< 100 °c) deposited P-type cuprous oxide thin films: Importance of controlled oxygen and deposition energy

With the emergence of transparent electronics, there has been considerable advancement in n-type transparent semiconducting oxide (TSO) materials, such as ZnO, InGaZnO, and InSnO. Comparatively, the availability of p-type TSO materials is more scarce and the available materials are less mature. The development of p-type semiconductors is one of the key technologies needed to push transparent electronics and systems to the next frontier, particularly for implementing p-n junctions for solar cells and p-type transistors for complementary logic/circuits applications. Cuprous oxide (Cu2O) is one of the most promising candidates for p-type TSO materials. This paper reports the deposition of Cu2O thin films without substrate heating using a high deposition rate reactive sputtering technique, called high target utilisation sputtering (HiTUS). This technique allows independent control of the remote plasma density and the ion energy, thus providing finer control of the film properties and microstructure as well as reducing film stress. The effect of deposition parameters, including oxygen flow rate, plasma power and target power, on the properties of Cu2O films are reported. It is known from previously published work that the formation of pure Cu2O film is often difficult, due to the more ready formation or co-formation of cupric oxide (CuO). From our investigation, we established two key concurrent criteria needed for attaining Cu2O thin films (as opposed to CuO or mixed phase CuO/Cu2O films). First, the oxygen flow rate must be kept low to avoid over-oxidation of Cu2O to CuO and to ensure a non-oxidised/non-poisoned metallic copper target in the reactive sputtering environment. Secondly, the energy of the sputtered copper species must be kept low as higher reaction energy tends to favour the formation of CuO. The unique design of the HiTUS system enables the provision of a high density of low energy sputtered copper radicals/ions, and when combined with a controlled amount of oxygen, can produce good quality p-type transparent Cu2O films with electrical resistivity ranging from 102 to 104 Ω-cm, hole mobility of 1-10 cm2/V-s, and optical band-gap of 2.0-2.6 eV. These material properties make this low temperature deposited HiTUS Cu 2O film suitable for fabrication of p-type metal oxide thin film transistors. Furthermore, the capability to deposit Cu2O films with low film stress at low temperatures on plastic substrates renders this approach favourable for fabrication of flexible p-n junction solar cells. © 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Highly efficient spin transport in epitaxial graphene on SiC

Spin information processing is a possible new paradigm for post-CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) electronics and efficient spin propagation over long distances is fundamental to this vision. However, despite several decades of intense research, a suitable platform is still wanting. We report here on highly efficient spin transport in two-terminal polarizer/analyser devices based on high-mobility epitaxial graphene grown on silicon carbide. Taking advantage of high-impedance injecting/detecting tunnel junctions, we show spin transport efficiencies up to 75%, spin signals in the mega-ohm range and spin diffusion lengths exceeding 100μm. This enables spintronics in complex structures: devices and network architectures relying on spin information processing, well beyond present spintronics applications, can now be foreseen. © 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Fluorine redistribution and incorporation during solid phase epitaxy of preamorphized Si

The redistribution of fluorine during solid phase epitaxial regrowth (SPER) of preamorphized Si has been experimentally investigated, explained, and simulated, for different F concentrations and temperatures. We demonstrate, by a detailed analysis and modeling of F secondary ion mass spectrometry chemical-concentration profiles, that F segregates in amorphous Si during SPER by splitting in three possible states: (i) a diffusive one that migrates in amorphous Si; (ii) an interface segregated state evidenced by the presence of a F accumulation peak at the amorphous-crystal interface; (iii) a clustered F state. The interplay among these states and their roles in the F incorporation into crystalline Si are fully described. It is shown that diffusive F migrates by a trap limited diffusion mechanism and also interacts with the advancing interface by a sticking-release dynamics that regulates the amount of F segregated at the interface. We demonstrate that this last quantity determines the regrowth rate through an exponential law. On the other hand we show that neither the diffusive F nor the one segregated at the interface can directly incorporate into the crystal but F has to cluster in the amorphous phase before being incorporated in the crystal, in agreement with recent experimental observations. The trends of the model parameters as a function of the temperature are shown and discussed obtaining a clear energetic scheme of the F redistribution and incorporation in preamorphized Si. The above physical understanding and the model could have a strong impact on the use of F as a tool for optimizing the doping profiles in the fabrication of ultrashallow junctions. © 2010 The American Physical Society.

Silver paint as a soldering agent for DyBaCuO single-domains welding

Silver paint has been tested as a soldering agent for DyBaCuO single-domain welding. Junctions have been manufactured on Dy-Ba-Cu-O single-domains cut either along planes parallel to the c-axis or along the ab-planes. Microstructural and superconducting characterisations of the samples have been performed. For both types of junctions, the microstructure in the joined area is very clean: no secondary phase or Ag particles segregation has been observed. Electrical and magnetic measurements for all configurations of interest are reported $\rho(T)$ curves, and Hall probe mapping). The narrow resistive superconducting transition reported for all configurations shows that the artificial junction does not affect significantly the measured superconducting properties of the material.

Structural analysis of plate-type fuel assemblies and development of a non-destructive method to assess their integrity

This work is concerned with the structural behaviour and the integrity of parallel plate-type nuclear fuel assemblies. A plate-type assembly consists of several thin plates mounted in a box-like structure and is subjected to a coolant flow that can result in a considerable drag force. A finite element model of an assembly is presented to study the sensitivity of the natural frequencies to the stiffness of the plates' junctions. It is shown that the shift in the natural frequencies of the torsional modes can be used to check the global integrity of the fuel assembly while the local natural frequencies of the inner plates can be used to estimate the maximum drag force they can resist. Finally a non-destructive method is developed to assess the resistance of the inner plates to bear an applied load. Extensive computational and experimental results are presented to prove the applicability of the method presented. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.