Effects of annealing on laser-induced damage threshold of TiO2/SiO2 high reflectors

The mechanism of improving 1064 nm, 12 ns laser-induced damage threshold (LIDT) of TiO2/SiO2 high reflectors (HR) prepared by electronic beam evaporation from 5.1 to 13.1 J/cm(2) by thermal annealing is discussed. Through optical properties, structure and chemical composition analysis, it is found that the reduced atomic non-stoichiometric defects are the main reason of absorption decrease and LIDT rise after annealing. A remarkable increase of LIDT is found at 300 degrees C annealing. The refractive index and film inhomogeneity rise, physical thickness decrease, and film stress changes from compress stress to tensile stress due to the structure change during annealing. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Biotic vs. Abiotic Control of Decomposition: A Comparison of the Effects of Simulated Extinctions and Changes in Temperature

The loss of species is known to have significant effects on ecosystem functioning, but only recently has it been recognized that species loss might rival the effects of other forms of environmental change on ecosystem processes. There is a need for experimental studies that explicitly manipulate species richness and environmental factors concurrently to determine their relative impacts on key ecosystem processes such as plant litter decomposition. It is crucial to understand what factors affect the rate of plant litter decomposition and the relative magnitude of such effects because the rate at which plant litter is lost and transformed to other forms of organic and inorganic carbon determines the capacity for carbon storage in ecosystems and the rate at which greenhouse gasses such as carbon dioxide are outgassed. Here we compared how an increase in water temperature of 5 degrees C and loss of detritivorous invertebrate and plant litter species affect decomposition rates in a laboratory experiment simulating stream conditions. Like some prior studies, we found that species identity, rather than species richness per se, is a key driver of decomposition, but additionally we showed that the loss of particular species can equal or exceed temperature change in its impact on decomposition. Our results indicate that the loss of particular species can be as important a driver of decomposition as substantial temperature change, but also that predicting the relative consequences of species loss and other forms of environmental change on decomposition requires knowledge of assemblages and their constituent species' ecology and ecophysiology

Annealing effects on the optical and structural properties of Al2O3/SiO2 films as UV antireflection coatings on 4H-SiC substrates

Al2O3/SiO2 films have been prepared by electron-beam evaporation as ultraviolet (UV) antireflection coatings on 4H-SiC substrates and annealed at different temperatures. The films were characterized by reflection spectra, ellipsometer system, atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD) and Xray photoelectron spectroscopy (XPS), respectively. As the annealing temperature increased, the minimum reflectance of the films moved to the shorter wavelength for the variation of refractive indices and the reduction of film thicknesses. The surface grains appeared to get larger in size and the root mean square (RMS) roughness of the annealed films increased with the annealing temperature but was less than that of the as-deposited. The Al2O3/SiO2 films maintained amorphous in microstructure with the increase of the temperature. Meanwhile, the transition and diffusion in film component were found in XPS measurement. These results provided the important references for Al2O3/SiO2 films annealed at reasonable temperatures and prepared as fine anti-reflection coatings on 4H-SiC-based UV optoelectronic devices. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of annealing on microstructure and optical properties of TiO2 sculptured thin films

The evolution of microstructure and optical properties of TiO2 sculptured thin films under thermal annealing is reported. XRD, field emission SEM, UV-Vis-NIR spectra are employed to characterize the microstructural and optical properties. It is found that the optimum annealing temperature for linear birefringence is 500 degrees C. The maximum of transmission difference for linear birefringence is up to 18%, which is more than twice of that in as-deposited thin films. In addition, the sample annealed at 500 degrees C has a minimum of column angle about 12 degrees C. The competitive process between the microstructural and optical properties is discussed in detail. Post-annealing is a useful method to improve the linear birefringence in sculptured thin films for practical applications.

Influences of CO2 laser annealing on mechanical and laser-induced damage properties of ZrO2 thin films

Zirconium dioxide (ZrO2) thin films were deposited on BK7 glass substrates by the electron beam evaporation method. A continuous wave CO2 laser was used to anneal the ZrO2 thin films to investigate whether beneficial changes could be produced. After annealing at different laser scanning speeds by CO2 laser, weak absorption of the coatings was measured by the surface thermal lensing (STL) technique, and then laser-induced damage threshold (LIDT) was also determined. It was found that the weak absorption decreased first, while the laser scanning speed is below some value, then increased. The LIDT of the ZrO2 coatings decreased greatly when the laser scanning speeds were below some value. A Nomarski microscope was employed to map the damage morphology, and it was found that the damage behavior was defect-initiated both for annealed and as-deposited samples. The influences of post-deposition CO2 laser annealing on the structural and mechanical properties of the films have also been investigated by X-ray diffraction and ZYGO interferometer. It was found that the microstructure of the ZrO2 films did not change. The residual stress in ZrO2 films showed a tendency from tensile to compressive after CO, laser annealing, and the variation quantity of the residual stress increased with decreasing laser scanning speed. The residual stress may be mitigated to some extent at proper treatment parameters. (c) 2007 Elsevier GmbH. All rights reserved.

High temperature annealing effect on structure, optical property and laser-induced damage threshold of Ta2O5 films

Ta2O5 films were deposited by conventional electron beam evaporation method and then annealed in air at different temperature from 873 to 1273 K. It was found that the film structure changed from amorphous phase to hexagonal phase when annealed at 1073 K, then transformed to orthorhombic phase after annealed at 1273 K. The transmittance was improved after annealed at 873 K, and it decreased as the annealing temperature increased further. The total integrated scattering (TIS) tests and AFM results showed that both scattering and root mean square (RMS) roughness of films increased with the annealing temperature increasing. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis showed that the film obtained better stoichiometry and the O/Ta ratio increased to 2.50 after annealing. It was found that the laser-induced damage threshold (LIDT) increased to the maximum when annealed at 873 K, while it decreased when the annealing temperature increased further. Detailed damaged models dominated by different parameters during annealing were discussed. (C) 2008 Elsevier B. V. All rights reserved.

Investigation of annealing effects on the laser-induced damage threshold of amorphous Ta2O5 films

Ta2O5 films were deposited using the conventional electron beam evaporation method and then annealed at temperatures in the range 373-673 K. Chemical composition, scattering and absorption were examined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), total integrated scattering (TIS) measurement and the surface thermal lensing (m) technique, respectively. The laser-induced damage threshold (LIDT) was assessed using the output from an Nd:YAG laser with a pulse length of 12 ns. The results showed that the improvement of the LIDT after annealing was due to the reduced substoichiometric and structural defects present in the film. The LIDT increased slightly below 573K and then increased significantly with increase in annealing temperature, which could be attributed to different dominant defects. Moreover, the root mean square (RMS) roughness and scattering had little effect on the LIDT, while the absorption and the LIDT were in accord with a general relation. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Uma abordagem por meio da teoria dos jogos de um modelo em ecologia matemática

A presente dissertação propõe uma abordagem alternativa na simulação matemática de um cenário preocupante em ecologia: o controle de pragas nocivas a uma dada lavoura de soja em uma específica região geográfica. O instrumental teórico empregado é a teoria dos jogos, de forma a acoplar ferramentas da matemática discreta à análise e solução de problemas de valor inicial em equações diferenciais, mais especificamente, as chamadas equações de dinâmica populacional de Lotka-Volterra com competição. Essas equações, que modelam o comportamento predador-presa, possuem, com os parâmetros inicialmente utilizados, um ponto de equilíbrio mais alto que o desejado no contexto agrícola sob exame, resultando na necessidade de utilização da teoria do controle ótimo. O esquema desenvolvido neste trabalho conduz a ferramentas suficientemente simples, de forma a tornar viável o seu uso em situações reais. Os dados utilizados para o tratamento do problema que conduziu a esta pesquisa interdisciplinar foram coletados de material bibliográfico da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária EMBRAPA.

Objetividade e matemática na epistemologia de Gaston Bachelard

O conceito de objetividade é central na epistemologia de Gaston Bachelard (1884-1962). O problema que a pesquisa busca solucionar é a definição de objetividade na filosofia bachelardiana, o que implica na necessidade de explicitar a relação entre a objetividade e a matemática. A partir da leitura e da análise da obra epistemológica de Bachelard que trata da questão da objetividade, é demonstrado que o filósofo utiliza dois diferentes conceitos de objetividade: o primeiro é o de objetividade como reconhecimento e afastamento dos obstáculos epistemológicos que se apresentam como imagens subjetivas na prática científica; o segundo conceito é o de objetividade como o processo de retificação do conhecimento científico. Apresenta-se um exemplo de objetivação: o conceito de substância, no sentido realista ingênuo, desaparece nas ciências físicas do século XX, e surge o conceito complexo de um átomo não substancial, mas matemático. A partir desse exemplo, é demonstrado que, para Bachelard, o processo de objetivação do conhecimento é sincrônico ao processo de matematização do objeto. e a razão para essa relação entre a matematização e a objetivação é explicada.

Utilização de modelos de classificação para mineração de dados relacionados à aprendizagem de matemática e ao perfil de professores do ensino fundamental

No presente trabalho foram utilizados modelos de classificação para minerar dados relacionados à aprendizagem de Matemática e ao perfil de professores do ensino fundamental. Mais especificamente, foram abordados os fatores referentes aos educadores do Estado do Rio de Janeiro que influenciam positivamente e negativamente no desempenho dos alunos do 9 ano do ensino básico nas provas de Matemática. Os dados utilizados para extrair estas informações são disponibilizados pelo Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira que avalia o sistema educacional brasileiro em diversos níveis e modalidades de ensino, incluindo a Educação Básica, cuja avaliação, que foi foco deste estudo, é realizada pela Prova Brasil. A partir desta base, foi aplicado o processo de Descoberta de Conhecimento em Bancos de Dados (KDD - Knowledge Discovery in Databases), composto das etapas de preparação, mineração e pós-processamento dos dados. Os padrões foram extraídos dos modelos de classificação gerados pelas técnicas árvore de decisão, indução de regras e classificadores Bayesianos, cujos algoritmos estão implementados no software Weka (Waikato Environment for Knowledge Analysis). Além disso, foram aplicados métodos de grupos e uma metodologia para tornar as classes uniformemente distribuídas, afim de melhorar a precisão dos modelos obtidos. Os resultados apresentaram importantes fatores que contribuem para o ensino-aprendizagem de Matemática, assim como evidenciaram aspectos que comprometem negativamente o desempenho dos discentes. Por fim, os resultados extraídos fornecem ao educador e elaborador de políticas públicas fatores para uma análise que os auxiliem em posteriores tomadas de decisão.

Análise associativa: identificação de padrões de associação entre o perfil socioeconômico dos alunos do ensino básico e os resultados nas provas de matemática

Nos dias atuais, a maioria das operações feitas por empresas e organizações é armazenada em bancos de dados que podem ser explorados por pesquisadores com o objetivo de se obter informações úteis para auxílio da tomada de decisão. Devido ao grande volume envolvido, a extração e análise dos dados não é uma tarefa simples. O processo geral de conversão de dados brutos em informações úteis chama-se Descoberta de Conhecimento em Bancos de Dados (KDD - Knowledge Discovery in Databases). Uma das etapas deste processo é a Mineração de Dados (Data Mining), que consiste na aplicação de algoritmos e técnicas estatísticas para explorar informações contidas implicitamente em grandes bancos de dados. Muitas áreas utilizam o processo KDD para facilitar o reconhecimento de padrões ou modelos em suas bases de informações. Este trabalho apresenta uma aplicação prática do processo KDD utilizando a base de dados de alunos do 9 ano do ensino básico do Estado do Rio de Janeiro, disponibilizada no site do INEP, com o objetivo de descobrir padrões interessantes entre o perfil socioeconômico do aluno e seu desempenho obtido em Matemática na Prova Brasil 2011. Neste trabalho, utilizando-se da ferramenta chamada Weka (Waikato Environment for Knowledge Analysis), foi aplicada a tarefa de mineração de dados conhecida como associação, onde se extraiu regras por intermédio do algoritmo Apriori. Neste estudo foi possível descobrir, por exemplo, que alunos que já foram reprovados uma vez tendem a tirar uma nota inferior na prova de matemática, assim como alunos que nunca foram reprovados tiveram um melhor desempenho. Outros fatores, como a sua pretensão futura, a escolaridade dos pais, a preferência de matemática, o grupo étnico o qual o aluno pertence, se o aluno lê sites frequentemente, também influenciam positivamente ou negativamente no aprendizado do discente. Também foi feita uma análise de acordo com a infraestrutura da escola onde o aluno estuda e com isso, pôde-se afirmar que os padrões descobertos ocorrem independentemente se estes alunos estudam em escolas que possuem infraestrutura boa ou ruim. Os resultados obtidos podem ser utilizados para traçar perfis de estudantes que tem um melhor ou um pior desempenho em matemática e para a elaboração de políticas públicas na área de educação, voltadas ao ensino fundamental.