Spontaneous and stimulated light emission due to radiative recombination in forward biased lead telluride P-N junctions

Since the discovery in 1962 of laser action in semiconductor diodes made from GaAs, the study of spontaneous and stimulated light emission from semiconductors has become an exciting new field of semiconductor physics and quantum electronics combined. Included in the limited number of direct-gap semiconductor materials suitable for laser action are the members of the lead salt family, i.e . PbS, PbSe and PbTe. The material used for the experiments described herein is PbTe . The semiconductor PbTe is a narrow band- gap material (E_g = 0.19 electron volt at a temperature of 4.2°K). Therefore, the radiative recombination of electron-hole pairs between the conduction and valence bands produces photons whose wavelength is in the infrared (λ ≈ 6.5 microns in air).

The p-n junction diode is a convenient device in which the spontaneous and stimulated emission of light can be achieved via current flow in the forward-bias direction. Consequently, the experimental devices consist of a group of PbTe p-n junction diodes made from p –type single crystal bulk material. The p - n junctions were formed by an n-type vapor- phase diffusion perpendicular to the (100) plane, with a junction depth of approximately 75 microns. Opposite ends of the diode structure were cleaved to give parallel reflectors, thereby forming the Fabry-Perot cavity needed for a laser oscillator. Since the emission of light originates from the recombination of injected current carriers, the nature of the radiation depends on the injection mechanism.

The total intensity of the light emitted from the PbTe diodes was observed over a current range of three to four orders of magnitude. At the low current levels, the light intensity data were correlated with data obtained on the electrical characteristics of the diodes. In the low current region (region A), the light intensity, current-voltage and capacitance-voltage data are consistent with the model for photon-assisted tunneling. As the current is increased, the light intensity data indicate the occurrence of a change in the current injection mechanism from photon-assisted tunneling (region A) to thermionic emission (region B). With the further increase of the injection level, the photon-field due to light emission in the diode builds up to the point where stimulated emission (oscillation) occurs. The threshold current at which oscillation begins marks the beginning of a region (region C) where the total light intensity increases very rapidly with the increase in current. This rapid increase in intensity is accompanied by an increase in the number of narrow-band oscillating modes. As the photon density in the cavity continues to increase with the injection level, the intensity gradually enters a region of linear dependence on current (region D), i.e. a region of constant (differential) quantum efficiency.

Data obtained from measurements of the stimulated-mode light-intensity profile and the far-field diffraction pattern (both in the direction perpendicular to the junction-plane) indicate that the active region of high gain (i.e. the region where a population inversion exists) extends to approximately a diffusion length on both sides of the junction. The data also indicate that the confinement of the oscillating modes within the diode cavity is due to a variation in the real part of the dielectric constant, caused by the gain in the medium. A value of τ ≈ 10^-9 second for the minority- carrier recombination lifetime (at a diode temperature of 20.4°K) is obtained from the above measurements. This value for τ is consistent with other data obtained independently for PbTe crystals.

Data on the threshold current for stimulated emission (for a diode temperature of 20. 4°K) as a function of the reciprocal cavity length were obtained. These data yield a value of J’_th = (400 ± 80) amp/cm² for the threshold current in the limit of an infinitely long diode-cavity. A value of α = (30 ± 15) cm^-1 is obtained for the total (bulk) cavity loss constant, in general agreement with independent measurements of free- carrier absorption in PbTe. In addition, the data provide a value of n_s ≈ 10% for the internal spontaneous quantum efficiency. The above value for n_s yields values of t_b ≈ τ ≈ 10^-9 second and t_s ≈ 10^-8 second for the nonradiative and the spontaneous (radiative) lifetimes, respectively.

The external quantum efficiency (n_d) for stimulated emission from diode J-2 (at 20.4° K) was calculated by using the total light intensity vs. diode current data, plus accepted values for the material parameters of the mercury- doped germanium detector used for the measurements. The resulting value is n_d ≈ 10%-20% for emission from both ends of the cavity. The corresponding radiative power output (at λ = 6.5 micron) is 120-240 milliwatts for a diode current of 6 amps.

Prism coupling of ultrashort light pulses into waveguides

We discuss coupling of ultrashort light pulses into waveguides by use of a prism waveguide coupler configuration. Theoretical analysis indicates that an extra loss induced by the short coherence times of ultrashort pulses, which has a strong effect on the reflected light and the optimum coupling condition, appears in the waveguide. Numerical simulations show that the reflectance strongly depends on the coherence times of ultrashort pulses. A method for realizing optimum coupling by compensating for the extra loss is proposed as well in this paper. A preliminary experiment of employing ultrashort pulses with different coherence times was carried out, and good agreement between theory and experiment was obtained. (c) 2006 Optical Society of America.

Optimisation of the first principle code Octopus for massive parallel architectures: application to light harvesting complexes

150 p.

Preparo e administração de medicamentos intravenosos pela enfermagem: garantindo a segurança junto aos pacientes críticos

O objeto de estudo é o preparo e a administração de medicamentos pela enfermagem por via intravenosa. O objetivo geral foi discutir as consequências, para os pacientes, dos erros encontrados a partir do preparo e da administração de medicações de uso intravenoso pela enfermagem, no ambiente hospitalar. Os objetivos específicos foram determinar os grupos medicamentosos e os medicamentos envolvidos em erros; e identificar o tipo e frequência desses erros que ocorrem no preparo e administração de medicamentos intravenosos pela enfermagem. Trata-se de uma pesquisa com desenho transversal de natureza observacional, sem modelo de intervenção. Foi desenvolvida em um hospital público, da rede sentinela, do Rio de Janeiro onde foram observados técnicos de enfermagem preparando e administrando medicamentos intravenosos, em três setores: Unidade de Terapia Intensiva, Clínica Médica e Clínica Cirúrgica. Foram observadas 367 doses preparadas e 365 doses administradas, totalizado 732 doses, à luz de 14 categorias. Para cada dose observada havia somente duas possibilidades: certo ou errado. Com relação ao perfil das medicações, os grupos prevalentes foram os antimicrobianos com 176 doses (24,04%), seguidos dos antissecretores com 149 doses (20,36%) e analgésicos com 126 doses (17,21%). Anestésicos e anticonvulsivantes foram os menos observados. Todas as categorias foram divididas em dois grupos: os com potencial de dano para o paciente e os com potencial para alterar a resposta terapêutica do medicamento. Na etapa do preparo, no grupo com potencial de dano, as categorias foram: não troca as agulhas com 88,77% de erro; não desinfecção de ampolas (80,27%) e não faz limpeza de bancada (77,26%). Nas categorias não usa máscara e não identifica o medicamento, não foram encontrado erros. Para o grupo com potencial para alterar a resposta terapêutica, as categorias foram: hora errada (57,26%) e dose errada (6,58%). Na etapa da administração, no grupo com potencial de dano ao paciente, as categorias foram: não confere o medicamento com 96,73% de erro, não avalia flebite (87,47%), não avalia a permeabilidade (86,38%) e não confere o paciente (70,57%). Para o grupo com potencial para alterar a resposta terapêutica, a categoria hora errada apresentou 69,75% de erro; em dose errada e via errada não foi evidenciado erro. Percebeu-se que, nas duas etapas, o grupo prevalente foi o com potencial de dano paciente. Porém, no grupo com potencial para alterar o resultado terapêutico do medicamento, a categoria a hora errada foi a que, provavelmente, apresentou maiores prejuízos para o paciente. Considerando-se que o preparo e administração de medicamentos são umas das maiores responsabilidades da enfermagem e que os erros podem causar danos aos pacientes, sugere-se repensar o processo de trabalho da enfermagem e investir mais em questões que envolvam a segurança com a terapia medicamentosa.

Shedding light on TQM: some research findings

Over the last decad , the paradigm of Total Quality Management (TQM) has been successfully forged in our business world. TQM may be defined as something that is both complex and ambiguous; nevertheless, some key elements or principles can be mentioned which are common to all of them: customer satisfaction, continuous improvement, commitment and leadership on the part of top management, involvement and support on the part of employees, teamwork, measurement via indicators and feedback. There are, in short, two main reasons for it having spread so widely: on the one hand, the successful diffusion of ISO 9000 standards for the implementation and certification of quality management systems, standards that have been associated to the TQM paradigm, and, on the other, the also successful diffusion of self evaluation models such as the EFQM promoted by the European Foundation for Quality Management and the Malcolm Baldrige National Quality Award in the USA, promoted by the Foundation for the Malcolm Baldrige National Quality Award. However, the quality movement is not without its problems as far as its mid and long term development is concerned. In this book some research findings related to these issues are presented.

Efeitos de dois regimes de aplicação de clodronato dissódico na reabsorção radicular e movimentação dentária em Rattus norvegicus

O objetivo dos autores foi avaliar microscopicamente, a influência de dois regimes de aplicação do clodronato dissódico na movimentação dentária e reabsorção radicular de Rattus novergicus. Foram utilizados 63 ratos, adultos, machos, com dentição permanente completa e peso aproximado de 300g. Os animais foram divididos em três grupos com 21 espécimes cada: Grupo Controle, animais submetidos à movimentação dentária induzida sem aplicação do medicamento; Grupo A, animais submetidos à movimentação com aplicação do Clodronato por via subcutânea em dias alternados; Grupo B, animais submetidos à movimentação e aplicação da droga por via subcutânea apenas no quinto e décimo segundo dias. Para avaliar os eventos celulares que ocorrem durante todo o ciclo de movimentação, os grupos foram subdivididos em três, com sete animais cada um e foi realizada a eutanásia no sétimo, décimo e décimo quarto dias. Este procedimento foi realizado com anestesia por inalação de dietil-éter e administração intra-abdominal de 40mg/Kg de pentobarbital sódico. As peças foram incluídas em parafina e os cortes teciduais (4-6m), corados por Hematoxilina-Eosina, foram usados para observações gerais e avaliação quantitativa em microscópio de luz. A análise dos resultados foi feita utilizando análise de variância (ANOVA) e o teste de Tukey foi utilizado para comparações múltiplas entre as médias. Foi considerado o nível de significância em 5%. A taxa de movimentação foi menor no Grupo A quando comparado ao grupo controle sendo estatisticamente significante (p< 0,01). No Grupo B, a taxa de movimentação foi menor que no grupo controle e maior que no Grupo A, porém sem significância estatística. Para as variáveis lacunas de reabsorção e número de osteoclastos houve diferença estatisticamente significativa quando o grupo controle foi comparado aos dois outros grupos. De acordo com os resultados, o Clodronato reduz a reabsorção radicular e a movimentação dentária, mas este último aspecto pode ser minimizado a depender do regime de aplicação do medicamento.

Influência de diferentes métodos de condicionamento superficial em pinos pré-fabricados resinosos fibro-reforçados em vidro e quartzo na resistência adesiva a compósito de polimerização dual: teste de push-out

O objetivo deste estudo foi realizar uma avaliação tridimensional da rugosidade superficial em 3 tipos de pinos de fibra - DT LightPost, FRC Postec Plus e Transluma Post - submetidos a diferentes tratamentos de superfície e avaliar os efeitos dos pré-tratamentos na resistência adesiva a um compósito de presa dual Biscore. Os tratamentos de superfície foram: imersão em ácido hidrofluorídrico, jateamento com óxido de alumínio a 50m, imersão em peróxido de hidrogênio, jateamento com óxido de alumínio a 50m seguido de imersão em ácido hidrofluorídrico e jateamento com óxido de alumínio a 50m seguido de imersão em peróxido de hidrogênio. No experimento 1, 75 pinos foram divididos em 3 grupos (n = 25), de acordo com seu fabricante e subdivididos em cinco subgrupos. A rugosidade superficial foi medida usando um rugosímetro tridimensional e analisada com o software de análise 3D. Os valores de rugosidade foram obtidos antes e após diferentes tratamentos de superfície na área dos mesmos corpos-de-prova. Para o experimento 2, foram utilizados os mesmos corpos-de-prova, os mesmos grupos e subgrupos do experimento 1, tendo sido adicionado o subgrupo de controle (n=90) e a resistência adesiva a um compósito presa dual Biscore foi mensurada através de um teste push-out. A resistência adesiva foi medida em uma máquina universal de ensaios, com uma célula de carga tipo SLBL-5kN em uma velocidade de 0,5 mm / min. Os resultados do experimento 1 foram analisados através de um teste estatístico t-Student. Jateamento e jateamento seguido de imersão em ácido hidrofluorídrico produziram um aumento estatisticamente significante na rugosidade, contudo somente o tratamento por jateamento proporcionou um aumento significativo nos valores de rugosidade. Os resultados do experimento 2 foram obtidos através de um um teste t-unilateral de hipótese com variância desconhecida. Concluiu-se que o jateamento com óxido de alumínio a 50μm em uma distância de 30 mm a 2,5 bar de pressão por 5 segundos foi suficiente para modificar a topografia dos pinos de fibra de vidro e quartzo e que o jateamento com partículas de 50 μ alumina a distância de 30 mm a 2,5 bar de pressão por 5 segundos foi o único tratamento de superfície que aumentou a resistência adesiva do compósito Biscore aos pinos DT Light Post e Transluma Post. Os pinos FRC Postec Plus não demostraram um aumento estatisticamente significante na resistência adesiva em nenhum grupo.

Palinotaxonomia de espécies de Cissus L. (Vitaceae Juss.) ocorrentes no Brasil

Analisou-se os grãos de pólen de 31 espécies brasileiras de Cissus L. (Vitaceae Juss.). Este é o maior gênero da família, com cerca de 350 táxons. Na região neotropical foram localizadas 75 espécies, tendo sua maior representatividade na América do Sul com 48 representantes endêmicos. No Brasil apenas o gênero Cissus ocorre naturalmente em todos os estados e é representado por 48 espécies, podendo ser encontrado em áreas de mata, campos, restingas e cerrados. Neste estudo foram analisados 14 grupos taxonômicos informais com a finalidade de descrever a morfologia polínica e estabelecer se os atributos polínicos seriam úteis à taxonomia do grupo. O material botânico utilizado foi obtido através de exsicatas depositadas nos herbários brasileiros. Os grãos de pólen foram tratados pelo método de acetólise láctica, sendo posteriormente mensurados, descritos, fotomicrografados em microscopia de luz; realizou-se tratamento estatístico (expressos em tabelas). Para análise em microscópio eletrônico de varredura (MEV), as anteras foram rompidas e os grãos de pólen, não acetolisados, espalhados sobre uma fita de carbono. Foram caracterizados quanto à forma, ao tamanho, ao tipo de abertura, à polaridade e a ornamentação da sexina. Os grãos de pólen foram descritos como: médios a grandes, isopolares ou heteropolares, oblato-esferoidais a prolatos, 3-colporados, colpos muito longos ou longos, com margem ornamentada ou não, membrana granulada, presença ou não de opérculo; endoabertura geralmente lalongada, algumas vezes apresentando costa e/ou fastígio; a sexina variou de microrreticulada, perfurada a reticulada; a sexina é geralmente mais espessa que a nexina. Com os resultados construiu-se uma chave polínica na qual foi possível reunir espécies com caracteres semelhantes subordinadas a mais de um Grupo. Com esta pesquisa concluiu-se que os atributos polínicos permitiram a distinção da maior parte dos táxons, exceto quatro, confirmando a heterogeneidade polínica do gênero. Espera-se que este estudo contribua para o melhor conhecimento da taxonomia do gênero e forneça dados para uma filogenia futura.