Magnetization reversal and magnetic anisotropies in epitaxial Fe/MgO and Fe/MgO/Fe heterostructures grown on Si(001)

Epitaxial Fe/MgO heterostructures have been grown on Si(001) by a combination of sputtering and laser ablation deposition techniques. The growth of MgO on Si(001) is mainly determined by the nature of the interface, with large lattice mismatch and the presence of an amorphous layer of unclear origin. Reflection high energy electron diffraction patterns of this MgO buffer layer are characteristic of an epitaxial, but disordered, structure. The structural quality of subsequent Fe and MgO layers continuously improves due to the better lattice match and the burial of defects. A weak uniaxial in-plane magnetic anisotropy is found superimposed on the expected cubic biaxial anisotropy. This additional anisotropy, of interfacial nature and often found in Fe/MgO and Fe/MgO/GaAs(001) systems, is less intense here due to the poorer MgO/Si interface quality compared with that of other systems. From the evolution of the anisotropy field with film thickness, magnetic anisotropy is also found to depend on the crystal quality. Kerr measurements of a Fe/MgO multilayered structure grown on Si show two different switching fields, suggesting magnetic coupling of two of the three Fe layers. Nevertheless, due to the little sensitivity to the bottom Fe film, independent switching of the three layers cannot be ruled out.

Suprimento do silicato de cálcio e a eficiência nutricional de variedades de cafeeiro

Embora não seja considerado nutriente essencial às plantas, o Si é classificado como elemento benéfico ou útil, mas pode alterar a dinâmica nutricional das plantas. Objetivando comparar a eficiência nutricional de variedades de cafeeiro (Catuaí, Mundo Novo e Icatu) em resposta à adubação silicatada, realizou-se um experimento em blocos casualizados, com as três variedades de mudas em tubetes combinadas com seis doses de CaSiO3 (T0 = 0, T1 = 0,063, T2 = 0,125, T3 = 0,25, T4 = 0,5 e T5 = 1,0 g dm-3 de substrato). A variedade Icatu teve a maior eficiência de absorção (EA) de Cu, Zn, Fe e Si, maior eficiência de uso (EU) de N, K, Ca, B e Mn, não diferindo da Mundo Novo com relação aos nutrientes N, Ca e Mn, e maior eficiência de translocação (ET) de N, S, Zn e de Fe. A Catuaí teve maior EA de P, K, B e Mn, não diferindo da Mundo Novo com relação aos nutrientes P, K e Mn, maior EU para Mg, S, Cu, Zn, Fe e Si, provavelmente devido à melhor ET desses nutrientes, exceto para Fe e Si. A Mundo Novo foi mais eficiente na absorção de N, K, Ca, Mg, Mn e Si, teve maior EU de P e Mn e maior ET de K, Ca, B, Mn e Si.

Topolitossequências de solos do Alto Paranaíba: atributos físicos, químicos e mineralógicos

Pouco se conhece sobre a diferenciação pedogenética no Alto Paranaíba (MG), quando são comparados materiais de composição química tão variada, como tufitos, rochas ígneas alcalinas e ultramáficas e carbonatitos, todos de ocorrência na região. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo caracterizar física, química e mineralogicamente os solos representativos de três topolitossequências do Alto Paranaíba. Para isso, foram descritos e coletados 11 perfis de solos, entre os municípios de Serra do Salitre, Patrocínio e Coromandel, representando as variações litológicas na faixa do contato geológico entre os grupos Bambuí, rochas vulcânicas ultramáficas e Araxá. Nas amostras de solos foram realizadas análises físicas e químicas de rotina, além de determinações de Fe, Al e Si após extração por ataque sulfúrico; Fe por DCB e oxalato; Fe, Ca, Mg, K, P, Ti e outros metais pesados após digestão total (ataque triácido); e determinação dos diferentes componentes da fração argila por difratometria de raios X. Os Latossolos do Alto Paranaíba são extremamente intemperizados e com índices Ki e Kr muito baixos, indicativos de solos ricos em óxidos de Fe e de Al, não possuindo uma filiação definida com os materiais de origem subjacente, indicando intensa pedoturbação e provável mistura com materiais alóctones. As assinaturas geoquímicas indicativas da natureza ultramáfica são os teores elevados de Cr, Ni, Mn, Fe e Mg. A mineralogia da fração argila dos Latossolos indica a coexistência de vermiculita com hidroxi-Al entrecamadas, caulinita, gibbsita e anatásio, evidenciando uma gênese policíclica dos minerais da fração mais fina e o elevado grau de intemperismo. Nos Cambissolos, a rápida dessilificação atual conduz à coexistência de gibbsita e óxidos de Fe com esmectitas e illitas, em virtude da rápida ação do intemperismo nos substratos de rochas máficas ou ultramáficas-alcalinas, pobres em sílica.

Genesis and classification of Oxisols in a highland toposequence of the upper Jequitinhonha Valley (MG)

The Brazilian System of Soil Classification (SiBCS) is a taxonomic system, open and in permanent construction, as new knowledge on Brazilian soils is obtained. The objective of this study was to characterize the chemical, physical, morphological, micro-morphological and mineralogical properties of four pedons of Oxisols in a highland toposequence in the upper Jequitinhonha Valley, emphasizing aspects of their genesis, classification and landscape development. The pedons occupy the following slope positions: summit - Red Oxisol (LV), mid slope (upper third) - Yellow-Red Oxisol (LVA), lower slope (middle third)- Yellow Oxisol (LA) and bottom of the valley (lowest third) - "Gray Oxisol" ("LAC"). These pedons were described and sampled for characterization in chemical and physical routine analyses. The total Fe, Al and Mn contents were determined by sulfuric attack and the Fe, Al and Mn oxides in dithionite-citrate-bicarbonate and oxalate extraction. The mineralogy of silicate clays was identified by X ray diffraction and the Fe oxides were detected by differential X ray diffraction. Total Ti, Ga and Zr contents were determined by X ray fluorescence spectrometry. The "LAC" is gray-colored and contains significant fragments of structure units in the form of a dense paste, characteristic of a gleysoil, in the horizons A and BA. All pedons are very clayey, dystrophic and have low contents of available P and a pH of around 5. The soil color was related to the Fe oxide content, which decreased along the slope. The decrease of crystalline and low- crystalline Fe along the slope confirmed the loss of Fe from the "LAC". Total Si increased along the slope and total Al remained constant. The clay fraction in all pedons was dominated by kaolinite and gibbsite. Hematite and goethite were identified in LV, low-intensity hematite and goethite in LVA, goethite in LA. In the "LAC", no hematite peaks and goethite were detected by differential X ray diffraction. The micro-morphology indicated prevalence of granular microstructure and porosity with complex stacking patterns.. The soil properties in the toposequence converged to a single soil class, the Oxisols, derived from the same source material. The landscape evolution and genesis of Oxisols of the highlands in the upper Jequitinhonha Valley are related to the evolution of the drainage system and the activity of excavating fauna.

Estabilidade de agregados de um latossolo amarelo distrocoeso de tabuleiro costeiro sob diferentes aportes de resíduos orgânicos da cana-de-açúcar

O potencial produtivo da cana-de-açúcar decorre de fatores relacionados ao clima, ao solo e à variedade cultivada. Sistemas de manejo que proporcionem a adição de resíduos orgânicos ao solo podem provocar alterações em seus atributos físicos, favorecendo o crescimento do sistema radicular e a produtividade da canade-açúcar. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar com diversos níveis de adição de resíduos orgânicos sobre a distribuição e os índices de estabilidade de agregados de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos tabuleiros costeiros de Alagoas. Foram selecionadas áreas em talhões de produção com a cultura da cana-de-açúcar: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área sob sistema de manejo com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Esses sistemas de manejo foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por um fragmento de Mata Atlântica (MN). Para avaliar a distribuição e os índices de estabilidade de agregados, amostras do solo foram coletadas ao acaso, nas áreas submetidas aos diferentes sistemas de manejo, nas profundidades de 0-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m, sendo retiradas num ponto situado nas entrelinhas da cana-de-açúcar. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5 %. Estudos de correlações simples foram realizados entre algumas variáveis medidas. Os resultados permitiram concluir que os diferentes sistemas de manejo promoveram alterações na distribuição de agregados do solo e a estabilização dos agregados na camada superficial dependeu do teor de matéria orgânica e da ação dos ciclos sucessivos de umedecimento e secagem do solo. Os estudos de correlações entre o carbono orgânico total e os índices de estabilidade dos agregados apresentaram correlações significativas e positivas.

Limites de consistência e propriedades químicas de um latossolo amarelo distrocoeso sob aplicação de diferentes resíduos da cana-de-açúcar

Os solos dos tabuleiros costeiros cultivados com cana-de-açúcar, durante longo período de tempo, sob sistemas de manejo com diferentes aportes de matéria orgânica podem apresentar alterações nas propriedades físicas e químicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do aporte de matéria orgânica pelos diferentes sistemas de manejo da cana-de-açúcar sobre as propriedades físicas e químicas de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos tabuleiros costeiros de Alagoas. Foram selecionadas áreas em talhões de produção com a cultura da cana-de-açúcar, sendo objeto de pesquisa experimental três áreas, representativas de três sistemas de manejo adotados pela unidade sucroalcooleira: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área sob sistema de manejo com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Esses sistemas de manejo foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por um fragmento de Mata Atlântica nativa (MN). Para avaliar as propriedades físicas e químicas, amostras de solo foram coletadas ao acaso, nas áreas submetidas aos diferentes sistemas de manejo, nas profundidades de 0-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m, sendo retiradas num ponto situado nas entrelinhas da cana-de-açúcar. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5 %. Estudos de correlações simples foram realizados entre algumas variáveis medidas. Os resultados permitiram concluir que os diferentes sistemas de manejo investigados promoveram alterações nas propriedades físicas e químicas do solo. As medidas de consistência do solo apresentaram tendência de aumento em seus valores com o incremento do carbono orgânico total (COT) do solo, promovido pela adição de resíduos da cana-de-açúcar. Os sistemas de manejo que receberam adição de resíduos da cana-de-açúcar denotaram menor degradação nas propriedades físicas e químicas do solo.

Rice grown in nutrient solution with doses of manganese and silicon

Although silicon is not recognized as a nutrient, it may benefit rice plants and may alleviate the Mn toxicity in some plant species. The dry matter yield (root, leaf, sheaths and leaf blade) and plant architecture (angle of leaf insertion and leaf arc) were evaluated in rice plants grown in nutrient solutions with three Mn doses, with and without Si addition. The treatments were arranged in a 2 x 3 factorial [with and without (2 mmol L-1) Si; three Mn doses (0.5; 2.5 and 10 µmol L-1)], in a randomized block design with 4 replications. The experimental unit was a 4 L plastic vase with 4 rice (Metica-1 cultivar) plants. Thirty nine days after keeping the seedlings in the nutrient solution the plant dry matter yield was determined; the angle of leaf insertion in the sheath and the leaf arc were measured; and the Si and Mn concentrations in roots, sheaths and leaves were determined. The analysis of variance (F test at 5 and 1 % levels) and the regression analysis (for testing plant response to Mn with the Si treatments) were performed. The Si added to the nutrient solution increased the dry matter yield of roots, sheaths and leaf blades and also decreased the angle of leaf blade insertion into the sheath and the foliar arc in the rice plant. Additionally, it ameliorated the rice plant architecture which allowed an increase in the dry matter yield. Similarly, the addition of Mn to the solution improved the architecture of the rice plants with gain in dry matter yield. As Si was added to the nutrient solution, the concentration of Mn in leaves decreased and in roots increased thus alleviating the toxic effects of Mn on the plants.

Response of doped 4He droplets

In the framework of a finite-range density-functional theory, we compute the response of 4HeN clusters doped with a rare-gas molecule. For this purpose, the mean field for the 4He atoms, their wave functions and effective quasiparticle interaction, are self-consistently calculated for a variety of particle numbers in the cluster. The response function is then evaluated for several multipolarities in each drop and the collective states are consequently located from the peaks of the strength function. The spectra of pure droplets approach those previously extracted with a similar algorithm resorting to a zero-range density functional. The spectra of doped clusters are sensitive to the presence of the impurity and are worth a future systematic investigation.

On the stability of the bcc phase in Cu-Al-Mn shape memory alloys

Measurements of the entropy change at the martensitic transition of two composition-related sets of Cu-Al-Mn shape-memory alloys are reported. It is found that most of the entropy change has a vibrational origin, and depends only on the particular close-packed structure of the low-temperature phase. Using data from the literature for other Cu-based alloys, this result is shown to be general. In addition, it is shown that the martensitic structure changes from 18R to 2H when the ratio of conduction electrons per atom reaches the same value as the eutectoid point in the equilibrium phase diagram. This finding indicates that the structure of the metastable low-temperature phase is reminiscent of the equilibrium structure.