A simple-versatile approach to achieve all-Si-based optical micro-cavities

At present, solid thin films are recognized by their well established and mature processing technology that is able to produce components which, depending on their main characteristics, can perform either passive or active functions. Additionally, Si-based materials in the form of thin films perfectly match the concept of miniaturized and low-consumption devices-as required in various modern technological applications. Part of these aspects was considered in the present work that was concerned with the study of optical micro-cavities entirely based on silicon and silicon nitride thin films. The structures were prepared by the sputtering deposition method which, due to the adopted conditions (atmosphere and deposition rate) and arrangement of layers, provided cavities operating either in the visible (at ~ 670 nm) or in the near-infrared (at ~ 1560 nm) wavelength ranges. The main differential of the work relies on the construction of optical microcavities with a reduced number of periods whose main properties can be changed by thermal annealing treatments. The work also discusses the angle-dependent behavior of the optical transmission profiles as well as the use of the COMSOL software package to simulate the microcavities.

Influence of the network modifier on the characteristics of MSnO3 (M=Sr and Ca) thin films synthesized by chemical solution deposition

CaSnO3 and SrSnO3 alkaline earth stannate thin films were prepared by chemical solution deposition using the polymeric precursor method on various single crystal substrates (R- and C-sapphire and 100-SrTiO3) at different temperatures. The films were characterized by X-ray diffraction (θ-2θ, ω- and φ-scans), field emission scanning electron microscopy, atomic force microscopy, micro-Raman spectroscopy and photoluminescence. Epitaxial SrSnO3 and CaSnO3 thin films were obtained on SrTiO3 with a high crystalline quality. The long-range symmetry promoted a short-range disorder which led to photoluminescence in the epitaxial films. In contrast, the films deposited on sapphire exhibited a random polycrystalline growth with no meaningful emission regardless of the substrate orientation. The network modifier (Ca or Sr) and the substrate (sapphire or SrTiO3) influenced the crystallization process and/or the microstructure. Higher is the tilts of the SnO6 octahedra, as in CaSnO3, higher is the crystallization temperature, which changed also the nucleation/grain growth process.

Electrogeneration of platinum nanoparticles in a matrix of dendrimer-carbon nanotubes

Hybrid materials with enhanced properties can now be obtained by combining nanomaterials such as carbon nanotubes and metallic nanoparticles, where the main challenge is to control fabrication conditions. In this study, we demonstrate that platinum nanoparticles (PtNps) can be electrogenerated within layer-by-layer (LbL) films of polyamidoamine (PAMAM) dendrimers and single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), which serve as stabilizing matrices. The advantages of the possible control through electrogeneration were demonstrated with a homogeneous distribution of PtNps over the entire surface of the PAMAM/SWCNT LbL films, whose electroactive sites could be mapped using magnetic force microscopy. The Pt-containing films were used as catalysts for hydrogen peroxide reduction, with a decrease in the reduction potential of 60 mV compared to a Pt film deposited onto bare ITO. By analyzing the mechanisms responsible for hydrogen peroxide reduction, we ascribed the enhanced catalytic activity to synergistic effects between platinum and carbon in the LbL films, which are promising for sensing and fuel cell applications.

Langmuir films containing ibuprofen and phospholipids

This study shows the incorporation of ibuprofen, an anti-inflammatory drug, in Langmuir monolayers as cell membrane models. Significant effects were observed for dipalmitoyl phosphatidyl choline (DPPC) monolayers with relevant changes in the elasticity of the monolayer. Dipalmitoyl phosphatidyl glycerol (DPPG) monolayers were affected by small concentrations of ibuprofen, from 1 to 5 mol%. For both types of monolayer, ibuprofen could penetrate into the hydrophobic part of the monolayer, which was confirmed with polarization-modulated infrared reflection–absorption spectroscopy (PM-IRRAS). Brewster angle microscopy (BAM) images showed that ibuprofen prevents the formation of large domains of DPPC. The pharmacological action should occur primarily with penetration of ibuprofen via electrically neutral phospholipid headgroups of the membrane.

Effect of a polymeric protective coating on optical and electrical properties of poly (p-phenylene vinylene) derivatives

The resistance to photodegradation of poly [(2-methoxy-5-n-hexyloxy)-p-phenylene vinylene] (OC1OC6-PPV) films was significantly enhanced by the use of poly(vinyl alcohol) 99% hydrolyzed as protective coating. The deposition of poly(vinyl alcohol) onto OC1OC6-PPV films did not affect the absorption and the emission spectra of the luminescent polymer. The protected film showed 5% drop on the absorbance at 500nm after 270 hours of light exposure while the unprotected film completely degraded in the same conditions. The conductivity of the protected film remained stable (around 7 × 10-10 S/m) while the value for the unprotected one dropped around two orders of magnitude after 100 hours of light exposure.

Synthesis and photovoltaic performance of a fluorene-bithiophene copolymer

We present the synthesis of a copolymer structure, poly(9,9′-n-di-hexyl-2,7-fluorene-alt-2,5- bithiophene), referred to herein as LaPPS43, and its physico-chemical characterization. Thin films of this polymer mixed with phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) were used as the active layer in photovoltaic devices using the ITO/PEDOT:PSS/LaPPS43: PCBM/Ca/Al bulk heterojunction structure. The devices of different active layer thicknesses were electrically studied using J-V curves and the Photo-Celiv technique. The obtained results show that LaPPS43 combined with PCBM is a promising system for photovoltaic devices. Device performance is discussed in terms of the mean drift distance x for charge carriers. Photophysical data showed that the excitonic species are all localized in the aggregated forms. The mechanism of exciton formation and dissociation is also discussed.

Concentration quenching and thermal activation of the luminescence from terbium-doped a-SiC:H and c-AlN thin films

The effect of terbium (Tb) doping on the photoluminescence (PL) of crystalline aluminum nitride (c-AlN) and amorphous hydrogenated silicon carbide (a-SiC:H) thin films has been investigated for different Tb atomic concentrations. The samples were prepared by DC and RF magnetron reactive sputtering techniques covering the concentration range of Tb from 0.5 to 11 at.%. The Tb-related light emission versus the Tb concentration is reported for annealing temperatures of 450 °C, 750 °C and 1000 °C. In the low concentration region the intensity exhibits a linear increase and its slope is enhanced with the annealing temperature giving an activation energy of 0.106 eV in an Arrhenius plot. In the high concentration region an exponential decay is recorded which is almost independent on the host material, its structure and the annealing process.

Salinidad del agua freática en el área regadía del río Mendoza

La provincia de Mendoza tiene la mayor superficie regada de Argentina y cuenta con una vasta infraestructura de riego y drenaje en los cinco ríos aprovechados. Los suelos son de origen aluvial, con perfiles que alternan capas de distintas texturas, observándose la presencia de estratos muy finos -casi impermeables- que impiden el libre drenaje del agua de riego. Esta situación dinámica es más evidente a medida que el río disminuye su pendiente coincidiendo con los sectores bajos de la cuenca. La acumulación de agua produce el ascenso de los niveles freáticos hasta aproximarse a la superficie del suelo, incrementando la salinización del mismo. El área de riego del río Mendoza, con valores de salinidad media del agua en su derivación hacia la red de riego menor de 1 dS.m-1, es una de las más intensamente explotadas del país y presenta dos sectores con problemas de freática cercana a superficie. Los mismos corresponden a una zona central llamada Área de Surgencia AS y a otra llamada Área Lavalle AL. En AS hay una red de 98 pozos de observación (freatímetros) para conocer las profundidades, direcciones de flujos y calidad del agua freática. El AL tiene una red de 100 freatímetros distribuidos en tres subáreas correspondientes a tres colectores de drenajes: Tres de Mayo-Jocolí TMJ, Villa Lavalle VL y Costa de Araujo-Gustavo André CG. El presente trabajo muestra los resultados de la evaluación de la salinidad del agua freática expresada como salinidad total a 25 °C (CE) para las dos áreas de estudio. Las muestras han sido extraídas en 2002 y 2004. Los resultados indican que en los dos momentos de muestreo la mediana es menor que la media correspondiente, lo que evidencia asimetría positiva en las distribuciones. Las medianas obtenidas fueron: 6180 μS cm-1 (2002) y 6195 μS cm-1 (2004). Además se observan cambios en las distribuciones entre los momentos de muestreo y entre las áreas: en 2004 aparecen valores extremos superiores mucho mayores que en 2002, y el área VL acusa frecuencias relativas más uniformes y los mayores incrementos de CE. Se distingue también que en los dos momentos de muestreo el área AS posee los valores de posición de CE más bajos, aunque también es la zona con mayor cantidad de outliers; las áreas TMJ, CG y AS no han sufrido cambios importantes en los valores de CE en dos años, pero sí se advierte un sensible aumento de la CE en VL. Con la base de datos depurados se realizaron isolíneas para diferentes intervalos de la variable analizada (CE) que muestran espacialmente los sectores afectados con los distintos intervalos de salinidad freática.

Bodegas boutique en Mendoza: aplicación de algunas herramientas de gestión

Las denominadas “bodegas boutique" han denotado un fuerte crecimiento en los últimos años dado por el desarrollo experimentado por toda la vitivinicultura mendocina, como consecuencia del aumento del consumo de vinos finos, tanto a nivel nacional como internacional. Esta situación motiva la presente investigación, puesto que la “bodega boutique" se constituye en un segmento diferenciado que justifica su análisis. En los últimos años, debido a las variables macroeconómicas del país como a las condiciones ambientales que posee la provincia de Mendoza, capitales tanto nacionales como extranjeros se vieron tentados de entrar en el negocio de las bodegas boutique. En la presente investigación se muestra cómo las pequeñas bodegas se diferencian de las bodegas tradicionales en distintos aspectos, tales como: el precio y la alta calidad de sus productos, el porcentaje de producción que exporta, el target al que apuntan, los canales de distribución, entre otros. Es de suma relevancia destacar que el presente trabajo de investigación posee un carácter exploratorio basado principalmente en el análisis de información secundaria, con el fin primordial de caracterizar el sector denominado “bodegas boutique", realizando posteriormente un relevamiento de algunas bodegas mendocinas que cumplen con dichas características. A su vez, se analizarán algunas de las principales herramientas de gestión que pueden aplicar las empresas de manera de aumentar su competitividad. Finalmente, se estudiará un caso de análisis en el que se examinará si la Bodega Pulenta Estate se la puede encuadrar dentro del concepto de bodega boutique y dentro marco de referencia que se analizará a lo largo de este trabajo. Con la aplicación de todo el bagaje conceptual a este caso de aplicación práctica, es posible realizar una serie de consideraciones en cuanto a algunas recomendaciones y sugerencias que es posible aportar a esta bodega boutique, con el fin de contribuir a su gestión.

Modernización del complejo vitivinícola en Mendoza : nuevos actores y formas de articulación

En la década del noventa comienzan a evidenciarse profundas transformaciones en el complejo vitivinícola de Mendoza. La caída del consumo y los cambios en el perfil de la demanda a favor de los vinos finos y espumantes y en detrimento de los comunes determinaron el progresivo abandono de criterios tecnoproductivos basados en la masividad para privilegiar la calidad que permitiera la inserción en mercados internacionales. En este esquema arriban a nuestro complejo sectorial nuevos actores que determinan formas de articulación propias entre los eslabones.

Contribución al estudio de la biología floral de la vid en Mendoza

Como contribución al estudio de la biología floral de la vid en Mendoza, se han efectuado observaciones morfológicas y fisiológicas. En base a los resultados obtenidos se ha hecho una clasificación práctica agrupando las variedades estudiadas en 6 tipos florales. Se propone el mejoramiento de las variedades de fecundación imperfecta por medio de la selección clonal. Los seis tipos florales son los siguientes: 1º) Flores estaminadas, funcionalmente masculinas, con pistilos atrofiados. 2º) Flores pistiladas, funcionalmente femeninas, con estambres cortos y espiralados. 3º) Flores funcionalmente femeninas, pero ocasionalmente hermafroditas funcionales. 4º) Flores hermafroditas funcionales, imperfectas con estambres finos, más cortos que los normales y en algunos casos ligeramente espiralados. 5º) Flores hermafroditas funcionalmente perfectas, con estambres y pistilos normales. 6º) Flores hermafroditas con pistilo y óvulo defectuosos, dan origen a frutos partenocárpicos o estenospermocárpicos.

Does seawater acidification affect survival, growth and shell integrity in bivalve juveniles?

Anthropogenic emissions of carbon dioxide are leading to decreases in pH and changes in the carbonate chemistry of seawater. Ocean acidification may negatively affect the ability of marine organisms to produce calcareous structures while also influencing their physiological responses and growth. The aim of this study was to evaluate the effects of reduced pH on the survival, growth and shell integrity of juveniles of two marine bivalves from the Northern Adriatic sea: the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis and the striped venus clam Chamelea gallina. An outdoor flow-through plant was set up and two pH levels (natural seawater pH as a control, pH 7.4 as the treatment) were tested in long-term experiments. Mortality was low throughout the first experiment for both mussels and clams, but a significant increase, which was sensibly higher in clams, was observed at the end of the experiment (6 months). Significant decreases in the live weight (-26%) and, surprisingly, in the shell length (-5%) were observed in treated clams, but not in mussels. In the controls of both species, no shell damage was ever recorded; in the treated mussels and clams, damage proceeded via different modes and to different extents. The severity of shell injuries was maximal in the mussels after just 3 months of exposure to a reduced pH, whereas it progressively increased in clams until the end of the experiment. In shells of both species, the damaged area increased throughout the experiment, peaking at 35% in mussels and 11% in clams. The shell thickness of the treated and control animals significantly decreased after 3 months in clams and after 6 months in mussels. In the second experiment (3 months), only juvenile mussels were exposed to a reduced pH. After 3 months, the mussels at a natural pH level or pH 7.4 did not differ in their survival, shell length or live weight. Conversely, shell damage was clearly visible in the treated mussels from the 1st month onward. Monitoring the chemistry of seawater carbonates always showed aragonite undersaturation at 7.4 pH, whereas calcite undersaturation occurred in only 37% of the measurements. The present study highlighted the contrasting effects of acidification in two bivalve species living in the same region, although not exactly in the same habitat.

Modelo no estacionario para determinar la estructura atómica en un plasma de fusión por confinamiento inercial

Durante los últimos años la física atómica ha vuelto a cobrar un papel fundamental en los planes de investigación, entre los que destacan aquellos dedicados al estudio teórico y experimental de la fusión nuclear. Concretamente, en el concepto de fusión por confinamiento inercial se pueden distinguir cuatro grandes áreas donde es básico el conocimiento de las propiedades atómicas de la materia. Estas son: 1. Modelado de la interacción entre haces de partículas o láser con la cápsula combustible 2. Simulación de blancos de irradiación indirecta mediante conversión a rayos X 3. Diagnosis de experimentos 4. Láseres de rayos X La modelación de los plasmas en fusión depende principalmente de la densidad electrónica. En fusión por confinamiento magnético (tokamaks), los plasmas tienen densidades bajas, por lo que, en general, es suficiente considerar un modelo corona, en el que la mayoría de los iones se encuentran en su estado fundamental o con un número pequeño de estados excitados, estableciéndose sus poblaciones mediante un balance entre la ionización colisional/recombinación radiativa y excitación/decaimiento espontáneo. Sin embargo, los plasmas característicos de la fusión por confinamiento inercial tienen densidades más altas, aunque, normalmente, no lo suficientes como para poder establecer condiciones de equilibrio local termodinámico (balance entre procesos colisionales). Estas densidades, que se podrían clasificar como intermedias, se caracterizan por la aparición de un mayor número de estados excitados por ión y por la importancia tanto de los procesos colisionales como radiativos. Además de lo expuesto anteriormente, en ciertos regímenes de plasma, las variables termodinámicas locales, fundamentalmente presión (densidad) y temperatura, varían fuertemente con el tiempo, de manera que cuando los tiempos característicos de esta variación son menores que los propios de relajación de los procesos atómicos, el sistema no puede tratarse en estado estacionario, siendo necesario resolver las ecuaciones de balance con dependencia temporal. Estas ecuaciones de tasa o de balance contienen una serie de términos que representan los distintos procesos mediante una serie de coeficientes cuyas expresiones dependen de las condiciones del plasma, por lo que el problema es fuertemente no lineal. Por otra parte, hay que añadir que si el medio es ópticamente grueso a la radiación, en las ecuaciones de tasa aparecen términos radiativos que incluyen el campo de radiación, por lo que es necesario resolver la ecuación de transferencia en cada línea o bien, utilizar otras aproximaciones, que sin resolver dicha ecuación, permitan tener en cuenta el campo de radiación en la línea. Por todo ello, el objetivo de esta Tesis se centra en el desarrollo de un modelo original para el cálculo de la distribución de los estados de ionización en un plasma de fusión por confinamiento inercial en condiciones de no-equilibrio termodinámico local, caracterizado por: 1. Resolución de las ecuaciones de balance en estado estacionario y con dependencia temporal, considerando a las distintas especies iónicas tanto en su estado fundamental como en posibles estados excitados. 2. Elección de especies iónicas y número de estados excitados en función de las condiciones de densidad y temperatura del plasma. En el caso de una evolución temporal el número de estados excitados y su distribución se adecúan en cada caso a las condiciones del plasma. 3. Tratamiento de medios ópticamente finos y gruesos, utilizándose para estos últimos una evaluación aproximada del campo de radiación en la línea. 4. Capacidad de acoplamiento a un modelo hidrodinámico a través de la temperatura electrónica, densidad y campo de radiación. Entre todas estas características, se debe hacer constar que las principales aportaciones originales se refieren, en primer lugar, a la forma original de resolver las ecuaciones de tasa con dependencia temporal, ya que se tiene en cuenta la evolución de todos los estados: fundamentales y excitados, frente a la hipótesis habitual de resolver las ecuaciones temporales sólo de los estados fundamentales, y suponer los excitados en estado estacionario, es decir, que siguen el comportamiento de su correspondiente fundamental. En segundo lugar, la elección del número de estados excitados por cada funda- X mental, que se realiza mediante un cálculo inicial donde se considera todos los iones del plasma en estado fundamental, para en función de las densidades de población obtenidas, elegir los estados fundamentales y sus correspondientes excitados que se deben considerar. Y por último, señalar que en el tratamiento de medios ópticamente gruesos se ha conseguido obtener una evaluación de la radiación absorbida por el plasma, independientemente de la geometría del mismo, sin necesidad de resolver la ecuación de transferencia en la línea, y sin acudir a otros métodos, que sin resolver dicha ecuación, necesitan la definición de una geometría para el plasma, por ejemplo, factores de escape. El modelo ha sido comparado y contrastado tanto con resultados teóricos como experimentales, observando unos resultados muy aceptables, de lo cual se deduce que el modelo es capaz de suministrar la evaluación de los parámetros atómicos en este tipo de plasmas. A partir de esta Tesis, el modelo se puede potenciar, a través de varias líneas de investigación que se han identificado: 1. Tratamiento de medios ópticamente gruesos con resolución de la ecuación de transferencia en las líneas. 2. Evaluación detallada de las secciones eficaces de los distintos procesos que tienen lugar en plasmas, y que aparecen en las ecuaciones de balance a través de los coeficientes de tasa.

Proyecto de optimización del proceso de producción en una planta de tratamiento de áridos

El objetivo del proyecto ha sido la optimización de una planta de tratamiento de áridos de la empresa ÁRIDOS TRUSAN S.L., situada en las terrazas del río Jarama. Los dos principales problemas que presentaba la empresa fueron los siguientes: El brusco descenso de la demanda, debido al parón que se ha producido en el sector de la construcción, los cantos rodados de tamaños excesivamente grandes, presentes en la materia prima a procesar, así como la alta proporción de finos. El proyecto se ha centrado en la incorporación de nuevos productos, con la instalación de diversas máquinas y variaciones en los procesos de producción, con el fin de aprovechar al máximo la materia prima; también se ha considerado la eliminación de finos a la entrada del molino de impactos con el fin de disminuir así el desgaste que estos provocan en los elementos de desgaste del molino (acero). Se han incorporado nuevas etapas al proceso de producción como son: Triturar los bolos más grandes para poder introducir estos al molino de impactos y el lavado de la materia prima mediante noria e hidrociclón para evitar así la excesiva presencia de finos.

Investigación y cuantificación de los procesos de colmatación en las operaciones de recarga artificial de acuíferos mediante balsas de infiltración y pozos de inyección

La deposición de determinadas fracciones de finos en el entorno de los pozos de inyección y las balsas de infiltración, ambas instalaciones de recarga artificial de acuíferos, conlleva la variación de propiedades hidrogeológicas del medio tales como la permeabilidad. La hidráulica de pozos y la hidrodinámica de balsas tradicionales no contemplan la condición de permeabilidad variable, por lo que se han investigado las funciones de colmatación y permeabilidad como funciones matemáticas susceptibles de reproducir este nuevo comportamiento. A partir de estas funciones, la utilización de métodos analíticos y numéricos ha permitido desarrollar las correspondientes ecuaciones de flujo aplicables a medios detríticos colmatados; el objetivo de esta nueva formulación es la cuantificación de los efectos que los procesos de colmatación tienen sobre las formaciones permeables. Se comprueba que el caudal unitario infiltrado en las balsas de recarga depende de la permeabilidad del medio; asimismo, en dichas instalaciones, la masa de finos colmatada depende de su concentración en la superficie de infiltración y de las velocidades de decantación e infiltración a través de la balsa. Por su parte y en presencia de colmatación, los acuíferos sometidos a caudales constantes de inyección por pozos experimentan ascensos de nivel piezométrico superiores a los teóricamente predecibles; por el contrario, la evolución de los caudales de inyección a nivel constante en los pozos de recarga responde a un comportamiento decreciente, también superior a lo inicialmente previsto por el modelo teórico. Estas variaciones de caudal y nivel piezométrico dependen de parámetros como la concentración y tamaño de los sólidos en suspensión en el agua de recarga, el tamaño de las partículas constituyentes del medio detrítico, la distancia al eje del pozo, etc.