Role of substrate quality on the performance of semipolar (11 2 - 2) InGaN light-emitting diodes

We compare the optical properties and device performance of unpackaged InGaN/GaN multiple-quantum-well light-emitting diodes (LEDs) emitting at ∼430 nm grown simultaneously on a high-cost small-size bulk semipolar (11 2 - 2) GaN substrate (Bulk-GaN) and a low-cost large-size (11 2 - 2) GaN template created on patterned (10 1 - 2) r-plane sapphire substrate (PSS-GaN). The Bulk-GaN substrate has the threading dislocation density (TDD) of ∼ and basal-plane stacking fault (BSF) density of 0 cm-1, while the PSS-GaN substrate has the TDD of ∼2 × 108cm-2 and BSF density of ∼1 × 103cm-1. Despite an enhanced light extraction efficiency, the LED grown on PSS-GaN has two-times lower internal quantum efficiency than the LED grown on Bulk-GaN as determined by photoluminescence measurements. The LED grown on PSS-GaN substrate also has about two-times lower output power compared to the LED grown on Bulk-GaN substrate. This lower output power was attributed to the higher TDD and BSF density.

A Most Serviceable Drudge: the papermills of the Water of Leith.

This article outlines the twentieth century history of papermaking on the Water of Leith using interviews conducted with a variety of former mill employees as part of the SAPPHIRE initiative. Until the mid-twentieth century, the Water of Leith was an important industrial centre for Edinburgh, particularly in papermaking.

Contagem automática de plaquetas : ação de um aminoglicosídeo na pseudotrombocitopenia induzida pelo ácido etilenodiaminotetracético tripotássico

Introdução: A pseudotrombocitopenia dependente de EDTA (EDTA-PTCP) consiste numa falsa diminuição na contagem de plaquetas (PLT), em amostras de sangue colhidas em EDTA, devido a aglutinação plaquetar. Estudos publicados referem que a aglutinação plaquetar na presença de EDTA se pode evitar e dissociar com a adição de um aminoglicosídeo. Objectivos: 1) avaliar a eficácia do aminoglicosídeo gentamicina (Gent) na dissociação de aglutinados plaquetares em amostras de sangue total colhidas em EDTA; 2) verificar se existe alterações nos outros parâmetros hematológicos e na morfologia do sangue periférico, após adição de Gent; 3) detetar o envolvimento das frações GPllb ou GPllIa do complexo GPllb/llIa no mecanismo de formação dos aglutinados plaquetares induzidos pelo EDTA. Material e Métodos: 145 amostras de sangue periférico em EDTA-K3 e com trombocitopenia, processadas no CELL-DYN Sapphire TM. De acordo com padrão gráfico característico em Mono-Poly I, amostras reprocessadas após adição de 20 μL de Gent, com a mesma metodologia. Esfregaços de sangue periférico (ESP) corados por May-Grünwald-Giemsa. 13 amostras processadas com contagem imunológica de PLT (CD61), antes e após Gent. Comparação dos valores dos diferentes parâmetros antes e após adição de Gent: Teste T- student emparelhado, significado estatístico: p<0,05. Resultados: 138 amostras com diferença estatisticamente significativa na contagem de PLT antes e após Gent, com desaparecimento do padrão inicial em Mono-Poly I: 97 EDTA-PTCP (p<0,0001) e 41 trombocitopenias reais (p<0,0001). Sete amostras sem aumento na contagem de PLT (P=0,15) com Gent, nem alteração em Mono-Poly I, sugerindo presença de microcoágulos, confirmados em ESP. Principais parâmetros hematológicos sem diferenças significativas (p>0,05), após adição de Gent, com exceção do VPM (P<0,0001) e Ptc (p<0,0001). Morfologia do sangue periférico sem alterações. As treze amostras processadas com CD61 antes de Gent tinham um número de PLT superior ao obtido na contagem ótica antes de Gent. Conclusões: A adição de Gent às amostras em EDTA induz uma rápida dissociação dos aglutinados, sem causar alterações morfológicas nem dos principais parâmetros hematológicos. Apenas a GPllb parece estar envolvida no mecanismo de formação dos aglutinados plaquetares. O uso de Gent revelou-se muito útil, rápido e com baixo custo nas EDTA-PTCP, permitindo rentabilizar a tecnologia existente, com grande benefício para o doente.

Deteção/quantificação de eritrócitos com hemoglobina fetal na gravidez e pós parto utilizando um analisador hematológico

Introdução: As células F(CF) são eritrócitos contendo hemoglobina (Hb) F e outros tipos de hemoglobina. São encontradas em indivíduos de todas as idades, ao contrário dos eritrócitos fetais, só encontrados em fetos e recém-nascidos. Nestes eritrócitos fetais, a Hb F é o tipo dominante de Hb. Estudos publicados indicam que a gravidez pode levar a um aumento progressivo de células com Hb F no sangue materno, devido à presença de CF e/ou de células fetais, estas últimas frequentemente associadas a hemorragia feto–materna (HFM). Objetivo: (1) Determinação da percentagem (%) de células com Hb F em sangue materno, usando um anticorpo Anti-Hb F num analisador hematológico. (2) Quantificação de CF e/ou células fetais na gravidez e pós o parto. (3) Elaboração de algoritmo para a triagem de HFM. Material e Métodos: Estudadas 168 amostras de sangue materno: 29 no 1º trimestre da gravidez (1ºT); 43 no segundo (2º T); 82 no terceiro (3ºT), 14 pós-parto (PP) (amostras entre dia 0 e dia 7, após parto); 32 controlos negativos (Ctl N) com homens adultos saudáveis e 30 controlos positivos (Ctl P), obtidos por mistura de sangue do cordão com sangue do adulto, AB0 compatíveis. Amostras processadas no analisador hematológico Cell-Dyn Sapphire tm, em modo RBC Flow, após ajuste de parâmetros IAS, FL1 e FL3, utilizando um reagente com iodeto de propídio e 2,5 uL de anticorpo monoclonal anti-Hb F FITC. Imagens analisadas pelo software FCS Express V3. Análise estatística com Kruskal-Wallis e teste t-Student (significância estatística p <0,05). Cut-off para HFM obtido pelo valor mínimo, em %, em que se detetam células fetais na amostra Ctl P. Resultados: foram encontradas diferenças estatisticamente significativas na % células com Hb F (P<0,0001) nos grupos estudados. % CF aumenta com a gravidez:1ºT vs Ctl N - p <0,0217 e também durante a gravidez 1ºT Vs 3ºT – P=0,0007. Mesmo depois do PP a % CF está aumentada Ctl N vs PP: - p<0,0001. Valores médios de % CF residuais em adultos saudáveis: 0,53. Maioria das amostras nos diferentes grupos estudados apresenta % CF acima do valor residual (>0,53%): 66% no grupo 1ºT, 83 % no 2º T e 91% no 3º T. Valor cut-off para suspeita de HFM de 1,70% de células com Hb F. Teste preciso (CV+- 4%) para baixas % de células com Hb F. Discussão/Conclusão: Há um aumento células com Hb F durante a gravidez e esse aumento permanece no período PP. Em duas amostras do 3ºT obteve-se % células com Hb F elevada, superior ao cut-off (≥1,70%), sendo detetada uma população de prováveis células fetais. A presença células fetais nestas amostras foi confirmada por citometria de fluxo com Anti-Hb F/ Anti-CA, com subsequente diagnóstico de HFM. Esta metodologia é simples, rápida e não dispendiosa, quando aplicada a um analisador hematológico, representa uma mais-valia no rastreio da HFM. No futuro, pode integrar o protocolo de análises de rotina das grávidas, permitindo detetar as HFM silenciosas, que são a origem de muitas anemias de causa desconhecida em recém-nascidos.

Design, construction, and applications of a high-resolution terahertz time-domain spectrometer

This thesis reports on the design, construction, and initial applications of a high-resolution terahertz time-domain ASOPS spectrometer. The instrument employs asynchronous optical sampling (ASOPS) between two Ti:sapphire ultrafast lasers operating at a repetition rate of approximately 80 MHz, and we thus demonstrate a THz frequency resolution approaching the limit of that repetition rate. This is an order of magnitude improvement in resolution over typical THz time-domain spectrometers. The improved resolution is important for our primary effort of collecting THz spectra for far-infrared astronomy. We report on various spectroscopic applications including the THz rotational spectrum of water, where we achieve a mean frequency error, relative to established line centers, of 27.0 MHz. We also demonstrate application of the THz system to the long-duration observation of a coherent magnon mode in a anti-ferromagnetic yttrium iron oxide (YFeO3) crystal. Furthermore, we apply the all-optical virtual delay line of ASOPS to a transient thermoreflectance experiment for quickly measuring the thermal conductivity of semiconductors.

Electroreflectance characterization of AlInGaN/GaN high-electron mobility heterostructures

Room temperature electroreflectance (ER) spectroscopy has been used to study the fundamental properties of AlxInyGa${}_{1-x-y}$N/AlN/GaN heterostructures under different applied bias. The (0001)-oriented heterostructures were grown by metal-organic vapor phase epitaxy on sapphire. The band gap energy of the AlxInyGa${}_{1-x-y}{\rm{N}}$ layers has been determined from analysis of the ER spectra using Aspnes' model. The obtained values are in good agreement with a nonlinear band gap interpolation equation proposed earlier. Bias-dependent ER allows one to determine the sheet carrier density of the two-dimensional electron gas and the barrier field strength.

Design and Applications of a Decade-Spanning Terahertz Frequency Comb Spectrometer: Doppler-limited Rotational Spectroscopy of Methanol and Methanol-OD

This thesis details the design and applications of a terahertz (THz) frequency comb spectrometer. The spectrometer employs two offset locked Ti:Sapphire femtosecond oscillators with repetition rates of approximately 80 MHz, offset locked at 100 Hz to continuously sample a time delay of 12.5 ns at a maximum time delay resolution of 15.6 fs. These oscillators emit continuous pulse trains, allowing the generation of a THz pulse train by the master, or pump, oscillator and the sampling of this THz pulse train by the slave, or probe, oscillator via the electro-optic effect. Collecting a train of 16 consecutive THz pulses and taking the Fourier transform of this pulse train produces a decade-spanning frequency comb, from 0.25 to 2.5 THz, with a comb tooth width of 5 MHz and a comb tooth spacing of ~80 MHz. This frequency comb is suitable for Doppler-limited rotational spectroscopy of small molecules. Here, the data from 68 individual scans at slightly different pump oscillator repetition rates were combined, producing an interleaved THz frequency comb spectrum, with a maximum interval between comb teeth of 1.4 MHz, enabling THz frequency comb spectroscopy.

The accuracy of the THz frequency comb spectrometer was tested, achieving a root mean square error of 92 kHz measuring selected absorption center frequencies of water vapor at 10 mTorr, and a root mean square error of 150 kHz in measurements of a K-stack of acetonitrile. This accuracy is sufficient for fitting of measured transitions to a model Hamiltonian to generate a predicted spectrum for molecules of interest in the fields of astronomy and physical chemistry. As such, the rotational spectra of methanol and methanol-OD were acquired by the spectrometer. Absorptions from 1.3 THz to 2.0 THz were compared to JPL catalog data for methanol and the spectrometer achieved an RMS error of 402 kHz, improving to 303 kHz when excluding low signal-to-noise absorptions. This level of accuracy compares favorably with the ~100 kHz accuracy achieved by JPL frequency multiplier submillimeter spectrometers. Additionally, the relative intensity performance of the THz frequency comb spectrometer is linear across the entire decade-spanning bandwidth, making it the preferred instrument for recovering lineshapes and taking absolute intensity measurements in the THz region. The data acquired by the Terahertz Frequency Comb Spectrometer for methanol-OD is of comparable accuracy to the methanol data and may be used to refine the fit parameters for the predicted spectrum of methanol-OD.

Avaliação de nova estratégia extrativa, baseada em NTDs, combinada com dados de análise cromatigráfica e quimiométrica para a deteção de biomarcadores de diferentes tipos de cancro

A elevada incidência e mortalidade mundiais associadas ao cancro justificam o desenvolvimento e implementação de estratégias eficazes e não-invasivas conducentes a um diagnóstico precoce. Neste contexto, pretendeu-se avaliar a performance de uma metodologia inovadora, a microextração por “needle trap” (NTME), na extração de metabolitos voláteis (VOMs) da urina de pacientes oncológicos com diferentes tipos de cancro - cólon, pulmão e mama, e de indivíduos saudáveis, com a finalidade de identificar um conjunto de VOMs potenciais biomarcadores dos diferentes tipos cancros em estudo. De modo a maximizar a eficiência da extração dos VOMs, foram otimizados diferentes parâmetros experimentais, nomeadamente a natureza do sorvente, a temperatura, o tempo de equilíbrio, o volume de headspace, a força iónica, o pH do meio e o volume e a agitação da amostra. Usando como sorvente o DVB/Car1000/CarX, os melhores resultados foram obtidos com 4 mL de urina acidificada (pH= 2), 20% NaCl, 40 mL de headspace e 40 min de equilíbrio a 50 °C. Foi ainda avaliada a estabilidade dos VOMs no sorvente até 72 h após a extração. Nos quatro grupos em estudo foram identificados, por GC-MS, 259 VOMs pertencentes a diversas famílias químicas, nomeadamente cetonas, compostos sulfurados, furânicos e terpénicos. A matriz de dados obtida para cada grupo em estudo foi submetida a análise discriminante, usando o método dos mínimos quadrados parciais (PLS-DA), que resultou em clusters distintos diferenciadores de cada grupo. A aplicabilidade do modelo foi avaliada através do método de classificação SIMCA (modelagem suave e independente de analogias de classe), com elevadas taxas de classificação, sensibilidade e especificidade. Este foi o primeiro estudo usando NTME para o estabelecimento do padrão volatómico da urina. Os resultados obtidos revelam-se muito promissores originando perfis voláteis de maior expressividade, mais completos e abrangentes, que os obtidos usando metodologias de referência.

High bandwidth freestanding semipolar (11–22) InGaN/GaN light-emitting diodes

Freestanding semipolar (11–22) indium gallium nitride (InGaN) multiplequantum-well light-emitting diodes (LEDs) emitting at 445 nm have been realized by the use of laser lift-off (LLO) of the LEDs from a 50- m-thick GaN layer grown on a patterned (10–12) r -plane sapphire substrate (PSS). The GaN grooves originating from the growth on PSS were removed by chemical mechanical polishing. The 300 m × 300 m LEDs showed a turn-on voltage of 3.6 V and an output power through the smooth substrate of 0.87 mW at 20 mA. The electroluminescence spectrum of LEDs before and after LLO showed a stronger emission intensity along the [11–23]InGaN/GaN direction. The polarization anisotropy is independent of the GaN grooves, with a measured value of 0.14. The bandwidth of the LEDs is in excess of 150 MHz at 20 mA, and back-to-back transmission of 300 Mbps is demonstrated, making these devices suitable for visible light communication (VLC) applications.

Playing in the dark of winter

This poem is an output of a collaborative improvisation session.

The forest within

This is an original work of live improvision performance art. Themes in focus are local and human ecologies and daily practices.

Avaliação de nova estratégia extrativa, baseada em NTDs, combinada com dados de análise cromatigráfica e quimiométrica para a deteção de biomarcadores de diferentes tipos de cancro

A elevada incidência e mortalidade mundiais associadas ao cancro justificam o desenvolvimento e implementação de estratégias eficazes e não-invasivas conducentes a um diagnóstico precoce. Neste contexto, pretendeu-se avaliar a performance de uma metodologia inovadora, a microextração por “needle trap” (NTME), na extração de metabolitos voláteis (VOMs) da urina de pacientes oncológicos com diferentes tipos de cancro - cólon, pulmão e mama, e de indivíduos saudáveis, com a finalidade de identificar um conjunto de VOMs potenciais biomarcadores dos diferentes tipos cancros em estudo. De modo a maximizar a eficiência da extração dos VOMs, foram otimizados diferentes parâmetros experimentais, nomeadamente a natureza do sorvente, a temperatura, o tempo de equilíbrio, o volume de headspace, a força iónica, o pH do meio e o volume e a agitação da amostra. Usando como sorvente o DVB/Car1000/CarX, os melhores resultados foram obtidos com 4 mL de urina acidificada (pH= 2), 20% NaCl, 40 mL de headspace e 40 min de equilíbrio a 50 °C. Foi ainda avaliada a estabilidade dos VOMs no sorvente até 72 h após a extração. Nos quatro grupos em estudo foram identificados, por GC-MS, 259 VOMs pertencentes a diversas famílias químicas, nomeadamente cetonas, compostos sulfurados, furânicos e terpénicos. A matriz de dados obtida para cada grupo em estudo foi submetida a análise discriminante, usando o método dos mínimos quadrados parciais (PLS-DA), que resultou em clusters distintos diferenciadores de cada grupo. A aplicabilidade do modelo foi avaliada através do método de classificação SIMCA (modelagem suave e independente de analogias de classe), com elevadas taxas de classificação, sensibilidade e especificidade. Este foi o primeiro estudo usando NTME para o estabelecimento do padrão volatómico da urina. Os resultados obtidos revelam-se muito promissores originando perfis voláteis de maior expressividade, mais completos e abrangentes, que os obtidos usando metodologias de referência.