提拉法Ti:LiAlO_2晶体的生长、缺陷及N_2退火研究

本文采用提拉法成功地生长了钛掺杂浓度为0.1%原子分数的LiAlO2单晶体,借助光学显微镜,结合化学腐蚀法,对Ti:LiAlO2晶体(100)面空气退火前后的缺陷特征进行了研究,用AFM观测了(100)面晶片在不同温度下流动N2气氛退火过的表面形貌。结果表明:Ti:LiAlO2晶体(100)面的位错腐蚀坑是底面为平行四边形的锥形坑,位错密度约为5.0×104cm-2,900℃空气退火后晶片表面的位错腐蚀坑变大;N2退火能显著影响晶片的表面形貌,当退火温度为900℃时,晶片的均方根粗糙度(RMS)达到最低值

高质量LiGaO2晶体的提拉法生长及表征

采用提拉法成功地生长了高质量的LiGaO2单晶体,生长过程中没有观察到挥发现象。通过四晶X射线衍射、化学腐蚀、光学显微、透过光谱以及原子力显微镜对晶体的质量进行了表征。结果表明：晶体中无包裹物及气泡,具有很高的质量,（001）面晶片的摇摆曲线半高宽仅为16.2arcsec,正交的（001）、（100）及（010）三个晶面具有不同的腐蚀形貌,其位错密度均低于10^4/cm^2;LiGaO2晶体的吸收边约为220nm;化学机械抛光后的晶片表面非常光滑,其均方根粗糙度仅为0.1nm（5×5μm^2）。

导模法和温度梯度法生长r面蓝宝石(英文)

r面(0112)蓝宝石晶体可用作制备非极性GaN薄膜的衬底。采用温度梯度法(temperature gradient technique,TGT)和导模法(edge-defined film-fed crystal growth,EFG)生长了质量良好的r面蓝宝石晶体。利用双晶衍射、光学显微镜、光谱仪观察和分析了晶体的结构和缺陷。结果表明:TGT法生长的r蓝宝石晶体的双晶摇摆曲线对称性好,半高宽值仅为18 rad.s,位错密度为4×103 cm-2,透过率达83%,晶体质量好。与TGT法相比,EFG法生长的r面蓝宝石晶体的结构完整性较差,位错密度为5×105 cm-2,透过率仅为75%。但是EFG法具有晶体生长速度快,后期加工成本低的优点。

Growth, etching morphology and spectra of LiAlO2 crystal

gamma-LiAlO2 single crystal was successfully grown by Czochralski method. The crystal quality was characterized by X-ray rocking curve and chemical etching. The effects of air-annealing and vapor transport equilibration (VTE) on the crystal quality, etch pits and absorption spectra of LiAlO2 were also investigated in detail. The results show that the as-grown crystal has very high quality with the full width at half maximum (FWHM) of 17.7-22.6 arcsec. Dislocation density in the middle part of the crystal is as low as about 3.0 x 10(3) cm(-2). The VTE-treated slice has larger FWHM value, etch pits density and absorption coefficient as compared with those of untreated and air-annealed slices, which indicates that the crystal quality became inferior after VTE treatment. (C) 2008 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Alcohol-Related Brain Damage in Humans

Chronic excessive alcohol intoxications evoke cumulative damage to tissues and organs. We examined prefrontal cortex (Brodmann's area (BA) 9) from 20 human alcoholics and 20 age, gender, and postmortem delay matched control subjects. H & E staining and light microscopy of prefrontal cortex tissue revealed a reduction in the levels of cytoskeleton surrounding the nuclei of cortical and subcortical neurons, and a disruption of subcortical neuron patterning in alcoholic subjects. BA 9 tissue homogenisation and one dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) proteomics of cytosolic proteins identified dramatic reductions in the protein levels of spectrin beta II, and alpha- and beta-tubulins in alcoholics, and these were validated and quantitated by Western blotting. We detected a significant increase in a-tubulin acetylation in alcoholics, a non-significant increase in isoaspartate protein damage, but a significant increase in protein isoaspartyl methyltransferase protein levels, the enzyme that triggers isoaspartate damage repair in vivo. There was also a significant reduction in proteasome activity in alcoholics. One dimensional PAGE of membrane-enriched fractions detected a reduction in beta-spectrin protein levels, and a significant increase in transmembranous alpha 3 (catalytic) subunit of the Na+, K+-ATPase in alcoholic subjects. However, control subjects retained stable oligomeric forms of a-subunit that were diminished in alcoholics. In alcoholics, significant loss of cytosolic alpha-and beta-tubulins were also seen in caudate nucleus, hippocampus and cerebellum, but to different levels, indicative of brain regional susceptibility to alcohol-related damage. Collectively, these protein changes provide a molecular basis for some of the neuronal and behavioural abnormalities attributed to alcoholics

Microscopia multimodal prática: registro automático de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura

A discriminação de fases que são praticamente indistinguíveis ao microscópio ótico de luz refletida ou ao microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um dos problemas clássicos da microscopia de minérios. Com o objetivo de resolver este problema vem sendo recentemente empregada a técnica de microscopia colocalizada, que consiste na junção de duas modalidades de microscopia, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. O objetivo da técnica é fornecer uma imagem de microscopia multimodal, tornando possível a identificação, em amostras de minerais, de fases que não seriam distinguíveis com o uso de uma única modalidade, superando assim as limitações individuais dos dois sistemas. O método de registro até então disponível na literatura para a fusão das imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura é um procedimento trabalhoso e extremamente dependente da interação do operador, uma vez que envolve a calibração do sistema com uma malha padrão a cada rotina de aquisição de imagens. Por esse motivo a técnica existente não é prática. Este trabalho propõe uma metodologia para automatizar o processo de registro de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura de maneira a aperfeiçoar e simplificar o uso da técnica de microscopia colocalizada. O método proposto pode ser subdividido em dois procedimentos: obtenção da transformação e registro das imagens com uso desta transformação. A obtenção da transformação envolve, primeiramente, o pré-processamento dos pares de forma a executar um registro grosseiro entre as imagens de cada par. Em seguida, são obtidos pontos homólogos, nas imagens óticas e de MEV. Para tal, foram utilizados dois métodos, o primeiro desenvolvido com base no algoritmo SIFT e o segundo definido a partir da varredura pelo máximo valor do coeficiente de correlação. Na etapa seguinte é calculada a transformação. Foram empregadas duas abordagens distintas: a média ponderada local (LWM) e os mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais (MQPPO). O LWM recebe como entradas os chamados pseudo-homólogos, pontos que são forçadamente distribuídos de forma regular na imagem de referência, e que revelam, na imagem a ser registrada, os deslocamentos locais relativos entre as imagens. Tais pseudo-homólogos podem ser obtidos tanto pelo SIFT como pelo método do coeficiente de correlação. Por outro lado, o MQPPO recebe um conjunto de pontos com a distribuição natural. A análise dos registro de imagens obtidos empregou como métrica o valor da correlação entre as imagens obtidas. Observou-se que com o uso das variantes propostas SIFT-LWM e SIFT-Correlação foram obtidos resultados ligeiramente superiores aos do método com a malha padrão e LWM. Assim, a proposta, além de reduzir drasticamente a intervenção do operador, ainda possibilitou resultados mais precisos. Por outro lado, o método baseado na transformação fornecida pelos mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais mostrou resultados inferiores aos produzidos pelo método que faz uso da malha padrão.

Injeção de sangue autógeno no tratamento da luxação recidivante da articulação temporomandibular

A articulação temporomandibular (ATM) é uma articulação complexa com características e funções únicas. Certamente é uma das articulações mais utilizadas e seu uso inadequado e excessivo consequentemente promove inúmeros transtornos. Dentre as alterações de hipermobilidade articular, o deslocamento mandibular refere-se ao posicionamento, geralmente anterior, do côndilo mandibular sobre a eminência articular, com completa separação das superfícies articulares e consequente travamento. Quando os episódios se tornam frequentes, algum método de tratamento, seja conservador ou cirúrgico, deve ser utilizado, devido ao grande transtorno funcional e social gerados. A injeção de sangue autógeno na articulação temporomandibular é uma técnica minimamente invasiva, com escassos relatos na literatura e que foi recentemente reintroduzida. Onze pacientes diagnosticados com luxação recidivante da articulação da cabeça mandibular receberam injeções bilaterais de sangue autógeno no compartimento articular superior e região pericapsular. Em acompanhamento, que variou de 24 a 35 meses (média de 29,6 meses), 3 (27,3%) pacientes apresentaram recidivas. O mesmo protocolo de tratamento foi repetido para estes três casos, porém sem sucesso, sendo então encaminhados para procedimento cirúrgico de eminectomia. Dessa forma, dos 11 pacientes inicialmente tratados, 8 (72,7%) não apresentaram episódios de deslocamento mandibular recorrente após o procedimento proposto. Trata-se de um procedimento simples, rápido, pouco invasivo, de baixo custo e com mínima possibilidade de complicações, sendo uma alternativa de tratamento viável, antes de se indicar procedimentos cirúrgicos.

Formação de nanopadrões em superfícies por sputtering iônico: Estudo numérico da equação anisotrópica amortecida de Kuramoto-Sivashinsky.

Apresenta-se uma abordagemnumérica para ummodelo que descreve a formação de padrões por sputtering iônico na superfície de ummaterial. Esse processo é responsável pela formação de padrões inesperadamente organizados, como ondulações, nanopontos e filas hexagonais de nanoburacos. Uma análise numérica de padrões preexistentes é proposta para investigar a dinâmica na superfície, baseada em ummodelo resumido em uma equação anisotrópica amortecida de Kuramoto-Sivashinsky, em uma superfície bidimensional com condições de contorno periódicas. Apesar de determinística, seu caráter altamente não-linear fornece uma rica gama de resultados, sendo possível descrever acuradamente diferentes padrões. Umesquema semi implícito de diferenças finitas com fatoração no tempo é aplicado na discretização da equação governante. Simulações foram realizadas com coeficientes realísticos relacionados aos parâmetros físicos (anisotropias, orientação do feixe, difusão). A estabilidade do esquema numérico foi analisada por testes de passo de tempo e espaçamento de malha, enquanto a verificação do mesmo foi realizada pelo Método das Soluções Manufaturadas. Ondulações e padrões hexagonais foram obtidos a partir de condições iniciais monomodais para determinados valores do coeficiente de amortecimento, enquanto caos espaço-temporal apareceu para valores inferiores. Os efeitos anisotrópicos na formação de padrões foramestudados, variando o ângulo de incidência.

Electron emission from arrays of carbon nanotubes/fibres

The overall aim of this work is to produce arrays of field emitting microguns, based on carbon nanotubes, which can be utilised in the manufacture of large area field emitting displays, parallel e-beam lithography systems and electron sources for high frequency amplifiers. This paper will describe the work carried out to produce patterned arrays of aligned multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) using a dc plasma technique and a Ni catalyst. We will discuss how the density of the carbon nanotube/fibres can be varied by reducing the deposition yield through nickel interaction with a diffusion layer or by direct lithographic patterning of the Ni catalyst to precisely define the position of each nanotube/fibre. Details of the field emission behaviour of the different arrays of MWCNTS will also be presented. © 2002 Published by Elsevier Science B.V.

Transparent liquid-crystal-based microlens array using vertically aligned carbon nanofiber electrodes on quartz substrates.

A novel transparent liquid-crystal-based microlens array has been fabricated using an array of vertically aligned multi-wall carbon nanofibers (MWCNFs) on a quartz substrate and its optical characteristics investigated. Electron beam lithography was used for the catalyst patterning on a quartz substrate to grow the MWCNF array of electrodes. The structure of the electrode array was determined through simulation to achieve the best optical performance. Both the patterned catalyst and growth parameters were optimized for optimal MWCNF properties. We report an in-depth optical characterization of these reconfigurable hybrid liquid crystal and nanofiber microlens arrays.

Unexpected controllable pair-structure in ferroelectric nanodomains.

The imminent inability of silicon-based memory devices to satisfy Moore's Law is approaching rapidly. Controllable nanodomains of ferroic systems are anticipated to enable future high-density nonvolatile memory and novel electronic devices. We find via piezoresponse force microscopy (PFM) studies on lead zirconate titanate (PZT) films an unexpected nanostructuring of ferroelectric-ferroelastic domains. These consist of c-nanodomains within a-nanodomains in proximity to a-nanodomains within c-domains. These structures are created and annihilated as pairs, controllably. We treat these as a new kind of vertex-antivertex pair and consider them in terms of the Srolovitz-Scott 4-state Potts model, which results in pairwise domain vertex instabilities that resemble the vortex-antivortex mechanism in ferromagnetism, as well as dislocation pairs (or disclination pairs) that are well-known in nematic liquid crystals. Finally, we show that these nanopairs can be scaled up to form arrays that are engineered at will, paving the way toward facilitating them to real technologies.

Seascape ecology of coastal biogenic habitats: advances, gaps, and challenges

We review the progress made in the emerging field of coastal seascape ecology, i.e. the application of landscape ecology concepts and techniques to the coastal marine environment. Since the early 1990s, the landscape ecology approach has been applied in several coastal subtidal and intertidal biogenic habitats across a range of spatial scales. Emerging evidence indicates that animals in these seascapes respond to the structure of patches and patch mosaics in different ways and at different spatial scales, yet we still know very little about the ecological significance of these relationships and the consequences of change in seascape patterning for ecosystem functioning and overall biodiversity. Ecological interactions that occur within patches and among different types of patches (or seascapes) are likely to be critically important in maintaining primary and secondary production, trophic transfer, biodiversity, coastal protection, and supporting a wealth of ecosystem goods and services. We review faunal responses to patch and seascape structure, including effects of fragmentation on 5 focal habitats: seagrass meadows, salt marshes, coral reefs, mangrove forests, and oyster reefs. Extrapolating and generalizing spatial relationships between ecological patterns and processes across scales remains a significant challenge, and we show that there are major gaps in our understanding of these relationships. Filling these gaps will be crucial for managing and responding to an inevitably changing coastal environment. We show that critical ecological thresholds exist in the structural patterning of biogenic ecosystems that, when exceeded, cause abrupt shifts in the distribution and abundance of organisms. A better understanding of faunal–seascape relationships, including the identifications of threshold effects, is urgently needed to support the development of more effective and holistic management actions in restoration, site prioritization, and forecasting the impacts of environmental change.

Self-aligned high-resolution printed polymer transistors

A process to fabricate solution-processable thin-film transistors (TFTs) with a one-step self-aligned definition of the dimensions in all functional layers is demonstrated. The TFT-channel, semiconductor materials, and effective gate dimention of different layers are determined by a one-step imprint process and the subsequent pattern transfer without the need for multiple patterning and mask alignment. The process is compatible with fabrication of large-scale circuits. Copyright © 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Controlled adhesion and growth of long term glial and neuronal cultures on Parylene-c

This paper explores the long term development of networks of glia and neurons on patterns of Parylene-C on a SiO 2 substrate. We harvested glia and neurons from the Sprague-Dawley (P1-P7) rat hippocampus and utilized an established cell patterning technique in order to investigate cellular migration, over the course of 3 weeks. This work demonstrates that uncontrolled glial mitosis gradually disrupts cellular patterns that are established early during culture. This effect is not attributed to a loss of protein from the Parylene-C surface, as nitrogen levels on the substrate remain stable over 3 weeks. The inclusion of the anti-mitotic cytarabine (Ara-C) in the culture medium moderates glial division and thus, adequately preserves initial glial and neuronal conformity to underlying patterns. Neuronal apoptosis, often associated with the use of Ara-C, is mitigated by the addition of brain derived neurotrophic factor (BDNF). We believe that with the right combination of glial inhibitors and neuronal promoters, the Parylene-C based cell patterning method can generate structured, active neural networks that can be sustained and investigated over extended periods of time. To our knowledge this is the first report on the concurrent application of Ara-C and BDNF on patterned cell cultures. © 2011 Delivopoulos, Murray.

Physical Blocking Neural Tube Closure Affects Radial Intercalation and Neural Crest Midline-directed Migration in Xenopus Dorsal Explants

神经管闭合缺陷(NTDs)是一种严重的先天畸形疾病,在新生儿中有千分之一的发病率.神经管融合前后,多种组织参与形态发生运动.神经管一经融合,神经嵴细胞就会向背侧中线方向产生单极突出并向此方向迁移形成神经管的顶部.与此同时,神经管从腹侧开始发生辐射状切入以实现单层化.在此,我们在非洲爪蟾的移植体中机械阻断神经管的闭合以检测其细胞运动及随后的图式形成.结果显示神经管闭合缺陷的移植体不能形成单层化的神经管,并且神经嵴细胞滞留在侧面区域不能向背侧中线迁移,而对神经前体标记基因的检测显示神经管的背腹图式形成并未受到影响.以上结果表明神经管的融合对于辐射状切入和神经嵴细胞向背侧中线方向的迁移过程是必需的,而对于神经管的沿背腹轴方向的图式形成是非必需的.