Effects of magnetostriction and superlattice formation in ferromagnetic thin films

The contribution to the magnetic uniaxial perpendicular anisotropy which arises from substrate constraint through magnetostrictive effects has been measured in Ni-Fe and Ni-Co thin films evaporated on substrates at room temperature. This was accomplished by measuring the perpendicular anisotropy before and after removal of the film from the substrate. Data are given for the fcc crystal structure regions of both alloy systems, but data for Ni-Co include compositions with less than 60% Ni which have a small percentage of the hcp phase mixed with the fcc phase. The constraint contribution to the perpendicular anisotropy correlates well with the value of the bulk magnetostriction constant using the equation ∆K_˔=3/2λ_sσ. Measured values of isotropic stress for films thicker than 600 Å were 1.6 x 10¹⁰ dyn/cm². In films less than 600 Å thick the isotropic stress decreased with decreasing thickness. After removal of the films from the substrates, the measured perpendicular anisotropy deviated from the expected geometrical shape anisotropy near pure Ni in both alloys. This indicates that additional significant sources of anisotropy exist at these compositions.

The effect of substrate constraint on the crystalline anisotropy K₁ of Ni-Fe epitaxial films has been studied by use of a film removal technique, which involves the evaporation of an epitaxial layer of LiF on MgO, the epitaxial growth of the metallic film on the LiF, and the stripping of the film with water soluble tape. Films ranging in composition from 50% to 100% Ni have been studied. For compositions below 90% Ni the experimental values agree reasonably well with the first order theoretical prediction, ∆K₁=[-9/4(C₁₁-C₁₂)λ² 100+9/2C₄₄λ²111].

In order to compare the magnetic properties of epitaxial thin films more completely with the properties of bulk single crystals, Ni-Fe films ranging in composition from 60% to 90% Ni, which were evaporated epitaxially on (100) MgO substrates, have been subsequently annealed at 400°C in a vacuum of less than 10^-7 Torr to form the ordered Ni₃Fe structure near the 75% composition. This ordered structure has been confirmed by electron diffraction.

The saturation magnetization at Ni₃Fe increased about 6% with ordering which is in good agreement with previous bulk data. Measurements of the magnetocrystalline anisotropy energy K₁ for the epitaxial films show the same large changes with ordering as observed in bulk single crystal samples. In the (001) plane the magnetostriction constants ^λ100, ^λ111 are directly related to the induced anisotropy due to a uniform uniaxial strain in the [100] and [110] directions respectively. Assuming that the elastic constants of a film are the same as in bulk material and are unchanged by ordering, the changes in strain sensitivity with ordering for the epitaxial films are found to be in good agreement with values predicted from bulk data. The exchange constant A as measured by ferromagnetic resonance has been measured at the Ni₃Fe composition and found to increase 25% with ordering. This seems to indicate a significant increase in the Curie temperature which has only been inferred indirectly for bulk material.

The ionic basis of frequency selectivity in hair cells of the bullfrog's sacculus

Hair cells from the bull frog's sacculus, a vestibular organ responding to substrate-borne vibration, possess electrically resonant membrane properties which maximize the sensitivity of each cell to a particular frequency of mechanical input. The electrical resonance of these cells and its underlying ionic basis were studied by applying gigohm-seal recording techniques to solitary hair cells enzymatically dissociated from the sacculus. The contribution of electrical resonance to frequency selectivity was assessed from microelectrode recordings from hair cells in an excised preparation of the sacculus.

Electrical resonance in the hair cell is demonstrated by damped membrane-potential oscillations in response to extrinsic current pulses applied through the recording pipette. This response is analyzed as that of a damped harmonic oscillator. Oscillation frequency rises with membrane depolarization, from 80-160 Hz at resting potential to asymptotic values of 200-250 Hz. The sharpness of electrical tuning, denoted by the electrical quality factor, Q_e, is a bell-shaped function of membrane voltage, reaching a maximum value around eight at a membrane potential slightly positive to the resting potential.

In whole cells, three time-variant ionic currents are activated at voltages more positive than -60 to -50 mV; these are identified as a voltage-dependent, non-inactivating Ca current (I_ca), a voltage-dependent, transient K current (I_a), and a Ca-dependent K current (I_c). The C channel is identified in excised, inside-out membrane patches on the basis of its large conductance (130-200 pS), its selective permeability to Kover Na or Cl, and its activation by internal Ca ions and membrane depolarization. Analysis of open- and closed-lifetime distributions suggests that the C channel can assume at least two open and three closed kinetic states.

Exposing hair cells to external solutions that inhibit the Ca or C conductances degrades the electrical resonance properties measured under current-clamp conditions, while blocking the A conductance has no significant effect, providing evidence that only the Ca and C conductances participate in the resonance mechanism. To test the sufficiency of these two conductances to account for electrical resonance, a mathematical model is developed that describes I_ca, I_c, and intracellular Ca concentration during voltage-clamp steps. I_ca activation is approximated by a third-order Hodgkin-Huxley kinetic scheme. Ca entering the cell is assumed to be confined to a small submembrane compartment which contains an excess of Ca buffer; Ca leaves this space with first-order kinetics. The Ca- and voltage-dependent activation of C channels is described by a five-state kinetic scheme suggested by the results of single-channel observations. Parameter values in the model are adjusted to fit the waveforms of I_ca and I_c evoked by a series of voltage-clamp steps in a single cell. Having been thus constrained, the model correctly predicts the character of voltage oscillations produced by current-clamp steps, including the dependencies of oscillation frequency and Q_e on membrane voltage. The model shows quantitatively how the Ca and C conductances interact, via changes in intracellular Ca concentration, to produce electrical resonance in a vertebrate hair cell.

Corrections to the paraxial approximation solutions in transversely nonuniform refractive-index media

The coupled differential recurrence equations for the corrections to the paraxial approximation solutions in transversely nonuniform refractive-index media are established in terms of the perturbation method. All the corrections (including the longitudinal field corrections) to the paraxial approximation solutions are presented in the weak-guidance approximation. As a concrete application, the first-order longitudinal field correction and the second-order transverse field correction to the paraxial approximation of a Gaussian beam propagating in a transversely quadratic refractive index medium are analytically investigated. (C) 1999 Optical Society of America [S0740-3232(99)00310-5].

Aplicações de métodos de classificação e calibração multivariada acoplados com técnicas espectroscópicas em amostras ambientais e alimentos

Este trabalho de pesquisa descreve dois estudos de caso de métodos quimiométricos empregados para a quantificação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos HPAs (naftaleno, fluoreno, fenantreno e fluoranteno) em água potável usando espectroscopia de fluorescência molecular e a classificação e caracterização de sucos de uva e seus parâmetros de qualidade através de espectroscopia de infravermelho próximo. O objetivo do primeiro estudo é a aplicação combinada de métodos quimiométricos de segunda ordem (N-PLS, U-PLS, U-PLS/RBL e PARAFAC) e espectrofluorimetria para determinação direta de HPAs em água potável, visando contribuir para o conhecimento do potencial destas metodologias como alternativa viável para a determinação tradicional por cromatografia univariada. O segundo estudo de caso destinado à classificação e determinação de parâmetros de qualidade de sucos de uva, densidade relativa e teor de sólidos solúveis totais, foi medida por espectroscopia de infravermelho próximo e métodos quimiométricos. Diversos métodos quimiométricos, tais como HCA, PLS-DA, SVM-DA e SIMCA foram investigados para a classificação amostras de sucos de uva ao mesmo tempo que métodos de calibração multivariada de primeira ordem, tais como PLS, iPLS e SVM-LS foram usadas para a predição dos parâmetros de qualidade. O princípio orientador para o desenvolvimento dos estudos aqui descritos foi a necessidade de metodologias analíticas com custo, tempo de execução e facilidade de operação melhores e menor produção de resíduos do que os métodos atualmente utilizados para a quantificação de HPAs, em água de torneira, e classificação e caracterização das amostras de suco de uva e seus parâmetros de qualidade

光通过纳米颗粒随机散射体透射光强的计算及分析

光通过随机散射体后透射光强的估算,对于提取散射体内部无法直接测量或者无法直接观察的信息至关重要。在分析平行光束通过纳米圆形颗粒随机散射体出射面上光强组成的基础上推导了透射光强的计算公式,并指出多重散射理论、一阶多重散射理论和朗伯比尔定律在一定近似程度上可以相对精确地估算透射光强。这三种方法的估算结果之间会出现四种相对关系。根据这些相对关系,分析了光在散射体内部传输时散射过程的特征以及各种散射过程对出射面光强的贡献大小。

Acoplamento de técnicas espectrométricas com métodos quimiométricos de classificação e calibração multivariada em alimentos

Este trabalho de pesquisa descreve três estudos de utilização de métodos quimiométricos para a classificação e caracterização de óleos comestíveis vegetais e seus parâmetros de qualidade através das técnicas de espectrometria de absorção molecular no infravermelho médio com transformada de Fourier e de espectrometria no infravermelho próximo, e o monitoramento da qualidade e estabilidade oxidativa do iogurte usando espectrometria de fluorescência molecular. O primeiro e segundo estudos visam à classificação e caracterização de parâmetros de qualidade de óleos comestíveis vegetais utilizando espectrometria no infravermelho médio com transformada de Fourier (FT-MIR) e no infravermelho próximo (NIR). O algoritmo de Kennard-Stone foi usado para a seleção do conjunto de validação após análise de componentes principais (PCA). A discriminação entre os óleos de canola, girassol, milho e soja foi investigada usando SVM-DA, SIMCA e PLS-DA. A predição dos parâmetros de qualidade, índice de refração e densidade relativa dos óleos, foi investigada usando os métodos de calibração multivariada dos mínimos quadrados parciais (PLS), iPLS e SVM para os dados de FT-MIR e NIR. Vários tipos de pré-processamentos, primeira derivada, correção do sinal multiplicativo (MSC), dados centrados na média, correção do sinal ortogonal (OSC) e variação normal padrão (SNV) foram utilizados, usando a raiz quadrada do erro médio quadrático de validação cruzada (RMSECV) e de predição (RMSEP) como parâmetros de avaliação. A metodologia desenvolvida para determinação de índice de refração e densidade relativa e classificação dos óleos vegetais é rápida e direta. O terceiro estudo visa à avaliação da estabilidade oxidativa e qualidade do iogurte armazenado a 4C submetido à luz direta e mantido no escuro, usando a análise dos fatores paralelos (PARAFAC) na luminescência exibida por três fluoróforos presentes no iogurte, onde pelo menos um deles está fortemente relacionado com as condições de armazenamento. O sinal fluorescente foi identificado pelo espectro de emissão e excitação das substâncias fluorescentes puras, que foram sugeridas serem vitamina A, triptofano e riboflavina. Modelos de regressão baseados nos escores do PARAFAC para a riboflavina foram desenvolvidos usando os escores obtidos no primeiro dia como variável dependente e os escores obtidos durante o armazenamento como variável independente. Foi visível o decaimento da curva analítica com o decurso do tempo da experimentação. Portanto, o teor de riboflavina pode ser considerado um bom indicador para a estabilidade do iogurte. Assim, é possível concluir que a espectroscopia de fluorescência combinada com métodos quimiométricos é um método rápido para monitorar a estabilidade oxidativa e a qualidade do iogurte

静动结合的化学腐蚀法制备近场光学探针的理论分析

理论上分析了静动结合的化学腐蚀法制备探针的具体机理及过程。在静态腐蚀的过程中, 利用流体力学Young-Laplace方程的一级近似解获得了光纤插入到HF酸中形成的新月形高度。在动态腐蚀过程中, 详细分析了当静态腐蚀时间和动态腐蚀时间分别取不同值时, 光纤移动速度对光纤探针结构的影响。利用此法可制备出尖端锐利、大锥角或多锥体等各种结构的光纤探针。这为实验上制备出性能优良的探针, 为拓宽扫描近场光学显微镜的应用范围奠定基础。将上述理论分析的结果与本文实验中所得初步结果进行了比较, 所得结果一致。

Avaliação teórica, numérica e probabilística de fundações tracionadas.

A geotecnia constitui uma disciplina relativamente recente na área da engenharia civil, e dessa disciplina faz parte um capítulo ainda menos estudado que trata de fundações submetidas a esforços de tração. O presente trabalho deriva do conjunto de provas de cargas realizado para um importante projeto de linhas de transmissão que permitiu a aferição da teoria de capacidade de carga à tração da Universidade de Grenobel, cujos estudos comparativos mostram bons resultados para fins de aplicações práticas. De posse da extensa documentação técnica produzida e documentada por esse estudo foi possível comparar os resultados obtidos pelas provas de cargas e os resultados teóricos com os resultados das modelagens 2D axisimetricas por elementos finitos. Além dessas análises, foi possível verificar a variação da resistência à tração através de análises paramétricas realizadas a partir da variação da coesão e do ângulo de atrito. Os estudos apresentados reafirmam a confiabilidade das teorias da Universidade de Grenoble, que contemplam a simplicidade desejada às aplicações de cunho prático, com resultados satisfatórios em relação àqueles obtidos nos ensaios de tração. Por outro lado, as análises paramétricas realizadas indicaram a tendência de comportamento que a resistência à tração deve apresentar para diferentes parâmetros do solo. O conhecimento dessas tendências permite ao projetista avaliar os fatores de segurança sob ponto de vista probabilístico, ou seja, permite o emprego de fatores de segurança com o conhecimento da probabilidade de ruína associada. As análises probabilísticas foram traçadas a partir do emprego de funções genéricas de várias variáveis no formato FOSM (First Order Second Moment) que fornecem soluções aproximadas para o cálculo de desvio padrão quando não existe uma amostragem representativa. Ao término das análises, obteve-se como resultado, o mapa comparativo da probabilidade de ruína para os mesmos fatores de segurança empregados com base em resistências estimadas através de diferentes métodos de cálculos (Universidade de Grenoble e modelagem computacional).

Broadband near-infrared emission in Er3+-Tm3+ codoped chalcohalide glasses

The near-IR emission spectra of Er3+-Tm3+ codoped 70GeS(2)-20In(2)S(3)-10CsI chalcohalide glasses were studied with an 808 nm laser as an excitation source. A broad emission extending from 1.35 to 1.7 mu m with a FWHM of similar to 160 nm was recorded in a 0.1 mol.% Er2S3, 0.5 mol.% Tm2S3 codoped chalcohalide glass. The fluorescence decay curves of glasses were measured by monitoring the emissions of Tm3+ at 1460 nm and Er3+ at 1540 nm, and the lifetimes were obtained from the first-order exponential fit. The luminescence mechanism and the possible energy-transfer processes are discussed with respect to the energy-level diagram of Er3+ and Tm3+ ions. (C) 2008 Optical Society of America

Hyers-Ulam-Rassias Stability of Functional Differential Systems with Point and Distributed Delays

This paper investigates stability and asymptotic properties of the error with respect to its nominal version of a nonlinear time-varying perturbed functional differential system subject to point, finite-distributed, and Volterra-type distributed delays associated with linear dynamics together with a class of nonlinear delayed dynamics. The boundedness of the error and its asymptotic convergence to zero are investigated with the results being obtained based on the Hyers-Ulam-Rassias analysis.

Biossorção de cobre (II) e cálcio (II) pela biomassa da macroalga marrom Sargassum filipendula

No presente trabalho, pretendeu-se avaliar a alga marinha Sargassum filipendula na sua capacidade de remoção do metal cobre na presença do metal cálcio, de modo a verificar o efeito da presença do cálcio, proveniente do hidróxido de cálcio (cal hidratada), utilizado no tratamento primário de efluentes por precipitação química. Para tanto, foi realizado primeiramente o estudo da cinética de biossorção de cobre e cálcio em regime de batelada, nas concentrações de 50 e 200 g/mL, e em seguida foi estudado o equilíbrio da biossorção de cobre e cálcio, também em regime de batelada, utilizando soluções isoladas e combinadas de cobre e cálcio, em concentrações variadas, com biomassa lavada com água corrente e com HCl 0,1 mol/L, de modo a verificar se houve melhora na biossorção com a protonação da biomassa. Os resultados do estudo cinético da biossorção do cobre e do cálcio mostraram, em todos os casos, que o equilíbrio ocorreu até os 30 minutos iniciais e que os resultados do cobre se ajustaram melhor a um modelo cinético de segunda ordem, enquanto que os resultados do cálcio não se ajustaram a nenhum dos dois modelos propostos. Foi possível verificar ainda uma relação direta entre biossorção de cobre e liberação de elementos alcalinos e alcalino-terrosos, sugerindo o envolvimento de troca-iônica durante o processo. Já com os resultados de estudo do equilíbrio da biossorção dos metais cobre e cálcio, foi possível obter algumas conclusões, dentre as quais podemos destacar a predileção pelo modelo de isotermas de Langmuir e a interferência na biosorção do cobre causada pela presença do cálcio na solução. Nesta etapa, foi possível ainda estabelecer novamente a correlação de permuta entre os metais cobre e alcalinos/alcalino terrosos. Os modelos de pseudo-primeira ordem e segunda ordem foram utilizados para avaliar a cinética de adsorção dos íons metálicos pela biomassa, enquanto que os modelos das isotermas de Langmuir e de Freundlich, foram utilizados para a representação do equilíbrio da biossorção

El prólogo trágico y la cuestión de la "orthoepeia" en «Ranas» de Aristófanes

[ES] Se trata de dar una interpretación a la posible relación entre la elección del prólogo como elemento representativo del arte trágico y ciertos aspectos bajo los que éste es criticado en « Ranas» (la "orthoepeia"). La autora sugiere que estamos ante un modo de llamar la atención sobre el carácter ficcional y analítico de la creación trágica, puesto de manifiesto a través de un elemento enmarcador de primer orden como era el prólogo para Aristófanes.

Beyond Q-Resolution and Prenex Form: a Proof System for Quantified Constraint Satisfaction

We consider the quanti fied constraint satisfaction problem (QCSP) which is to decide, given a structure and a first-order sentence (not assumed here to be in prenex form) built from conjunction and quanti fication, whether or not the sentence is true on the structure. We present a proof system for certifying the falsity of QCSP instances and develop its basic theory; for instance, we provide an algorithmic interpretation of its behavior. Our proof system places the established Q-resolution proof system in a broader context, and also allows us to derive QCSP tractability results.

Design of high-efficiency diffraction gratings based on rigorous coupled-wave analysis for 800nm wavelength

We report on the design of a high diffraction efficiency multi-layer dielectric grating with wide incident angle and broad bandwidth for 800 nm. The optimized grating can achieve > 95% diffraction efficiency in the first order at an incident angle of 5 degrees from Littrow and a wavelength from 770nm to 830 nm, with peak diffraction efficiency of > 99.5% at 800 nm. The electric field distribution of the optimized multi-layer dielectric grating within the gratings ridge is 1.3 times enhancement of the incidence light, which presents potential high laser resistance ability. Because of its high-efficiency, wide incident, broad bandwidth and potential high resistance ability, the multi-layer dielectric grating should have practical application in Ti:sapphire laser systems.

Ensaios dinâmicos de biossorção de cobre com macroalgas em leitos-fixos contendo materiais adsorventes de natureza não-biológica

A biossorção é o termo aplicado à tecnologia de adsorção de íons metálicos em solução, por meio de materiais de natureza biológica inativa, comparável à adsorção utilizando-se adsorventes convencionais. A biossorção depende da temperatura, pH, concentração inicial do íon metálico, e tipo de biosorvente. O objetivo principal dessa dissertação é estudar e comparar os processos de adsorção de cobre iônico a partir de soluções aquosas utilizando Sargassum sp., alginato de cálcio úmido e desidratado e carvão ativo em pó e granular, em regime de batelada e contínuo. O alginato de cálcio foi preparado através de uma solução 4% (m/v) de alginato de sódio gotejada em solução 37% (m/v) de cloreto de cálcio dihidratado. O alginato de cálcio apresentou uma umidade de 89% após secagem em estufa a 100C por 24 horas. Os parâmetros da biossorção foram fixados em: a dose de adsorventes de 2 g/L; a temperatura em 30C; pH da solução em 5,0; e velocidade de rotação da chapa rotatória em 150 rpm. Para os estudos de cinética e equilíbrio, os ensaios foram feitos em regime de batelada. Nos ensaios cinéticos para duas concentrações medias (0,16 e 3,15 mmol/L) variou-se o tempo de contato (1 a 120 min) para se atingir o equilíbrio. Nos ensaios de equilíbrio variou-se as concentrações (0,16 a 15,72 mmol/L) utilizando o tempo de equilíbrio determinado nos ensaios cinéticos. Foram utilizadas duas modelagens cinéticas (a de pseudo-primeira ordem e a de segunda ordem) e duas modelagens do equilíbrio (Langmuir e Freundlich). O modelo cinético de segunda ordem ajustou melhor os resultados. O tempo de equilíbrio para adsorção do cobre foi de 60 minutos para Sargassum sp. e pellets de alginatos de cálcio úmido e desidratado. Para os carvões ativos os tempos de equilíbrio para a adsorção do cobre foram mais rápidos, mas a capacidade de remoção do cobre foram muito baixas. Com base nos resultados desfavoráveis obtidos para os carvões ativos eles foram descartados para se prosseguir com os ensaios de equilíbrio. A isoterma de Freundlich melhor ajusta os dados experimentais para Sargassum sp. e alginato de cálcio úmido. A capacidade de adsorção máxima calculada pelo modelo de Freundlich: na concentração de equilíbrio de 11,66 0,06 mmol/L foi de 1,97 0,07 mmol/g para Sargassum sp.; e na concentração de equilíbrio de 12,12 0,03 mmol/L foi de 1,69 0,04 mmol/g para alginato de cálcio úmido. O processo de biossorção em regime contínuo, com alturas de leito variável de 10 a 40 cm, teve melhor desempenho com a altura de 40 cm. Em regime de batelada, o desempenho da Sargassum sp. foi superior ao dos alginatos de cálcio (úmido melhor que o desidratado), que por sua vez foram superiores ao desempenho dos carvões ativos em pó e granular (em pó melhor que o granular). O sistema contínuo com concentração inicial de cobre de 8,5 mmol/L deve ser operado com altura de leito igual ou superior a 40 cm, ou com sistemas multicolunas para soluções mais concentradas