Fabrication of a quantum well heterostructure based on plasma polymerized aniline and its characterization using STM/STS

Two-dimensional electronic systems play a crucial role in modern electronics and offer a multitude of opportunities to study the fundamental phenomena at low dimensional physics. A quantum well heterostructure based on polyaniline (P) and iodine doped polyaniline (I) thin films were fabricated using radio frequency plasma polymerization on indium tin oxide coated glass plate. Scanning probe microscopy and scanning electron microscopy studies were employed to study the morphology and roughness of the polymer thin films. Local electronic density of states (LDOS) of the P–I–P heterostructures is probed using scanning tunnelling spectroscopy (STS). A step like LDOS is observed in the P–I–P heterostructure and is attributed to the quantum well confinement of electrons in the polymer heterostructure.

Relativistische vier und zwei Spinor Finite Elemente Berechnungen zweiatomiger Moleküle

Der Vielelektronen Aspekt wird in einteilchenartigen Formulierungen berücksichtigt, entweder in Hartree-Fock Näherung oder unter dem Einschluß der Elektron-Elektron Korrelationen durch die Dichtefunktional Theorie. Da die Physik elektronischer Systeme (Atome, Moleküle, Cluster, Kondensierte Materie, Plasmen) relativistisch ist, habe ich von Anfang an die relativistische 4 Spinor Dirac Theorie eingesetzt, in jüngster Zeit aber, und das wird der hauptfortschritt in den relativistischen Beschreibung durch meine Promotionsarbeit werden, eine ebenfalls voll relativistische, auf dem sogenannten Minimax Prinzip beruhende 2-Spinor Theorie umgesetzt. Im folgenden ist eine kurze Beschreibung meiner Dissertation: Ein wesentlicher Effizienzgewinn in der relativistischen 4-Spinor Dirac Rechnungen konnte durch neuartige singuläre Koordinatentransformationen erreicht werden, so daß sich auch noch für das superschwere Th2 179+ hächste Lösungsgenauigkeiten mit moderatem Computer Aufwand ergaben, und zu zwei weiteren interessanten Veröffentlichungen führten (Publikationsliste). Trotz der damit bereits ermöglichten sehr viel effizienteren relativistischen Berechnung von Molekülen und Clustern blieben diese Rechnungen Größenordnungen aufwendiger als entsprechende nicht-relativistische. Diese behandeln das tatsächliche (relativitische) Verhalten elektronischer Systeme nur näherungsweise richtig, um so besser jedoch, je leichter die beteiligten Atome sind (kleine Kernladungszahl Z). Deshalb habe ich nach einem neuen Formalismus gesucht, der dem möglichst gut Rechnung trägt und trotzdem die Physik richtig relativistisch beschreibt. Dies gelingt durch ein 2-Spinor basierendes Minimax Prinzip: Systeme mit leichten Atomen sind voll relativistisch nunmehr nahezu ähnlich effizient beschrieben wie nicht-relativistisch, was natürlich große Hoffnungen für genaue (d.h. relativistische) Berechnungen weckt. Es ergab sich eine erste grundlegende Veröffentlichung (Publikationsliste). Die Genauigkeit in stark relativistischen Systemen wie Th2 179+ ist ähnlich oder leicht besser als in 4-Spinor Dirac-Formulierung. Die Vorteile der neuen Formulierung gehen aber entscheidend weiter: A. Die neue Minimax Formulierung der Dirac-Gl. ist frei von spuriosen Zuständen und hat keine positronischen Kontaminationen. B. Der Aufwand ist weit reduziert, da nur ein 1/3 der Matrix Elemente gegenüber 4-Spinor noch zu berechnen ist, und alle Matrixdimensionen Faktor 2 kleiner sind. C. Numerisch verhält sich die neue Formulierung ähnlilch gut wie die nichtrelativistische Schrödinger Gleichung (Obwohl es eine exakte Formulierung und keine Näherung der Dirac-Gl. ist), und hat damit bessere Konvergenzeigenschaften als 4-Spinor. Insbesondere die Fehlerwichtung (singulärer und glatter Anteil) ist in 2-Spinor anders, und diese zeigt die guten Extrapolationseigenschaften wie bei der nichtrelativistischen Schrödinger Gleichung. Die Ausweitung des Anwendungsbereichs von (relativistischen) 2-Spinor ist bereits in FEM Dirac-Fock-Slater, mit zwei Beispielen CO und N2, erfolgreich gemacht. Weitere Erweiterungen sind nahezu möglich. Siehe Minmax LCAO Nährung.

Physik der Elektronen in Nanostrukturen und niedrigdimensionalen Systemen - Studie zweier Beispiele

Als Beispiele für die vielfältigen Phänomene der Physik der Elektronen in niedrigdimensionalen Systemen wurden in dieser Arbeit das Cu(110)(2x1)O-Adsorbatsystem und die violette Li0.9Mo6O17-Bronze untersucht. Das Adsorbatsystem bildet selbstorganisierte quasi-eindimensionale Nanostrukturen auf einer Kupferoberfläche. Die Li-Bronze ist ein Material, das aufgrund seiner Kristallstruktur quasi-eindimensionale elektronische Eigenschaften im Volumen aufweist. Auf der Cu(110)(2x1)O-Oberfläche kann durch Variation der Sauerstoffbedeckung die Größe der streifenartigen CuO-Domänen geändert werden und damit der Übergang von zwei Dimensionen auf eine Dimension untersucht werden. Der Einfluss der Dimensionalität wurde anhand eines unbesetzten elektronischen Oberflächenzustandes studiert. Dessen Energieposition (untere Bandkante) verschiebt mit zunehmender Einschränkung (schmalere CuO-Streifen) zu größeren Energien hin. Dies ist ein bekannter quantenmechanischer Effekt und relativ gut verstanden. Zusätzlich wurde die Lebensdauer des Zustandes auf der voll bedeckten Oberfläche (zwei Dimensionen) ermittelt und deren Veränderung mit der Breite der CuO-Streifen untersucht. Es zeigt sich, dass die Lebensdauer auf schmaleren CuO-Streifen drastisch abnimmt. Dieses Ergebnis ist neu. Es kann im Rahmen eines Fabry-Perot-Modells als Streuung in Zustände außerhalb der CuO-Streifen verstanden werden. Außer den gerade beschriebenen Effekten war es möglich die Ladungsdichte des diskutierten Zustandes orts- und energieabhängig auf den CuO-Streifen zu studieren. Die Li0.9Mo6O17-Bronze wurde im Hinblick auf das Verhalten der elektronischen Zustandsdichte an der Fermikante untersucht. Diese Fragestellung ist besonders wegen der Quasieindimensionalität des Materials interessant. Die Messungen von STS-Spektren in der Nähe der Fermienergie zeigen, dass die Elektronen in der Li0.9Mo6O17-Bronze eine sogenannte Luttingerflüssigkeit ausbilden, die anstatt einer Fermiflüssigkeit in eindimensionalen elektronischen Systemen erwartet wird. Bisher wurde Luttingerflüssigkeitsverhalten erst bei wenigen Materialien und Systemen experimentell nachgewiesen, obschon die theoretischen Voraussagen mehr als 30 Jahre zurückliegen. Ein Charakteristikum einer Luttingerflüssigkeit ist die Abnahme der Zustandsdichte an der Fermienergie mit einem Potenzgesetz. Dieses Verhalten wurde in STS-Spektren dieser Arbeit beobachtet und quantitativ im Rahmen eines Luttingerflüssigkeitsmodells beschrieben. Auch die Temperaturabhängigkeit des Phänomens im Bereich von 5K bis 55K ist konsistent mit der Beschreibung durch eine Luttingerflüssigkeit. Generell zeigen die Untersuchungen dieser Arbeit, dass die Dimensionalität, insbesondere deren Einschränkung, einen deutlichen Einfluss auf die elektronischen Eigenschaften von Systemen und Materialien haben kann.

Theory of laser-induced ultrafast structural changes in solids

The present thesis is a contribution to the study of laser-solid interaction. Despite the numerous applications resulting from the recent use of laser technology, there is still a lack of satisfactory answers to theoretical questions regarding the mechanism leading to the structural changes induced by femtosecond lasers in materials. We provide here theoretical approaches for the description of the structural response of different solids (cerium, samarium sulfide, bismuth and germanium) to femtosecond laser excitation. Particular interest is given to the description of the effects of the laser pulse on the electronic systems and changes of the potential energy surface for the ions. Although the general approach of laser-excited solids remains the same, the potential energy surface which drives the structural changes is calculated with different theoretical models for each material. This is due to the difference of the electronic properties of the studied systems. We use the Falicov model combined with an hydrodynamic method to study photoinduced phase changes in cerium. The local density approximation (LDA) together with the Hubbard-type Hamiltonian (LDA+U) in the framework of density functional theory (DFT) is used to describe the structural properties of samarium sulfide. We parametrize the time-dependent potential energy surface (calculated using DFT+ LDA) of bismuth on which we perform quantum dynamical simulations to study the experimentally observed amplitude collapse and revival of coherent $A_{1g}$ phonons. On the basis of a time-dependent potential energy surface calculated from a non-orthogonal tight binding Hamiltonian, we perform molecular dynamics simulation to analyze the time evolution (coherent phonons, ultrafast nonthermal melting) of germanium under laser excitation. The thermodynamic equilibrium properties of germanium are also reported. With the obtained results we are able to give many clarifications and interpretations of experimental results and also make predictions.

Disseny i implementació d'un sistema web de geolocalització i promoció d'events

Degut a la falta d'informació, de temps, no saber a on buscar. . . moltes vegades no ens assabentem, o ho fem massa tard, d'events als que ens hauria agradat assistir, com podrien ser concerts,conferències, activitats esportives, etc. L'objectiu d'aquest projecte serà aprofitar les capacitats de les xarxes socials per crear un lloc web que permeti enviar i geolocalitzar events que podran ser revisats i promoguts pels usuaris, de forma que es pugui suplir aquesta mancança. La solució implementada haurà de proporcionar les següents funcionalitats: enviament d'events (permetrà afegir les dades principals d'un event i geolocalitzar-lo en el mapa); organització de la informació (es disposarà de categories i metacategories per agrupar els events, a més d'un sistema d'etiquetes que facilitarà les cerques en el contingut del web); exploració dels events existents (mitjançant el mapa es podrà veure les dades de qualsevol event); sistema de votació (atorgarà la capacitat per poder decidir quina informació és més rellevant); agenda personal (servirà per registrar events i d'aquesta manera poder rebre notificacions que informin de canvis o simplement que serveixin com a recordatori); comunicació entre usuaris (es realitzarà a través de comentaris al peu dels events i/o d'un xat intern); sindicació web (distribuirà el contingut utilitzant l'estàndard RSS; disponibilitat d'una API simple (permetrà l'accés a certa informació des d'aplicacions externes)

Abstracting qualitative information for process supervision

Supervisory systems evolution makes the obtaining of significant information from processes more important in the way that the supervision systems' particular tasks are simplified. So, having signal treatment tools capable of obtaining elaborate information from the process data is important. In this paper, a tool that obtains qualitative data about the trends and oscillation of signals is presented. An application of this tool is presented as well. In this case, the tool, implemented in a computer-aided control systems design (CACSD) environment, is used in order to give to an expert system for fault detection in a laboratory plant

Quantified set inversion with applications to control

This paper describes a new reliable method, based on modal interval analysis (MIA) and set inversion (SI) techniques, for the characterization of solution sets defined by quantified constraints satisfaction problems (QCSP) over continuous domains. The presented methodology, called quantified set inversion (QSI), can be used over a wide range of engineering problems involving uncertain nonlinear models. Finally, an application on parameter identification is presented

Case Study Envisioning and Engagement

This is a presentation that introduces the envisioning (set up) stage of a project or case study. it sets envisioning in a framework of software engineering and agile methodologies. The presentation also covers techniques for engaging with stakeholders in the domain of the project: building a co-designing team; information gathering; and the ethics of engagement. There is a short section on sprint planning and managing the project backlog (agile using a burndown chart.

Relación entre el desarrollo de sistemas de control de gestión y los recursos y capacidades caso : Teleperformance Colombia

Siguiendo un marco teórico integrado por varios autores entorno a los sistemas de control de gestión a lo largo de varias décadas, este trabajo pretende estudiar y contrastar la relación entre el desarrollo de dichos sistemas y los recursos y capacidades. Para tal fin, se desarrolló un estudio de caso en Teleperformance Colombia (TC), una empresa dedicada a prestación de servicio de tercerización de procesos o business process outsourcing. En el estudio se establecieron dos variables para evaluar el desarrollo de sistema de control de gestión: el diseño y el uso. A su vez, para cada uno de ellos, se definieron los indicadores y preguntas que permitieran realizar la observación y posterior análisis. De igual manera, se seleccionaron los recursos y capacidades más importantes para el desarrollo del negocio: innovación, aprendizaje organizacional y capital humano. Sobre estos se validó la existencia de relación con el SCG implementado en TC. La información obtenida fue analizada y contrastada a través de pruebas estadísticas ampliamente utilizadas en este tipo de estudios en las ciencias sociales. Finalmente, se analizaron seis posibles relaciones de las cuales, solamente se ratificó el relacionamiento positivo entre uso de sistema de control gestión y el recurso y capacidad capital humano. El resto de relacionamientos, refutaron los planteamientos teóricos que establecían cierta influencia de los sistemas de control de gestión sobre recursos y capacidades de innovación y aprendizaje organizacional.

DAI-DEPUR: an integrated and distributed architecture for wastewater treatment plants supervision

The activated sludge process - the main biological technology usually applied to wastewater treatment plants (WWTP) - directly depends on live beings (microorganisms), and therefore on unforeseen changes produced by them. It could be possible to get a good plant operation if the supervisory control system is able to react to the changes and deviations in the system and can take the necessary actions to restore the system’s performance. These decisions are often based both on physical, chemical, microbiological principles (suitable to be modelled by conventional control algorithms) and on some knowledge (suitable to be modelled by knowledge-based systems). But one of the key problems in knowledge-based control systems design is the development of an architecture able to manage efficiently the different elements of the process (integrated architecture), to learn from previous cases (spec@c experimental knowledge) and to acquire the domain knowledge (general expert knowledge). These problems increase when the process belongs to an ill-structured domain and is composed of several complex operational units. Therefore, an integrated and distributed AI architecture seems to be a good choice. This paper proposes an integrated and distributed supervisory multi-level architecture for the supervision of WWTP, that overcomes some of the main troubles of classical control techniques and those of knowledge-based systems applied to real world systems

Application of computer-aided facilities management (CAFM) for intelligent buildings operation

Purpose – The purpose of this paper is to investigate the concepts of intelligent buildings (IBs), and the opportunities offered by the application of computer-aided facilities management (CAFM) systems. Design/methodology/approach – In this paper definitions of IBs are investigated, particularly definitions that are embracing open standards for effective operational change, using a questionnaire survey. The survey further investigated the extension of CAFM to IBs concepts and the opportunities that such integrated systems will provide to facilities management (FM) professionals. Findings – The results showed variation in the understanding of the concept of IBs and the application of CAFM. The survey showed that 46 per cent of respondents use a CAFM system with a majority agreeing on the potential of CAFM in delivery of effective facilities. Research limitations/implications – The questionnaire survey results are limited to the views of the respondents within the context of FM in the UK. Practical implications – Following on the many definitions of an IB does not necessarily lead to technologies of equipment that conform to an open standard. This open standard and documentation of systems produced by vendors is the key to integrating CAFM with other building management systems (BMS) and further harnessing the application of CAFM for IBs. Originality/value – The paper gives experience-based suggestions for both demand and supply sides of the service procurement to gain the feasible benefits and avoid the currently hindering obstacles, as the paper provides insight to the current and future tools for the mobile aspects of FM. The findings are relevant for service providers and operators as well.

Contextual prerequisites for the application of ILS principles to the building services industry

Purpose – This paper proposes assessing the context within which integrated logistic support (ILS) can be implemented for whole life performance of building services systems. Design/methodology/approach – The use of ILS within a through-life business model (TLBM) is a better framework to achieve a well-designed, constructed and managed product. However, for ILS to be implemented in a TLBM for building services systems, the practices, tools and techniques need certain contextual prerequisites tailored to suit the construction industry. These contextual prerequisites are discussed. Findings – The case studies conducted reinforced the contextual importance of prime contracting, partnering and team collaboration for the application of ILS techniques. The lack of data was a major hindrance to the full realisation of ILS techniques within the case studies. Originality/value – The paper concludes with the recognition of the value of these contextual prerequisites for the use of ILS techniques within the building industry.

A review and implementation of swarm pattern formation and transformation models

Purpose: The purpose of this paper is to address a classic problem – pattern formation identified by researchers in the area of swarm robotic systems – and is also motivated by the need for mathematical foundations in swarm systems. Design/methodology/approach: The work is separated out as inspirations, applications, definitions, challenges and classifications of pattern formation in swarm systems based on recent literature. Further, the work proposes a mathematical model for swarm pattern formation and transformation. Findings: A swarm pattern formation model based on mathematical foundations and macroscopic primitives is proposed. A formal definition for swarm pattern transformation and four special cases of transformation are introduced. Two general methods for transforming patterns are investigated and a comparison of the two methods is presented. The validity of the proposed models, and the feasibility of the methods investigated are confirmed on the Traer Physics and Processing environment. Originality/value: This paper helps in understanding the limitations of existing research in pattern formation and the lack of mathematical foundations for swarm systems. The mathematical model and transformation methods introduce two key concepts, namely macroscopic primitives and a mathematical model. The exercise of implementing the proposed models on physics simulator is novel.

Pipelining considerations for an FPGA case

This paper presents a semi-synchronous pipeline scheme, here referred as single-pulse pipeline, to the problem of mapping pipelined circuits to a Field Programmable Gate Array (FPGA). Area and timing considerations are given for a general case and later applied to a systolic circuit as illustration. The single-pulse pipeline can manage asynchronous worst-case data completion and it is evaluated against two chosen asynchronous pipelining: a four-phase bundle-data pipeline and a doubly-latched asynchronous pipeline. The semi-synchronous pipeline proposal takes less FPGA area and operates faster than the two selected fully-asynchronous schemes for an FPGA case.