High Indium Concentration InGaN/GaN Grown on Sapphire Substrate by MOCVD

The InGaN system provides the opportunity to fabricate light emitting devices over the whole visible and ultraviolet spectrum due to band-gap energies E[subscript g] varying between 3.42 eV for GaN and 1.89 eV for InN. However, high In content in InGaN layers will result in a significant degradation of the crystalline quality of the epitaxial layers. In addition, unlike other III-V compound semiconductors, the ratio of gallium to indium incorporated in InGaN is in general not a simple function of the metal atomic flux ratio, f[subscript Ga]/f[subscript In]. Instead, In incorporation is complicated by the tendency of gallium to incorporate preferentially and excess In to form metallic droplets on the growth surface. This phenomenon can definitely affect the In distribution in the InGaN system. Scanning electron microscopy, room temperature photoluminescence, and X-ray diffraction techniques have been used to characterize InGaN layer grown on InN and InGaN buffers. The growth was done on c-plane sapphire by MOCVD. Results showed that green emission was obtained which indicates a relatively high In incorporation.

Oblique Angle Deposition of Germanium Film on Silicon Substrate

The effect of flux angle, substrate temperature and deposition rate on obliquely deposited germanium (Ge) films has been investigated. By carrying out deposition with the vapor flux inclined at 87° to the substrate normal at substrate temperatures of 250°C or 300°C, it may be possible to obtain isolated Ge nanowires. The Ge nanowires are crystalline as shown by Raman Spectroscopy.

Synthesis and Characterization of Magnetic Nanoparticles with High Magnetization and Good Oxidation Resistibility

Magnetic nanoparticles attract increasing attention because of their current and potential biomedical applications, such as, magnetically targeted and controlled drug delivery, magnetic hyperthermia and magnetic extraction. Increased magnetization can lead to improved performance in targeting and retention in drug delivery and a higher efficiency in biomaterials extraction. We reported an approach to synthesize iron contained magnetic nanoparticles with high magnetization and good oxidation resistibility by pyrolysis of iron pentacarbonyl (Fe(CO)[subscript 5]) in methane (CH[subscript 4]). Using the high reactivity of Fe nanoparticles, decomposition of CH[subscript 4] on the Fe nanoparticles leads to the formation of nanocrystalline iron carbides at a temperature below 260°C. Structural investigation indicated that the as-synthesized nanoparticles contained crystalline bcc Fe, iron carbides and spinel iron oxide. The Mössbauer and DSC results testified that the as-synthesized nanoparticle contained three crystalline iron carbide phases, which converted to Fe[subscript 3]C after a heat treatment. Surface analysis suggested that the as-synthesized and subsequently heated iron-iron carbide particles were coated by iron oxide, which originated from oxidization of surface Fe atoms. The heat-treated nanoparticles exhibited a magnetization of 160 emu/g, which is two times of that of currently used spinel iron oxide nanoparticles. After heating in an acidic solution with a pH value of 5 at 60°C for 20 h, the nanoparticles retained 90 percentage of the magnetization.

Correlación entre el resultado refractivo post-catarata con la predicción biométrica pre-operatoria

La cirugía de cataratas por Facoemulsificación es tal vez uno de los procedimientos más realizados en la práctica de oftalmología general, sin embargo el resultado refractivo de esta cirugía no siempre llena las expectativas del oftalmólogo y del paciente, es por esto que es de gran importancia observar los resultados post quirúrgicos obtenidos y las distintas variables que pudieron influir en dicho resultado. Objetivo: determinar la capacidad predictiva de la formula biométrica empleada en el preoperatorio con el resultado refractivo post operatorio expresada en porcentajes. Materiales y métodos: se realizó un estudio de correlación basándose en la refracción prevista por la biometría y la refracción encontrada en el post operatorio. Se analizó los diferentes grupos de pacientes miopes, hipermétropes y emétropes en de los rangos de 0,50D, 0,75 D y 1,00D. Resultados: el porcentaje de pacientes que presento 0,50D de diferencia con el previsto fue de 57,7% para el total, 100% para hipermétropes, 53,1% para emétropes, 56,3% para miopes. En el rango de 0,75D 71,2% para el total, 62,5% para emétropes y 81,3% para miopes. En el rango de 1,00D 82,7% para el total, 75% para emétropes y 93,8% para miopes. Conclusiones: la formula SRK/T presento un buen desempeño en todos los grupos encontrándose resultados concordantes con los descritos en la literatura.

Exposición acumulada de polvo respirable como predictor de enfermedad respiratoria

En la minería de carbón se presenta exposición prolongada a polvo de carbón y a polvo de sílice en diferentes porcentajes, encontrándose una asociación con las alteraciones obstructivas, bronquitis crónica, Neumoconiosis de los trabajadores de carbón y Silicosis. Se han establecido varias formas de estimar el riesgo de desarrollar dichas enfermedades respiratorias no malignas secundarias a la exposición a estos polvos (carbón y sílice) en el ámbito ocupacional, siendo el cálculo de la exposición acumulada, la que ha demostrado mayor utilidad. Con el fin de establecer el riesgo de desarrollar alteraciones funcionales, a partir de la exposición acumulada de polvo respirable - y en los trabajadores de una empresa de minería a cielo abierto en Colombia, se estructuró este estudio de cohorte. Se contó con el registro de 566 trabajadores distribuidos en 29 Grupos de Exposición Similar (GES). El cálculo de la dosis acumulada se realizó considerando las medianas de exposición para cada GES y el tiempo de exposición de cada trabajador. Y posteriormente se estimó el riesgo empleando una regresión de poisson con varianza robusta. Los resultados más importantes del estudio muestran la exposición acumulada en niveles inferiores a los reportados en la literatura, sin embargo se encuentra un riesgo ligeramente elevado, IRR 1.000124 (IC95% 1 - 1.000248) en los expuestos, estimando que por cada unidad de medición de la exposición acumulada que se incremente, el riesgo de que aparezca una alteración respiratoria funcional se incrementa en 1.000124 veces entre los trabajadores expuestos y los no expuestos.

Relación de exposición a polvos de carbón, sílice cristalina y neumoconiosis, en trabajadores de minas de socavón, Cundinamarca, 2014.

Objetivo: Determinar el nivel de riesgo de la exposición por fracción respirable a polvo de carbón y sílice cristalina y la prevalencia de neumoconiosis en trabajadores de minas de socavón del departamento de Cundinamarca. Métodos: estudio de corte transversal, en grupos de exposición similar (GES) en las minas seleccionadas, el tamaño muestral fue constituido por 11 empresas y 215 trabajadores en donde se realizó un muestreo ambiental para medir los niveles de polvo de carbón y sílice cristalina. Resultados: La edad promedio del grupo fue de 46±9,5 años y género masculino (97,2%), se encontró una asociación significativa entre polvo de carbón y neumoconiosis (p =0,050) y no fue significativa con exposición a sílice cristalina (p = 0,537). El modelo de regresión logística mostró asociación significativa con la escala de nivel de riesgo de carbón medio (OR=10.4, IC 95%:1.50, 71.41, p=0,02), ajustando con variables significativas como: tamaño de la empresa mediana (OR = 2,67, IC 95%:1.07, 6.66, p=0,04), antigüedad mayor o igual a 30 años (OR = 7,186, IC 95%:2.98, 17.29, p=0,001) y habito tabáquico por más de un año (OR = 4,437, IC 95%:2.06, 9.55, p=0,001) para sílice cristalina no hubo asociación en el modelo multivariado. Conclusión: El riesgo de exposición a carbón de nivel medio está relacionado con la prevalencia de neumoconiosis y otros factores adicionales como tamaño de la empresa mediana, antigüedad mayor o igual a 30 años y habito tabáquico por más de un año para los trabajadores de minería de socavón en Cundinamarca. Para los niveles de sílice cristalina no se encontró asociación significativa.

Perfil de exposición ocupacional a polvo de cemento y sílice cristalina en procesos de cementación y Fracturamiento hidráulico en el sector Oil & Gas en Colombia: un estudio retrospectivo (2009 – 2013).

La exposición a polvo de cemento y sílice ha sido estudiada por años en países como Estados Unidos y Canadá, cuando el polvo de cemento se inhala durante diferentes actividades, se puede ocasionar afectación del tracto respiratorio de las personas expuestas. El estudio “Perfil de exposición ocupacional a polvo de cemento y sílice cristalina en procesos de cementación y Fracturamiento hidráulico en el sector Oil & Gas en Colombia: un estudio retrospectivo (2009 – 2013).” Permitió identificar las actividades funcionales que representan un riesgo potencial por la presencia de partículas aerosuspendidas, analizar una base de datos que reúne cerca de 18298 registros de evaluaciones higiénicas en el sector Oil & Gas, realizar posteriormente el cálculo de material particulado en la fracción respirable y sílice cristalina aplicables para cada proceso y el procesamiento de los datos estadísticamente, confrontar estos estimadores estadísticos con los valores límites permisibles definidos por el gobierno nacional, los resultados incluyeron la caracterización de un perfil de exposición ocupacional por actividad funcional para el proceso de cementación, la identificación de los trabajadores más expuestos según las condiciones de exposición y cuáles de estos perfiles superan los límites máximos permisibles para un turno de trabajo de 12 horas, esta información permitirá a los profesionales de la salud e higiene laboral orientar actividades de seguimiento, vigilancia y control en los grupos de exposición similar específicos. Para el proceso de fracturamiento hidráulico los datos encontrados no fueron estadísticamente significativos.

Exposición laboral de agentes químicos carcinógenos presentes en las empresas afiliadas a una ARL en Colombia 2011-2014

Objetivo: Caracterizar los sectores económicos con mayor susceptibilidad de exposición a agentes químicos carcinógenos, categorizados en el grupo 1 por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer IARC (formaldehído, polvo de madera, benceno y sílice cristalina) afiliadas a una Administradora de riesgos Laborales (ARL) en Colombia entre el periodo 2011 a 2014. Método: Estudio de tipo descriptivo retrospectivo con datos históricos obtenidos desde 2011 hasta 2014. De acuerdo con el número de mediciones que se realizó en cada área y cargo de las empresas objeto de estudio, se utilizó la medición basal para determinar el estado inicial y evaluar de manera concurrente la exposición de estos cuatro agentes químicos. Resultados: En total se obtuvieron 201 mediciones de higiene industrial para cuatro agentes químicos carcinógenos. Los resultados mostraron que índice de riesgo de la exposición a agentes químicos carcinógenos en diferentes empresas, se encuentra en algunos casos en niveles altos o críticos dado que superar los valores máximos permisibles definidos por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales de Gobierno (ACGIH). Conclusión: Los trabajadores de diferentes empresas en Colombia están expuestas a diferentes tipos de concentraciones por agentes químicos cancerígenos. Las concentraciones ambientales obtenidas en el ambiente laboral en algunos casos excedieron las concentraciones máximas permitidas, por lo que se recomienda que las empresas e instituciones del país fortalezcan las medidas de prevención, vigilancia y control para minimizar los riegos a que pueden estar expuestos sus trabajadores.

Prevalencia de neumoconiosis y hallazgos espirométricos en trabajadores expuestos a polvo de carbón en minería subterránea en el Departamento de Cundinamarca, Colombia, 2014

Objetivo: Determinar la prevalencia de neumoconiosis y caracterizar los resultados de la espirometría y la presencia de síntomas respiratorios en trabajadores expuestos a polvo de carbón por las labores realizadas en minas de socavón en Cundinamarca. Metodología: Estudio de corte transversal en 215 trabajadores con exposición ocupacional a polvo de carbón, que laboran en minas subterráneas en Cundinamarca, 2014. Se recolectó información de variables sociodemográficas, hábitos de tabaquismo, resultados de espirometría, cuestionario de síntomas respiratorios y radiografía de tórax con toma y lectura según criterios exigidos por la guía técnica de la OIT. Se utilizaron distribuciones de frecuencias absolutas y relativas expresadas en porcentajes para las variables cualitativas y para variables cuantitativas medidas de tendencia central y de variabilidad. Se usó la prueba de asociación chí cuadrado, o prueba de correlación según naturaleza de las variables y análisis multivariable para el control o ajuste de la relación por dichas variables. Resultados: La edad media de la población fue de 45,5 años y la antigüedad laboral media de 21,7 años. El diagnóstico según resultados de espirometría se clasificó con patrón normal el 89.8% de la población estudiada, patrón obstructivo el 5.1%, patrón restrictivo el 3,7% y alteración vías aéreas periféricas el 0,5%. Conclusión: La prevalencia de neumoconiosis en los trabajadores de Cundinamarca fue de 42,33% teniendo en cuenta los criterios establecidos por la OIT para lectura de radiografías de tórax e indica la necesidad de implementar políticas para la prevención de enfermedades asociadas a la explotación minera

Relaxation and derelaxation of pure and hydrogenated amorphous silicon during thermal annealing experiments

The structural relaxation of pure amorphous silicon (a-Si) and hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) materials, that occurs during thermal annealing experiments, has been analyzed by Raman spectroscopy and differential scanning calorimetry. Unlike a-Si, the heat evolved from a-Si:H cannot be explained by relaxation of the Si-Si network strain but it reveals a derelaxation of the bond angle strain. Since the state of relaxation after annealing is very similar for pure and hydrogenated materials, our results give strong experimental support to the predicted configurational gap between a-Si and crystalline silicon

Desenvolupament computacional de la semblança molecular quàntica

La present Tesi Doctoral, titulada desenvolupament computacional de la semblança molecular quàntica, tracta, fonamentalment, els aspectes de càlcul de mesures de semblança basades en la comparació de funcions de densitat electrònica.El primer capítol, Semblança quàntica, és introductori. S'hi descriuen les funcions de densitat de probabilitat electrònica i llur significança en el marc de la mecànica quàntica. Se n'expliciten els aspectes essencials i les condicions matemàtiques a satisfer, cara a una millor comprensió dels models de densitat electrònica que es proposen. Hom presenta les densitats electròniques, mencionant els teoremes de Hohenberg i Kohn i esquematitzant la teoria de Bader, com magnituds fonamentals en la descripció de les molècules i en la comprensió de llurs propietats.En el capítol Models de densitats electròniques moleculars es presenten procediments computacionals originals per l'ajust de funcions densitat a models expandits en termes de gaussianes 1s centrades en els nuclis. Les restriccions físico-matemàtiques associades a les distribucions de probabilitat s'introdueixen de manera rigorosa, en el procediment anomenat Atomic Shell Approximation (ASA). Aquest procediment, implementat en el programa ASAC, parteix d'un espai funcional quasi complert, d'on se seleccionen variacionalment les funcions o capes de l'expansió, d'acord als requisits de no negativitat. La qualitat d'aquestes densitats i de les mesures de semblança derivades es verifica abastament. Aquest model ASA s'estén a representacions dinàmiques, físicament més acurades, en quant que afectades per les vibracions nuclears, cara a una exploració de l'efecte de l'esmorteïment dels pics nuclears en les mesures de semblança molecular. La comparació de les densitats dinàmiques respecte les estàtiques evidencia un reordenament en les densitats dinàmiques, d'acord al que constituiria una manifestació del Principi quàntic de Le Chatelier. El procediment ASA, explícitament consistent amb les condicions de N-representabilitat, s'aplica també a la determinació directe de densitats electròniques hidrogenoides, en un context de teoria del funcional de la densitat.El capítol Maximització global de la funció de semblança presenta algorismes originals per la determinació de la màxima sobreposició de les densitats electròniques moleculars. Les mesures de semblança molecular quàntica s'identifiquen amb el màxim solapament, de manera es mesuri la distància entre les molècules, independentment dels sistemes de referència on es defineixen les densitats electròniques. Partint de la solució global en el límit de densitats infinitament compactades en els nuclis, es proposen tres nivells de aproximació per l'exploració sistemàtica, no estocàstica, de la funció de semblança, possibilitant la identificació eficient del màxim global, així com també dels diferents màxims locals. Es proposa també una parametrització original de les integrals de recobriment a través d'ajustos a funcions lorentzianes, en quant que tècnica d'acceleració computacional. En la pràctica de les relacions estructura-activitat, aquests avenços possibiliten la implementació eficient de mesures de semblança quantitatives, i, paral·lelament, proporcionen una metodologia totalment automàtica d'alineació molecular. El capítol Semblances d'àtoms en molècules descriu un algorisme de comparació dels àtoms de Bader, o regions tridimensionals delimitades per superfícies de flux zero de la funció de densitat electrònica. El caràcter quantitatiu d'aquestes semblances possibilita la mesura rigorosa de la noció química de transferibilitat d'àtoms i grups funcionals. Les superfícies de flux zero i els algorismes d'integració usats han estat publicats recentment i constitueixen l'aproximació més acurada pel càlcul de les propietats atòmiques. Finalment, en el capítol Semblances en estructures cristal·lines hom proposa una definició original de semblança, específica per la comparació dels conceptes de suavitat o softness en la distribució de fonons associats a l'estructura cristal·lina. Aquests conceptes apareixen en estudis de superconductivitat a causa de la influència de les interaccions electró-fonó en les temperatures de transició a l'estat superconductor. En aplicar-se aquesta metodologia a l'anàlisi de sals de BEDT-TTF, s'evidencien correlacions estructurals entre sals superconductores i no superconductores, en consonància amb les hipòtesis apuntades a la literatura sobre la rellevància de determinades interaccions.Conclouen aquesta tesi un apèndix que conté el programa ASAC, implementació de l'algorisme ASA, i un capítol final amb referències bibliogràfiques.

Shear controlled crystal size definition in a low molar mass compound using a polymeric solvent

We show that close to monodisperse crystalline fibrils of dibenzylidene sorbitol can be obtained by preparation in a polymeric solvent subjected to extended shear flow.

Accumulated metal speciation in earthworm populations with multi-generational exposure to metalliferous soils: cell fractionation and high energy synchrotron analyses

Predicting metal bioaccumulation and toxicity in soil organisms is complicated by site-specific biotic and abiotic parameters. In this study we exploited tissue fractionation and digestion techniques, combined with X-ray absorption spectroscopy (XAS), to investigate the whole-body and subcellular distributions, ligand affinities, and coordination chemistry of accumulated Pb and Zn in field populations of the epigeic earthworm Lumbricus rubellus inhabiting three contrasting metalliferous and two unpolluted soils. Our main findings were (i) earthworms were resident in soils with concentrations of Pb and Zn ranging from 1200 to 27 000 mg kg(-1) and 200 to 34 000 mg kg(-1), respectively; (ii) Pb and Zn primarily accumulated in the posterior alimentary canal in nonsoluble subcellular fractions of earthworms; (iii) site-specific differences in the tissue and subcellular partitioning profiles of populations were observed, with earthworms from a calcareous site partitioning proportionally more Pb to their anterior body segments and Zn to the chloragosome-rich subcellular fraction than their acidic-soil inhabiting counterparts; (iv) XAS indicated that the interpopulation differences in metal partitioning between organs were not accompanied by qualitative differences in ligand-binding speciation, because crystalline phosphate-containing pyromorphite was a predominant chemical species in the whole-worm tissues of all mine soil residents. Differences in metal (Pb, Zn) partitioning at both organ and cellular levels displayed by field populations with protracted histories of metal exposures may reflect their innate ecophysiological responses to essential edaphic variables, such as Ca2+ status. These observations are highly significant in the challenging exercise of interpreting holistic biomarker data delivered by "omic" technologies.

Sequential extraction and single-step cold-acid extraction: A feasibility study for use with freshwater-canal sediments

This investigation examines metal release from freshwater sediment using sequential extraction and single-step cold-acid leaching. The concentrations of Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb and Zn released using a standard 3-step sequential extraction (Rauret et al., 1999) are compared to those released using a 0.5 M HCl; leach. The results show that the three sediments behave in very different ways when subject to the same leaching experiments: the cold-acid extraction appears to remove higher relative concentrations of metals from the iron-rich sediment than from the other two sediments. Cold-acid extraction appears to be more effective at removing metals from sediments with crystalline iron oxides than the "reducible" step of the sequential extraction. The results show that a single-step acid leach can be just as effective as sequential extractions at removing metals from sediment and are a great deal less time-consuming.