Characterization of m-plane ZnO thin film on gamma-LiAlO2 (100) substrate by metal-organic chemical vapor deposition

Non-polar (1 (1) over bar 00)m-plane ZnO thin film has been prepared on gamma-LiAlO2 (100)substrate via the low pressure metal organic chemical vapor deposition. Obvious intensity variation of the E-2 mode in the polarized Raman spectra and the absorption edge shift in the polarized optical transmission spectra indicate that the m-plane film exhibits optical anisotropy, which have applications in certain optical devices, such as the UV modulator and polarization-dependent beam switch. From the atomic force microscopy images, highly-oriented uniform-sized grains of rectangular shape were observed. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

利用分光光度计测量光学晶体的折射率

晶体折射率的准确测定是晶体上薄膜器件设计的基础。介绍了利用分光光度计测量晶体折射率的方法，通过背面影响系数法、背面镀增透膜和将两者结合起来的方法消除晶体反射率测量时背面反射带来的影响，给出了具体的步骤并对测量误差进行了分析。由于晶体的光学各向异性，采用起偏器扫描的方法测量晶体光学性质随方向的变化。通过对LiB3P5晶体的折射率的测量，证实了该方法的可行性并可用于其他光学晶体折射率的测量。

Structure and optical properties of ZnS thin films grown by glancing angle deposition

The glancing angle deposition (GLAD) technique was used to deposit ZnS films by electron beam evaporation method. The cross sectional scanning electron microscopy (SEM) image illustrated a highly orientated microstructure composed of slanted column. The atomic force microscopy (APM) analysis indicated that incident flux angle had significant effects on the nodule size and surface roughness. Under identical nominal thickness, the actual thickness of the GLAD films is related to the incident flux angle. The refractive index and in-plane birefringence of the GLAD ZnS films were discussed, and the maximum bireffingence Delta n = 0.036 was obtained at incident flux angle of alpha = 80 degrees. Therefore, the glancing angle deposition technique is a promising way to create a columnar structure with enhanced birefringent property. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Structural and optical properties of nanostructured TiO2 thin films fabricated by glancing angle deposition

TiO2 films deposited by electron beam evaporation with glancing angle deposition (GLAD) technique were reported. The influence of flux angle on the surface morphology and the microstructure was investigated by scanning electron microscopy. The GLAD TiO2 films are anisotropy with highly orientated nanostructure of the slanted columns. With the increase of flux angle, refractive index and packing density decrease. This is caused by the shadowing effect dominating film growth. The anisotropic structure of TiO2 films results in optical birefringence, which reaches its maximum at the flux angle alpha = 65 degrees. The maximum birefringence of GLAD TiO2 films is higher than that of common bulk materials. It is suggested that glancing angle deposition may offer an effective method to obtain tailorable refractive index and birefringence in a large continuous range. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Propagation properties of beams generated by Gaussian mirror resonator in uniaxial crystals

Based on the paraxial vectorial theory of beams propagating in uniaxially anisotropic media, we have derived the analytical propagation equations of beams generated by Gaussian mirror resonator (GMR) in uniaxial crystals, and given the typical numerical example to illustrate our analytical results. Due to the anisotropy crystals, the ordinary and extraordinary beams originated by incident beams generated by GMR propagate with different diffraction lengths, thus the linear polarization state and axial symmetry of the incident beams generated by GMR do not remain during propagating in crystals. (c) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Structural Integrity of the Contralesional Hemisphere Predicts Cognitive Impairment in Ischemic Stroke at Three Months

After stroke, white matter integrity can be affected both locally and distally to the primary lesion location. It has been shown that tract disruption in mirror's regions of the contralateral hemisphere is associated with degree of functional impairment. Fourteen patients suffering right hemispheric focal stroke (S) and eighteen healthy controls (HC) underwent Diffusion Weighted Imaging (DWI) and neuropsychological assessment. The stroke patient group was divided into poor (SP; n = 8) and good (SG; n = 6) cognitive recovery groups according to their cognitive improvement from the acute phase (72 hours after stroke) to the subacute phase (3 months post-stroke). Whole-brain DWI data analysis was performed by computing Diffusion Tensor Imaging (DTI) followed by Tract Based Spatial Statistics (TBSS). Assessment of effects was obtained computing the correlation of the projections on TBSS skeleton of Fractional Anisotropy (FA) and Radial Diffusivity (RD) with cognitive test results. Significant decrease of FA was found only in right brain anatomical areas for the S group when compared to the HC group. Analyzed separately, stroke patients with poor cognitive recovery showed additional significant FA decrease in several left hemisphere regions; whereas SG patients showed significant decrease only in the left genu of corpus callosum when compared to the HC. For the SG group, whole brain analysis revealed significant correlation between the performance in the Semantic Fluency test and the FA in the right hemisphere as well as between the performance in the Grooved Pegboard Test (GPT) and theTrail Making Test-part A and the FA in the left hemisphere. For the SP group, correlation analysis revealed significant correlation between the performance in the GPT and the FA in the right hemisphere.

Propagation and polarization properties of hollow Gaussian beams in uniaxial crystals

Based on the paraxial vectorial theory of beams propagating in uniaxially anisotropic media, we have derived the analytical propagation equations of hollow Gaussian beams (HGBs) in uniaxial crystals, and given the typical numerical example to illustrate our analytical results. Due to the anisotropy crystals, the ordinary and extraordinary beams originated by incident HGBs propagate with different diffraction lengths, thus the linear polarization state and axial symmetry of incident HGBs do not remain during propagating in crystals. (c) 2007 Published by Elsevier B.V.

倾斜沉积制备雕塑薄膜的研究进展

倾斜沉积是一种新型的薄膜沉积技术。通过制备过程中基片的旋转和倾斜,可以制备出斜柱状、之字形、螺旋状、S形以及C形等各种形状的雕塑薄膜。雕塑薄膜可以实现许多传统薄膜无法实现的光学性质,为光学薄膜的设计与制备开辟了新的途径。本文综述了雕塑薄膜的制备方法,分析了雕塑薄膜的结构特征及影响因素,并阐述了其在光学领域的广泛应用前景。

Structure and optical properties of Nb2O5 sculptured thin films by glancing angle deposition

Nb2O5 sculptured thin. films deposited by electron beam evaporation with glancing angle deposition were prepared. Nb2O5 sculptured thin. films with tilted columns are optical anisotropy. XRD, SEM, UV-vis-NIR spectra are employed to characterize the microstructure and optical properties. The maximum of birefringence (Delta n) is up to 0.045 at alpha = 70 degrees with packing density of 0.487. With increasing the deposition angle, refractive index and packing density of Nb2O5 STF are decreasing. The relationship among deposition parameter, microstructure and optical properties was investigated in detail. (C) 2008 Elsevier B. V. All rights reserved.

Optical properties and microstructure of Ta2O5 biaxial film

This study investigates the optical properties and microstructure of Ta2O5 film deposited with the glancing angle deposition technique. The tilted nanocolumn microstructure, examined with scanning electron microscopy, induces the optical anisotropy of thin film. The optical properties of thin film are characterized with an inverse synthesis method. Based on the Cauchy model, the dispersion equations of optical constants of film are determined from the transmittance spectra measured at normal and oblique incidence over 400-800 nm. The starting values derived with an envelope method quicken the optimization process greatly. The dispersion of the principal indices N-1, N-2, and N-3 and the thickness d of thin film are presented statistically. A good agreement between the measured optical properties and theoretical calculation is obtained, which validates the model established for thin film produced by glancing angle deposition. (C) 2008 Optical Society of America

Investigação do efeito magnetocalórico convencional e anisotrópico no sistema Er(1-y)Ho(y)N

O efeito magnetocalórico, base da refrigeração magnética, é caracterizado por duas quantidades: a variação isotérmica da entropia (ΔST) e a variação adiabática da temperatura (ΔTad) as quais podem ser obtidas sob variações na intensidade de um campo magnético aplicado. Em sistemas que apresentam anisotropia magnética, pode‐se definir o efeito magnetocalórico anisotrópico, o qual, por definição, é calculado através da variação na direção de aplicação de um campo magnético cuja intensidade se mantém fixa. Nos materiais de nosso interesse, o efeito magnetocalórico é estudado teoricamente partindo de um hamiltoniano modelo que leva em conta a rede magnética (que pode ser composta por diversas sub-redes magnéticas acopladas), rede cristalina e a dinâmica dos elétrons de condução. No hamiltoniano magnético são consideradas as interações de troca, Zeeman e campo cristalino (esta ultima responsável pela anisotropia magnética). Recentemente, estudamos o efeito magnetocalórico convencional e o efeito magnetocalórico anisotrópico nos compostos mononitretos com terras-raras, a saber: Ho(y)Er(1-y)N para as concentrações y= 0,1,0.5 e 0.75. Comparações entre nossos resultados teóricos e os dados experimentais para o EMC foram bastante satisfatórias [3,9]. Além disso, diversas predições teóricas como a existência de uma fase ferrimagnética no sistema Ho(y)Er(1-y)N (para a concentração y=0.5) e reorientações de spin nas sub-redes do Ho e Er foram feitas [25].

Influência da reorientação de spin nas propriedades termomagnéticas dos compostos da série Ho1-yGdyAl2

Neste trabalho foram estudadas as propriedades estruturais e termomagnéticas dos pseudobinários Ho1-yGdyAl2, através de abordagens experimentais e teóricas. A parte experimental envolveu a preparação de cinco amostras, com as concentrações y = 0, 0,25, 0,5, 0,75 e 1, assim como medidas de magnetização, calor especifico e da variação adiabática da temperatura. Na parte teórica usamos um hamiltoniano modelo que leva em consideração a interação dos íons com o campo magnético aplicado, com o campo elétrico cristalino e a troca entre os íons magnéticos. A entropia da rede foi considerada na aproximação de Debye e a entropia eletrônica na aproximação do gás de elétrons livres. A influência das reorientações de spin, espontâneas e induzidas pelo campo magnético, na magnetização e no calor especifico foram investigadas sistematicamente tanto a partir de dados experimentais quanto teoricamente. Também obtemos resultados teóricos para a variação de entropia e variação adiabática da temperatura alterando a intensidade ou a direção do campo magnético.

Efeito da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de compostos metálicos: um estudo sistemático

O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética.O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética. O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (ΔSiso) e pela variação da temperatura em um processo adiabático ΔTad.Apesar dos inúmeros trabalhos experimentais e teóricos publicados nessa área, muitos aspectos desse efeito ainda não são bem compreendidos.Nesse trabalho discutimos os efeitos da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de um sistema de momentos magnéticos localizados. Para essa finalidade, utilizamos um modelo de spins interagentes com um termo de anisotropia uniaxial do tipo DS2 z , onde D é um parâmetro. Nesse modelo, em que o eixo z é a direção de fácil magnetização, a magnitude do parâmetro de anisotropia e a direção do campo magnético aplicado têm um papel fundamental no comportamento das grandezas magnetocalóricas ΔSiso e ΔTad. Realizamos um estudo sistemático para um sistema com J = 1 aplicando o campo magnético em diferentes direções. Os resultados mostram que, quando o campo magnético é aplicado ao longo da direção z, as grandezas magnetocalóricas apresentam o comportamento normal (valores positivos de ΔTad e valores negativos de ΔSiso para ΔB > 0). Quando o campo magnético é aplicado em uma direção diferente do eixo z, as grandezas magnetocalóricas podem apresentar o comportamento inverso (valores negativos de ΔTad e valores positivos de ΔSiso para ΔB > 0) ou o comportamento anômalo (troca de sinal nas curvas de ΔTad e ΔSiso). Resultados equivalentes também foram obtidos para um sistema com J = 7=2.

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.

Análise tensão deformação de uma barragem de concreto em solo residual preponderantemente anisotrópico.

Estudos de fundações de obras de arte, como barragens de concreto-gravidade e barragens de terra, devem contemplar todos os esforços atuantes no maciço de fundação, principalmente as tensões e as deformações esperadas durante todo o processo construtivo e no período pós-construtivo. Quando essas estruturas são apoiadas sobre rochas de boa sanidade, a escolha do barramento geralmente favorece a implantação de barragens de concreto. Entretanto, quando os maciços de fundação são formados por solos, a opção técnica geralmente mais bem aceita é quanto à utilização de barragens de terra. Em ambos os casos, as análises de estabilidade e de deformação são desenvolvidas por métodos analíticos bem consolidados na prática. Nas condições mais adversas de fundação, seja em rochas ou em solos com marcante anisotropia e estruturas reliquiares herdadas da rocha-mãe, a utilização de modelos constitutivos anisotrópicos em análises por elementos finitos propicia simulações mais realistas dessas feições estruturais, contribuindo para o seu melhor conhecimento. O presente trabalho teve por objetivo demonstrar a utilização de um modelo constitutivo anisotrópico no estudo da fundação da Barragem San Juan, localizada na República Dominicana, que foi concebida como uma estrutura tipo concreto-gravidade apoiada sobre solos residuais jovens altamente anisotrópicos. Nessa obra, apesar de sua pequena altura, a presença marcante de descontinuidades ensejou um estudo mais detalhado do comportamento tensão-deformação da fundação, levando em conta o levantamento detalhado da atitude das descontinuidades presentes no maciço e os resultados de ensaios de resistência em planos paralelos e normais às descontinuidades. Para a estimativa de deformações, os respectivos módulos de Young (Es) foram estimados com base em correlações com a resistência à penetração SPT desenvolvidas nesta dissertação, a partir de um estudo estatístico baseado em várias publicações disponíveis na literatura. As análises numéricas por elementos finitos foram desenvolvidas através do programa Plaxis 2D, utilizando-se como modelo constitutivo aquele denominado The Jointed Rock Model, que é particularmente recomendado para análises de estabilidade e deformação de materiais anisotrópicos. Os resultados das análises numéricas foram comparados com as análises de equilíbrio limite elaboradas para o projeto executivo da referida barragem, pelo programa Slope, utilizando o método rigoroso de Morgenstern e Price, que se mostrou conservador. Os resultados das análises numéricas mostraram sua inequívoca versatilidade para a escolha de opções de reforço da fundação, através de dentes que objetivavam o aumento das condições de estabilidade da barragem.