Spontaneous spin polarization and charge localization in metal nanowires: the role of a geometric constriction

An idealized jellium model of conducting nanowires with a geometric constriction is investigated by density functional theory (DFT) in the local spin density (LSD) approximation. The results reveal a fascinating variety of spin and charge patterns arising in wires of sufficiently low (r(s) >= 15) average electron density, pinned at the indentation by an apparent attractive interaction with the constriction. The spin-resolved frequency-dependent conductivity shows a marked asymmetry in the two spin channels, reflecting the spontaneous spin polarization around the wire neck. The relevance of the computational results is discussed in relation to the so-called 0.7 anomaly found by experiments in the low-frequency conductivity of nanowires at near-breaking conditions (see 2008 J. Phys.: Condens Matter 20, special issue on the 0.7 anomaly). Although our mean-field approach cannot account for the intrinsic many-body effects underlying the 0.7 anomaly, it still provides a diagnostic tool to predict impending transitions in the electronic structure.

Large-scale density functional calculations of the surface properties of the Wigner crystal

The surface properties of the jellium model have been investigated by large supercell computations in the density functional theory-local spin-density (DFT-LSD) approach for planar slabs with up to 1000 electrons. A wide interval of densities has been explored, extending into the stability range of the Wigner crystal. Most computations have been carried out on nominally paramagnetic samples with an equal number of spin-up and spin-down electrons. The results show that within DFT-LSD spontaneous spin polarization and charge localization start nearly simultaneously at the surface for r(s) similar to 20, then, with decreasing density, they progress toward the center of the slab. Electrons are fully localized and spin polarized at r(s) = 30. At this density the charge distribution is the superposition of disjoint charge blobs, each corresponding to one electron. The distribution of blobs displays both regularities and disorder, the first being represented by well-defined planes and simple in-plane geometries, and the latter by a variety of surface defects. The surface energy, surface dipole, electric polarisability, and magnetization pattern have been determined as a function of density. All these quantities display characteristic anomalies at the density of the localization transition. The analysis of the low-frequency electric conductivity shows that in the fluid paramagnetic regime the in-plane current preferentially flows in the central region of the slab and the two spin channels are equally conducting. In the charge localized, spin-polarized regime, conductivity is primarily a surface effect, and an apparent asymmetry is observed in the two spin currents.

Spontaneous spin polarization in geometrically constricted metal nanowires

The electronic structure of thin conducting wires with a narrow geometric constriction has been determined by density-functional theory computations in the local spin density approximation. Spontaneous spin polarization arises in nominally paramagnetic wires at sufficiently low density (r(s)>= 15). Real-space spin-polarization maps show a fascinating variety of magnetic structures pinned at the constriction. The frequency-dependent conductivity is different for the spin-up and spin-down channels and significantly lower than in wires of identically vanishing spin polarization.

Global Sensitivity Analysis for MAP Inference in Graphical Models

We study the sensitivity of a MAP configuration of a discrete probabilistic graphical model with respect to perturbations of its parameters. These perturbations are global, in the sense that simultaneous perturbations of all the parameters (or any chosen subset of them) are allowed. Our main contribution is an exact algorithm that can check whether the MAP configuration is robust with respect to given perturbations. Its complexity is essentially the same as that of obtaining the MAP configuration itself, so it can be promptly used with minimal effort. We use our algorithm to identify the largest global perturbation that does not induce a change in the MAP configuration, and we successfully apply this robustness measure in two practical scenarios: the prediction of facial action units with posed images and the classification of multiple real public data sets. A strong correlation between the proposed robustness measure and accuracy is verified in both scenarios.

Advances in Learning Bayesian Networks of Bounded Treewidth

This work presents novel algorithms for learning Bayesian networks of bounded treewidth. Both exact and approximate methods are developed. The exact method combines mixed integer linear programming formulations for structure learning and treewidth computation. The approximate method consists in sampling k-trees (maximal graphs of treewidth k), and subsequently selecting, exactly or approximately, the best structure whose moral graph is a subgraph of that k-tree. The approaches are empirically compared to each other and to state-of-the-art methods on a collection of public data sets with up to 100 variables.

Ecological dynamics of extinct species in empty habitat networks. 1. The role of habitat pattern and quantity, stochasticity and dispersal

We examined a remnant host plant (Primula veris L.) habitat network that was last inhabited by the rare butterfly Hamearis lucina L. in north Wales in 1943, to assess the relative contribution of several spatial parameters to its regional extinction. We first examined relationships between P. veris characteristics and H. lucina eggs in surviving H. lucina populations, and used these to predict the suitability and potential carrying capacity of the habitat network in north Wales. This resulted in an estimate of roughly 4500 eggs (ca 227 adults). We developed a discrete space, discrete time metapopulation model to evaluate the relative contribution of dispersal distance, habitat and environmental stochasticity as possible causes of extinction. We simulated the potential persistence of the butterfly in the current network as well as in three artificial (historical and present) habitat networks that differed in the quantity (current and X3) and fragmentation of the habitat (current and aggregated). We identified that reduced habitat quantity and increased isolation would have increased the probability of regional extinction, in conjunction with environmental stochasticity and H. lucina's dispersal distance. This general trend did not change in a qualitative manner when we modified the ability of dispersing females to stay in, and find suitable habitats (by changing the size of the grid cells used in the model). Contrary to most metapopulation model predictions, system persistence declined with increasing migration rate, suggesting that the mortality of migrating individuals in fragmented landscapes may pose significant risks to system-wide persistence. Based on model predictions for the present landscape we argue that a major programme of habitat restoration would be required for a re-established metapopulation to persist for > 100 years.

Ecological dynamics of extinct species in empty habitat networks. 2. The role of host plant dynamics

This paper explores the relative effects of host plant dynamics and butterfly-related parameters on butterfly persistence. It considers an empty habitat network where a rare butterfly (Cupido minimus) became extinct in 1939 in part of its historical range in north Wales, UK. Surviving populations of the butterfly in southern Britain were visited to assess use of its host plant (Anthyllis vulneraria) in order to calibrate habitat suitability and carrying capacity in the empty network in north Wales. These data were used to deduce that only a portion ( similar to 19%) of the host plant network from north Wales was likely to be highly suitable for oviposition. Nonetheless, roughly 65,460 eggs (3273 adult equivalents) could be expected to be laid in north Wales, were the empty network to be populated at the same levels as observed on comparable plants in surviving populations elsewhere. Simulated metapopulations of C. minimus in the empty network revealed that time to extinction and patch occupancy were significantly influenced by carrying capacity, butterfly mean dispersal distance and environmental stochasticity, although for most reasonable parameter values, the model system persisted. Simulation outputs differed greatly when host plant dynamics was incorporated into the modelled butterfly dynamics. Cupido minimus usually went extinct when host plant were at low densities. In these simulations host plant dynamics appeared to be the most important determinant of the butterfly's regional extirpation. Modelling the outcome of a reintroduction programme to C. minimus variation at high quality locations, revealed that 65% of systems survived at least 100 years. Given the current amount of resources of the north Wales landscape, the persistence of C. minimus under a realistic reintroduction programme has a good chance of being successful, if carried out in conjunction with a host plant management programme.

Significance of tagI and mfd genes in the virulence of non-typeable Haemophilus influenzae

Non-typeable Haemophilus influenzae (NTHi) is an opportunist pathogen well adapted to the human upper respiratory tract and responsible for many respiratory diseases. In the human airway, NTHi is exposed to pollutants, such as alkylating agents, that damage its DNA. In this study, we examined the significance of genes involved in the repair of DNA alkylation damage in NTHi virulence. Two knockout mutants, tagI and mfd, encoding N(3)methyladenine-DNA glycosylase I and the key protein involved in transcription-coupled repair, respectively, were constructed and their virulence in a BALB/c mice model was examined. This work shows that N-3-methyladenine-DNA glycosylase I is constitutively expressed in NTHi and that it is relevant for its virulence.

Learning Bayesian Networks with Thousands of Variables

We present a method for learning Bayesian networks from data sets containing thousands of variables without the need for structure constraints. Our approach is made of two parts. The first is a novel algorithm that effectively explores the space of possible parent sets of a node. It guides the exploration towards the most promising parent sets on the basis of an approximated score function that is computed in constant time. The second part is an improvement of an existing ordering-based algorithm for structure optimization. The new algorithm provably achieves a higher score compared to its original formulation. Our novel approach consistently outperforms the state of the art on very large data sets.

Genetic structure, relationships and admixture with wild relatives in native pig breeds from Iberia and its islands

Background: Native pig breeds in the Iberian Peninsula are broadly classified as belonging to either the Celtic or the Mediterranean breed groups, but there are other local populations that do not fit into any of these groups. Most of the native pig breeds in Iberia are in danger of extinction, and the assessment of their genetic diversity and population structure, relationships and possible admixture between breeds, and the appraisal of conservation alternatives are crucial to adopt appropriate management strategies. Methods: A panel of 24 microsatellite markers was used to genotype 844 animals representing the 17 most important native swine breeds and wild populations existing in Portugal and Spain and various statistical tools were applied to analyze the results. Results: Genetic diversity was high in the breeds studied, with an overall mean of 13.6 alleles per locus and an average expected heterozygosity of 0.80. Signs of genetic bottlenecks were observed in breeds with a small census size, and population substructure was present in some of the breeds with larger census sizes. Variability among breeds accounted for about 20% of the total genetic diversity, and was explained mostly by differences among the Celtic, Mediterranean and Basque breed groups, rather than by differences between domestic and wild pigs. Breeds clustered closely according to group, and proximity was detected between wild pigs and the Mediterranean cluster of breeds. Most breeds had their own structure and identity, with very little evidence of admixture, except for the Retinto and Entrepelado varieties of the Mediterranean group, which are very similar. Genetic influence of the identified breed clusters extends beyond the specific geographical areas across borders throughout the Iberian Peninsula, with a very sharp transition from one breed group to another. Analysis of conservation priorities confirms that the ranking of a breed for conservation depends on the emphasis placed on its contribution to the betweenand within-breed components of genetic diversity. Conclusions: Native pig breeds in Iberia reveal high levels of genetic diversity, a solid breed structure and a clear organization in well-defined clusters.

Perceções e crenças dos consumidores portugueses acerca dos medicamentos genéricos

Dissertação, Mestrado, Marketing, Instituto Politécnico de Santarém, Escola Superior de Gestão e Tecnologia, 2014

Prevalência da violência doméstica nos adultos que recorrerem aos serviços de saúde no distrito de Évora

Introdução: É crucial conhecer a prevalência periódica e a prevalência ao longo da vida da violência domestica (VD), mesmo sabendo que é virtualmente impossível medir este fenómeno com absoluta precisão. Objetivo: Conhecer a prevalência periódica e ao longo da vida, da violência doméstica nos adultos que recorram aos serviços de saúde. Metodologia: Este estudo será essencialmente de natureza quantitativa epidemiológica. A amostra foi intencional e constituída por todas as pessoas com 18 anos ou mais que durante um período de 3 meses acorreram a qualquer uma das unidades funcionais dos cuidados de saúde Primários. Resultados: A nossa amostra é constituída por 648 participantes. Relativamente aos dados socio biográficos, verificámos que as idades variam entre os 18 anos e os 91 anos com uma média de 45,73 anos, a maioria pertence ao sexo feminino e estado civil casado. Verificámos que do total da amostra 20,9% (143 inquiridos) já sofreram algum tipo de violência ao longo da vida e apenas 5% do total da amostra referiu ter sido vítima de VD no último ano, em ambos os períodos a maior parte sofreu violência psicológica. Relativamente ao responsável pela violência verificámos que na maior parte (7,9%) das vezes foi o marido/companheiro. Verificámos que 18,4% das vítimas eram do sexo feminino. Quanto a avaliação do risco, verificámos que a maior parte da amostra (25,8%) apresenta um score de 4, ou seja apresenta um risco variável. Conclusões: Concluímos que estão mais expostos à VD as pessoas que, sabem ler ou escrever, sem qualquer grau; terem entre 80-89 anos. O tipo de violência mais frequentemente utilizado é a combinação de VD psicológica, física e financeira.

A figura masculina na docência do ensino primário : um "corpo estranho" no quotidiano das escolas públicas "primárias" do Rio de Janeiro-Brasil e Aveiro-Portugal

Esta tese é um estudo comparativo que dá conta de uma busca centrada na figura do professor do sexo masculino que trabalha no ensino público do “ensino primário” do Rio de Janeiro - Brasil e em Aveiro - Portugal. O que se pretende averiguar, fundamentalmente, são os motivos e as conseqüências da escolha profissional destes professores que se enveredam por uma área tipicamente associada com o feminino, uma associação tão forte que estes professores parecem um “corpo estranho” no quotidiano das escolas públicas “primárias”. Ou seja, nosso objetivo é entender por que os homens escolhem o magistério? Esta escolha é bem vista pelas pessoas do seu quotidiano ou é desvalorizada? Estes homens estão satisfeitos com a sua profissão ou ela serve como um trampolim para outras? A aptidão para o magistério depende do sexo? Eles são bem recebidos na sua profissão ou sofrem discriminações? Será que ganhamos algo com a existência ou ingresso de homens no magistério primário? Pesquisar a opção docente dos homens que ingressam no magistério público é importante porque a escola é o espaço de vivência e convivência educacional onde a maioria da população é socializada. Desta forma, esta investigação mostra-se relevante ao promover discussões centradas nas representações de gênero que rondam o campo profissional da docência, questionando a normalização do magistério enquanto profissão aliada a atributos considerados femininos, tendo como desafio desmistificar as representações preconceituosas de gênero que cercam os professores deste segmento. A tese foi orientada pela abordagem de investigação narrativa, centrada no método qualitativo, para obter uma maior profundidade dos dados, assim como no método quantitativo, com o fim de obter também dados mais gerais sobre a temática. A informação foi recolhida através de inquéritos por questionário e entrevistas com professores “primários” do sexo masculino. Apontamos que a presença de professores do sexo masculino na docência do “ensino primário” é uma forma de inserir as questões de gênero na educação, mostrando que existem outros temas e outras vozes que ecoam nas escolas, ou seja, indivíduos capazes de exercer esta profissão independente do seu sexo. Demonstramos, acima de tudo, que apesar das discriminações, do malestar, do estatuto financeiro e social, o homem pode escolher essa atividade por gosto, ter sucesso e reconhecimento profissional.

Piezoresponse force microscopy of ferroelectric relaxors

Nesta tese, ferroeléctricos relaxor (I dont know uf the order is correct) de base Pb das familias (Pb,La)(Zr,Ti)O3 (PLZT), Pb(Mg1/3,Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), Pb(Zn1/3,Nb2/3)O3-PbTiO3 (PZN-PT) foram investigados e analisados. As propriedades ferroeléctricas e dieléctricas das amostras foram estudadas por métodos convencionais de macro e localmente por microscopia de força piezoeléctrica (PFM). Nos cerâmicos PLZT 9.75/65/35 o contraste da PFM à escala nanometrica _ foi investigado em função do tamanho e orientação dos grãos. Apurou-se que a intensidade do sinal piezoeléctrico das nanoestruturas diminui com o aumento da temperatura e desaparece a 490 K (La mol. 8%) e 420 K (9,5%). Os ciclos de histerese locais foram obtidos em função da temperatura. A evolução dos parâmetros macroscópicos e locais com a temperatura de superfície sugere um forte efeito de superfície nas transições de fase ferroeléctricas do material investigado. A rugosidade da parede de domínio é determinada por PFM para a estrutura de domínio natural existente neste ferroeléctrico policristalino. Além disso, os domínios ferroeléctricos artificiais foram criados pela aplicação de pulsos eléctricos à ponta do condutor PFM e o tamanho de domínio in-plane foi medido em função da duração do pulso. Todas estas experiências levaram à conclusão de que a parede de domínio em relaxors do tipo PZT é quase uma interface unidimensional. O mecanismo de contraste na superfície de relaxors do tipo PLZT é medido por PFMAs estruturas de domínio versus evolução da profundidade foram estudadas em cristais PZN-4,5%PT, com diferentes orientações através da PFM. Padrões de domínio irregulares com tamanhos típicos de 20-100 nm foram observados nas superfícies com orientação <001> das amostras unpoled?. Pelo contrário, os cortes de cristal <111> exibem domínios regulares de tamanho mícron normal, com os limites do domínio orientados ao longo dos planos cristalográficos permitidos. A existência de nanodomínios em cristais com orientação <001> está provisoriamente (wrong Word) atribuída à natureza relaxor de PZN-PT, onde pequenos grupos polares podem formar-se em coindições de zero-field-cooling (ZFC). Estes nanodomínios são considerados como os núcleos do estado de polarização oposta e podem ser responsáveis pelo menor campo coercitivo para este corte de cristal em particular. No entanto, a histerese local piezoelétrica realizada pelo PFM à escala nanométrica indica uma mudança de comportamento de PZN-PT semelhante para ambas as orientações cristalográficas investigadas. A evolução das estruturas de domínio com polimento abaixo da superfície do cristal foi investigada. O domínio de ramificações e os efeitos de polarização de triagem após o polimento e as medições de temperatura têm sido estudados pela PFM e pela análise SEM. Além disso, verificou-se que a intensidade do sinal piezoeléctrico a partir das estruturas de nanodomínio diminui com o aumento da temperatura, acabando por desaparecer aos 430 K (orientaçáo <111>) e 470 K (orientação <100>). Esta diferença de temperatura nas transições de fase local em cristais de diferentes orientações é explicada pelo forte efeito de superfície na transição da fase ferroelétrica em relaxors.A comutação da polarização em relaxor ergódico e nas fases ferroeléctricas do sistema PMN-PT foram realizadas pela combinação de três métodos, Microscopia de Força Piezoeléctrica, medição de um único ponto de relaxamento eletromecânico e por ultimo mapeamento de espectroscopia de tensão. A dependência do comportamento do relaxamento na amplitude e tempo da tensão de pulso foi encontrada para seguir um comportamento logarítmico universal com uma inclinação quase constante. Este comportamento é indicativo da progressiva população dos estados de relaxamento lento, ao contrário de uma relaxação linear na presença de uma ampla distribuição do tempo de relaxamento. O papel do comportamento de relaxamento, da não-linearidade ferroeléctrica e da heterogeneidade espacial do campo na ponta da sonda de AFM sobre o comportamento do ciclo de histerese é analisada em detalhe. Os ciclos de histerese para ergódica PMN- 10%PT são mostrados como cineticamente limitados, enquanto que no PMN, com maior teor de PT, são observados verdadeiros ciclos de histerese ferroeléctrica com viés de baixa nucleação.