I. Fundamental limitations in microelectronics. II. Power Schottky diode design and comparison with the junction diode. III. Permittivity of strontium titanate

Part I

The physical phenomena which will ultimately limit the packing density of planar bipolar and MOS integrated circuits are examined. The maximum packing density is obtained by minimizing the supply voltage and the size of the devices. The minimum size of a bipolar transistor is determined by junction breakdown, punch-through and doping fluctuations. The minimum size of a MOS transistor is determined by gate oxide breakdown and drain-source punch-through. The packing density of fully active bipolar or static non-complementary MOS circuits becomes limited by power dissipation. The packing density of circuits which are not fully active such as read-only memories, becomes limited by the area occupied by the devices, and the frequency is limited by the circuit time constants and by metal migration. The packing density of fully active dynamic or complementary MOS circuits is limited by the area occupied by the devices, and the frequency is limited by power dissipation and metal migration. It is concluded that read-only memories will reach approximately the same performance and packing density with MOS and bipolar technologies, while fully active circuits will reach the highest levels of integration with dynamic MOS or complementary MOS technologies.

Part II

Because the Schottky diode is a one-carrier device, it has both advantages and disadvantages with respect to the junction diode which is a two-carrier device. The advantage is that there are practically no excess minority carriers which must be swept out before the diode blocks current in the reverse direction, i.e. a much faster recovery time. The disadvantage of the Schottky diode is that for a high voltage device it is not possible to use conductivity modulation as in the p i n diode; since charge carriers are of one sign, no charge cancellation can occur and current becomes space charge limited. The Schottky diode design is developed in Section 2 and the characteristics of an optimally designed silicon Schottky diode are summarized in Fig. 9. Design criteria and quantitative comparison of junction and Schottky diodes is given in Table 1 and Fig. 10. Although somewhat approximate, the treatment allows a systematic quantitative comparison of the devices for any given application.

Part III

We interpret measurements of permittivity of perovskite strontium titanate as a function of orientation, temperature, electric field and frequency performed by Dr. Richard Neville. The free energy of the crystal is calculated as a function of polarization. The Curie-Weiss law and the LST relation are verified. A generalized LST relation is used to calculate the permittivity of strontium titanate from zero to optic frequencies. Two active optic modes are important. The lower frequency mode is attributed mainly to motion of the strontium ions with respect to the rest of the lattice, while the higher frequency active mode is attributed to motion of the titanium ions with respect to the oxygen lattice. An anomalous resonance which multi-domain strontium titanate crystals exhibit below 65°K is described and a plausible mechanism which explains the phenomenon is presented.

PIM-SM extension for Source-Specific Multicast through non multicast networks

Barneko ikerkuntza-txostena

Intensidade acústica útil: um novo método para identificação de regiões radiantes em superfícies com geometrias arbitrárias

Neste trabalho é descrita a teoria necessária para a obtenção da grandeza denominada intensidade supersônica, a qual tem por objetivo identificar as regiões de uma fonte de ruído que efetivamente contribuem para a potência sonora, filtrando, consequentemente, a parcela referente às ondas sonoras recirculantes e evanescentes. É apresentada a abordagem de Fourier para a obtenção da intensidade supersônica em fontes com geometrias separáveis e a formulação numérica existente para a obtenção de um equivalente à intensidade supersônica em fontes sonoras com geometrias arbitrárias. Este trabalho apresenta como principal contribuição original, uma técnica para o cálculo de um equivalente à intensidade supersônica, denominado aqui de intensidade acústica útil, capaz de identificar as regiões de uma superfície vibrante de geometria arbitrária que efetivamente contribuem para a potência sonora que será radiada. Ao contrário da formulação numérica existente, o modelo proposto é mais direto, totalmente formulado na superfície vibrante, onde a potência sonora é obtida através de um operador (uma matriz) que relaciona a potência sonora radiada com a distribuição de velocidade normal à superfície vibrante, obtida com o uso do método de elementos finitos. Tal operador, chamado aqui de operador de potência, é Hermitiano, fato crucial para a obtenção da intensidade acússtica útil, após a aplicação da decomposição em autovalores e autovetores no operador de potência, e do critério de truncamento proposto. Exemplos de aplicações da intensidade acústica útil em superfícies vibrantes com a geometria de uma placa, de um cilindro com tampas e de um silenciador automotivo são apresentados, e os resultados são comparados com os obtidos via intensidade supersônica (placa) e via técnica numérica existente (cilindro), evidenciando que a intensidade acústica útil traz, como benefício adicional, uma redução em relação ao tempo computacional quando comparada com a técnica numérica existente.

High-power Nd:YAG planar waveguide laser with YAG and Al2O3 claddings

Thermal effects in Nd:YAG planar waveguide lasers with non-symmetrical claddings are discussed. The heat generated in the active core can be removed more efficiently by directly contacting the active core to the heat sink. Several cladding materials are compared to optimize the heat removal. Furthermore, uniform pumping is achieved with oblique edge-pumping technique. Using quasi-CW pumping at 1 KHz repetition rate, an average output power of 280 W with a slope efficiency of 38% is obtained with a positive unstable resonator. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

A norma gramatical como objeto de análise e de ensino: reflexões contemporâneas

Normas linguísticas são os usos instituídos pelos falantes da língua. Há normas consagradas pela tradição literária, por exemplo, e há normas consagradas pela tradição das comunidades. Quando estas não são aceitas, pode se dar o conflito, motivado pela não aceitação da nova norma, ou da norma diferente, geralmente acompanhada de avaliações negativas. Tomando os pronomes pessoais ele/lhe acusativos, me inicial e se sujeito (usando outras categorias quando a situação for favorável) como referência, procura-se investigar os motivos que levam a tais conflitos. Usa-se um conjunto de pensamentos provenientes da sociolinguística, do funcionalismo, da linguística histórica, da tradição gramatical, que, juntos, dão sustentação à problemática, sem levantar corpus exaustivo para descrição e explicação de regras da língua, motivo por que essas teorias são aproveitadas, enfaticamente, apenas em suas bases teóricas gerais. Os exemplos são esparsamente colhidos em fontes diversas: livros, canções, textos literários, ensaios, mas principalmente em notícias veiculadas na internet. É o que basta para um exame crítico da questão abordada. Para tanto, foram cotejados os posicionamentos da normatividade (a língua ideal, homogênea) com os da normalidade (a língua em uso, heterogênea). No entrementes é que estão as causas dos conflitos: a ideia de que a escrita representa o modelo certo, a resistência às mudanças e variações, o imaginário social que decide o certo e o errado, a ideologia avessa à evolução da língua e os conselhos do tipo não use e evite vão desgastando a concepção de língua. Para posturas como essas, não são aceitos os usos estigmatizados, embora abundantemente usados nos veículos de comunicação sociais

Análise do polimorfismo numérico de sequências repetitivas em múltiplos loci (MLVA) como instrumentos de avaliação da diversidade genética de Streptococcus pneumoniae do sorotipo 14

Streptococcus pneumoniae é um importante agente etiológico de infecções invasivas e não invasivas, incluindo meningite, pneumonia e otite média. A cápsula polissacarídica é o principal fator de virulência desse microrganismo, sendo também considerada um importante marcador em estudos epidemiológicos. Dentre os mais de 90 tipos capsulares conhecidos, o sorotipo 14 se destaca pela prevalência elevada em várias regiões, inclusive no Brasil. A avaliação da diversidade genética desse microrganismo também inclui a aplicação de métodos moleculares, como PFGE e MLST. Entretanto, essas metodologias são relativamente onerosas, consomem muito tempo e os resultados obtidos com a técnica de PFGE são de difícil comparação entre diferentes laboratórios. A técnica de análise do polimorfismo numérico de segmentos repetitivos em múltiplos loci [MLVA, do inglês Multiple Loci VTNR (Variable-Number Tandem Repeat) Analysis] se apresenta como uma alternativa, embora ainda necessite de padronização e avaliação mais ampla para a espécie em questão. No presente estudo, 60 amostras de Streptococcus pneumoniae pertencentes ao sorotipo 14, isoladas de diversas fontes clínicas, em diferentes locais e períodos de tempo, foram caracterizadas pelas técnicas de MLVA (baseada na análise de 18 loci distintos), MLST, PFGE e tipagem do gene pspA. O gene pspA2 predominou entre as amostras analisadas, seguido pelo gene pspA1. Os tipos de MLVA, perfis de PFGE, e STs encontrados apresentaram resultados, em geral, concordantes, indicando o elevado poder discriminatório da versão da técnica de MLVA empregada. Cinco complexos clonais (CC) de MLVA e cinco singletons puderam ser definidos. O CC de MLVA denominado de L7 foi o predominante, compreendendo 36,7% da amostragem estudada. O CC L7 mostrou-se relacionado com genes pspA da família 2, com o CC1 de MLST, com o CC Pen14-H de PFGE, e com a não susceptibilidade à penicilina, Entre os complexos clonais de MLST, o CC1 foi o prevalente e incluiu predominantemente o ST156, pertencente ao clone internacional Spain9V-3. O CC L3 e o singleton L17 de MLVA apresentaram-se associados ao CC de PFGE Eri14-A, a família 1 de PspA e ao CC2 de MLST, que por sua vez também estava relacionado com o clone internacional England14-9. O CC L15 de MLVA esteve associado ao CC de PFGE Pen14-A, ao gene pspA2, aos CC3 e CC4 de MLST e ao clone internacional do PMEN Tennessee14-18. A técnica de MLVA revelou-se significativamente mais discriminatória que as técnicas de PFGE e MLST, conforme exemplificado pela detecção de 21 perfis de MLVA, 13 perfis de PFGE e cinco STs, entre as 22 amostras pertencentes ao CC de MLVA L7. Uma versão de MLVA, compreendendo um painel com os oito loci de maior poder discriminatório, pôde ser proposta a partir da análise dos resultados obtidos. Estes aspectos, aliados ao menor tempo e custo de execução, indicam que a técnica de MLVA constitui uma alternativa importante e satisfatória para uso em estudos sobre a diversidade genética de S. pneumoniae.

Dietary Phytase: an ideal approach for a cost effective and low-polluting aquafeed

Global fishmeal production from wild-catch sources cannot continue to increase indefinitely; suitable alternatives have to be found for sustainable aquaculture. Plant-based aquafeed seems to be the ideal alternative to this, but has its own limitations. Plant ingredients are rich in phytic acid, which reduces the bioavailability of nutrients like minerals and protein to the fish, thereby causing aquaculture pollution. Dietary phytase treatment reduces the aquaculture pollution by improving the bioavailability of nutrients, and reduces the feed cost as evident from poultry and piggery. Phytase activity is highly dependent upon the pH of the gut. Unlike mammals, fish are either gastric or agastric, and hence, the action of dietary phytase varies from species to species. In this article, the authors attempt to summarise various effects of phytase on nutrient utilization, growth of fish and aquatic pollution.

Mapeamento das regiões radiantes em placas retangulares vibrantes via método dos elementos de contorno com velocidade média e intensidade útil

Em engenharia, a modelagem computacional desempenha um papel importante na concepção de produtos e no desenvolvimento de técnicas de atenuação de ruído. Nesse contexto, esta tese investiga a intensidade acústica gerada pela radiação sonora de superfícies vibrantes. De modo específico, a pesquisa enfoca a identificação das regiões de uma fonte sonora que contribuem efetivamente para potência sonora radiada para o campo afastado, quando a frequência de excitação ocorre abaixo da frequência crítica de coincidência. São descritas as fundamentações teóricas de duas diferentes abordagens. A primeira delas, denominada intensidade supersônica (analítica) é calculada via transformadas de Fourier para fontes sonoras com geometrias separáveis. A segunda, denominada intensidade útil (numérica) é calculada através do método dos elementos de contorno clássico para fontes com geometrias arbitrárias. Em ambas, a identificação das regiões é feita pela filtragem das ondas não propagantes (evanescentes). O trabalho está centrado em duas propostas, a saber. A primeira delas, é a apresentação implementação e análise de uma nova técnica numérica para o cálculo da grandeza intensidade útil. Essa técnica constitui uma variante do método dos elementos de contorno (MEC), tendo como base o fato de as aproximações para as variáveis acústicas pressão e velocidade normal serem tomadas como constantes em cada elemento. E também no modo peculiar de obter a velocidade constante através da média de um certo número de velocidades interiores a cada elemento. Por esse motivo, a técnica recebe o nome de método de elemento de contorno com velocidade média (AVBEMAverage Velocity Boundary Element Method). A segunda, é a obtenção da solução forma fechada do campo de velocidade normal para placas retangulares com oito diferentes combinações de condições contorno clássicas. Então, a intensidade supersônica é estimada e comparada à intensidade acústica. Nos ensaios numéricos, a comparação da intensidade útil obtida via MEC clássico e via AVBEM é mostrada para ilustrar a eficiência computacional da técnica aqui proposta, que traz como benefício adicional o fato de poder ser utilizada uma malha menos refinada para as simulações e, consequentemente, economia significativa de recursos computacionais.

An Accounting of the Sources of Steller Sea Lion, Eumetopias jubatus, Mortality

During 1991–2000, the west-are additional mortalities that fueled the ern stock of Steller sea lions, Eumetopias decline. We tabulated the levels of reported jubatus, declined at 5.03% (SE = 0.25%) anthropogenic sources of mortality (sub- per year, statistically significant rates (P < sistence, incidental take in fisheries, and 0.10) in all but the eastern Aleutian Islands research), estimated another (illegal shoot-region. The greatest rates of declines oc-ing), then approximated levels of predation curred in the eastern and central Gulf of Alas-(killer whales and sharks). We attempted to ka and the western Aleutian Islands (> 8.2% partition the various sources of “additional” per year). Using a published correction mortalities as anthropogenic and as addifactor, we estimated the total non-pup pop-tional mortality including some predation. ulation size in Alaska of the western stock We classified 436 anthropogenic mortalities of Steller sea lions to be about 33,000 ani-and 769 anthropogenic plus some predation mals. Based on a published life table and mortalities as “mortality above replace-the current rate of decline, we estimate that ment”; this accounted for 26% and 46% of the total number of mortalities of non-pup the estimated total level of “mortality above Steller sea lions during 1991–2000 was replacement”, respectively. The remaining about 6,383 animals; of those, 4,718 (74%) mortality (74% and 54%, respectively) was are mortalities that would have occurred if not attributed to a specific cause and may be the population were stable, and 1,666 (26%) the result of nutritional stress.

Estimativa do custo da asma em tratamento ambulatorial especializado em unidade universitária no Sistema Único de Saúde

A asma é considerada um problema de saúde pública mundial. É necessário expandir o conhecimento sobre seus custos associados em diferentes regiões. O principal objetivo foi estimar os custos do tratamento da asma em uma população de asmáticos com diferentes níveis de gravidade, sob tratamento ambulatorial especializado. Os objetivos secundários foram analisar as características clínicas e sócio-econômicas da população e o custo incremental da associação com a rinite e infecções respiratórias (IR). Asmáticos ≥ 6 anos de idade com asma persistente foram incluídos consecutivamente de março de 2011 a setembro de 2012. Todos realizaram visitas clínicas de rotina com intervalos de 3-4 meses e 2 entrevistas com intervalos de 6 meses para coleta dados. Variáveis clínicas e dados primários sobre os custos da asma, rinite e infecções respiratórias (IR) foram coletados diretamente dos pacientes ou responsáveis (< 18 anos), sob uma perspectiva da sociedade. Os custos em reais foram convertidos em dólares usando a paridade do poder de compra em 2012 (US$ 1,00 = R$ 1,71). Cento e oito pacientes completaram o estudo, sendo 73,8% mulheres. A maioria (75,0%) reside no município do RJ, sendo que 60,1% destes moram longe da unidade de saúde. Rinite crônica estava presente em 83,3%, e mais da metade tinha sobrepeso ou obesidade, nos quais a prevalência de asma grave foi maior (p = 0,001). Metade ou mais dos trabalhadores e estudantes faltaram as suas atividades em decorrência da asma. A renda familiar mensal (RFM) média foi de US$ 915,90 (DP=879,12). O custo médio estimado da asma/rinite/IR foi de US$ 1.276,72 por paciente-ano (DP=764,14) e o custo médio específico da asma foi de US$ 1.140,94 (DP=760,87). Asmáticos obesos, graves ou não controlados tiveram maiores custos em comparação aos não obesos, moderados/leves e controlados (p <0,05 em todas as comparações). A população estudada tem nível sócio-econômico médio/baixo, alta prevalência de rinite crônica e de sobrepeso/obesidade. Maior peso e menor RFM foram mais frequentes entre os graves e não controlados, respectivamente. Asmáticos obesos, graves ou não controlados tiveram maiores custos. O custo incremental da rinite e IR foi de 12%. O custo médio da asma foi equivalente à metade do relatado na União Européia e nos Estados Unidos da América, e foi maior do que a média na região Ásia-Pacífico. Num cenário ideal, onde todos os asmáticos brasileiros recebessem tratamento no Sistema Único de Saúde de acordo com a Iniciativa Global para Asma, o custo total da asma seria equivalente a 3,4-4,5% e 0,4-0,6% do Produto Interno Bruto (PIB) da saúde e do PIB brasileiro, respectivamente. Estratégias de saúde pública com programas estruturados que facilitem o melhor controle da asma e estimulem a redução de peso poderão contribuir para reduzir os custos da doença, o que poderia tornar a oferta de tratamento medicamentoso gratuito para todos os asmáticos persistentes no SUS uma meta alcançável. Recomendamos estender este estudo de custo da asma para diferentes regiões do país.

On separating propagating and non-propagating dynamics in fluid-flow equations

The ability to separate acoustically radiating and non-radiating components in fluid flow is desirable to identify the true sources of aerodynamic sound, which can be expressed in terms of the non-radiating flow dynamics. These non-radiating components are obtained by filtering the flow field. Two linear filtering strategies are investigated: one is based on a differential operator, the other employs convolution operations. Convolution filters are found to be superior at separating radiating and non-radiating components. Their ability to decompose the flow into non-radiating and radiating components is demonstrated on two different flows: one satisfying the linearized Euler and the other the Navier-Stokes equations. In the latter case, the corresponding sound sources are computed. These sources provide good insight into the sound generation process. For source localization, they are found to be superior to the commonly used sound sources computed using the steady part of the flow. Copyright © 2009 by S. Sinayoko, A. Agarwal, Z. Hu.

On computing the physical sources of jet noise

We derive a closed system of equations that relates the acoustically radiating flow variables to the sources of sound for homentropic flows. We use radiating density, momentum density and modified pressure as the dependent variables which leads to simple source terms for the momentum equations. The source terms involve the non-radiating parts of the density and momentum density fields. These non-radiating components are obtained by removing the radiating wavenumbers in the Fourier domain. We demonstrate the usefulness of this new technique on an axi-symmetric jet solution of the Navier-Stokes equations, obtained by direct numerical simulation (DNS). The dominant source term is proportional to the square of the non-radiating part of the axial momentum density. We compare the sound sources to that obtained by an acoustic analogy and find that they have more realistic physical properties. Their frequency content and amplitudes are consistent with. We validate the sources by computing the radiating sound field and comparing it to the DNS solution. © 2010 by S. Sinayoko, A. Agarwal.