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.

Effects of magnetostriction and superlattice formation in ferromagnetic thin films

The contribution to the magnetic uniaxial perpendicular anisotropy which arises from substrate constraint through magnetostrictive effects has been measured in Ni-Fe and Ni-Co thin films evaporated on substrates at room temperature. This was accomplished by measuring the perpendicular anisotropy before and after removal of the film from the substrate. Data are given for the fcc crystal structure regions of both alloy systems, but data for Ni-Co include compositions with less than 60% Ni which have a small percentage of the hcp phase mixed with the fcc phase. The constraint contribution to the perpendicular anisotropy correlates well with the value of the bulk magnetostriction constant using the equation ∆K_˔=3/2λ_sσ. Measured values of isotropic stress for films thicker than 600 Å were 1.6 x 10¹⁰ dyn/cm². In films less than 600 Å thick the isotropic stress decreased with decreasing thickness. After removal of the films from the substrates, the measured perpendicular anisotropy deviated from the expected geometrical shape anisotropy near pure Ni in both alloys. This indicates that additional significant sources of anisotropy exist at these compositions.

The effect of substrate constraint on the crystalline anisotropy K₁ of Ni-Fe epitaxial films has been studied by use of a film removal technique, which involves the evaporation of an epitaxial layer of LiF on MgO, the epitaxial growth of the metallic film on the LiF, and the stripping of the film with water soluble tape. Films ranging in composition from 50% to 100% Ni have been studied. For compositions below 90% Ni the experimental values agree reasonably well with the first order theoretical prediction, ∆K₁=[-9/4(C₁₁-C₁₂)λ² 100+9/2C₄₄λ²111].

In order to compare the magnetic properties of epitaxial thin films more completely with the properties of bulk single crystals, Ni-Fe films ranging in composition from 60% to 90% Ni, which were evaporated epitaxially on (100) MgO substrates, have been subsequently annealed at 400°C in a vacuum of less than 10^-7 Torr to form the ordered Ni₃Fe structure near the 75% composition. This ordered structure has been confirmed by electron diffraction.

The saturation magnetization at Ni₃Fe increased about 6% with ordering which is in good agreement with previous bulk data. Measurements of the magnetocrystalline anisotropy energy K₁ for the epitaxial films show the same large changes with ordering as observed in bulk single crystal samples. In the (001) plane the magnetostriction constants ^λ100, ^λ111 are directly related to the induced anisotropy due to a uniform uniaxial strain in the [100] and [110] directions respectively. Assuming that the elastic constants of a film are the same as in bulk material and are unchanged by ordering, the changes in strain sensitivity with ordering for the epitaxial films are found to be in good agreement with values predicted from bulk data. The exchange constant A as measured by ferromagnetic resonance has been measured at the Ni₃Fe composition and found to increase 25% with ordering. This seems to indicate a significant increase in the Curie temperature which has only been inferred indirectly for bulk material.

Dynamic storage performance of two cyanine dye films and optimization design for a recordable compact disk

The optical constants of two cyanine dye films that we prepared were measured with a RAP-1-type (RAP is rotating analyzer and polarizer) spectroscopic ellipsometer. Toward making a simplified model for the wafers of a recordable compact disk (CD-R), we give their optimization designs developed with the cyanine dye films. in addition, the dynamic storage performances of two sample disks were tested by our dynamic storage testing system. Measurement results of the sample disks were obtained to test and verify our film designs. (C) 2000 Optical Society of America. OCIS codes: 160.4890, 160.4760, 210.4810.

The tunable negative refractive index in granular composite

The effective refractive index of a kind of granular composite, which consists of granular metallic and magnetic inclusions with different radius embedded in a host medium, is theoretically investigated. Results show that for certain volume fractions of these two inclusions, the negative permittivity peak shifts to low frequency and the peak value increases with increasing radius ratio of the radius of magnetic granulae to that of metallic granulae. Simultaneously, peak value of permeability decreases with the radius ratio, and value peak shifts to high frequency with increasing volume fraction of magnetic inclusion. Therefore, the radius ratio can affect the effective refractive index considerably, and it is found that by adjusting the radius ratio, the refractive index may change between negative and positive values for certain volume fractions of the two inclusions. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Optical parameters and absorption of copper (II)-azo complexes thin films as optical recording media

Smooth thin films of three kinds of azo dyes of 2-(5'-tert-butyl-3'-azoxylisoxazole)-1, 3-diketones and their copper (II)-azo complexes were prepared by the spin-coating method. Absorption spectra of the thin films on a glass substrate in the 300-600 nm wavelength region were measured. Optical constants (complex refractive index N=n+ik) and thickness of the thin films prepared on single-crystal silicon substrate in the 300-600 nm wavelength region were investigated on rotating analyzer-polarizer type of scanning ellipsometer, and dielectric constants epsilon(epsilon=epsilon(1)+i epsilon(2)), absorption coefficients alpha as well as reflectance R of thin films were then calculated. In addition, one of the copper (II)-azo complex thin film prepared on glass substrate with an Ag reflective layer was also studied by atomic force microscopy (AFM) and static optical recording. AFM study shows that the copper (II)-azo complex thin film is very smooth and has a root mean square surface roughness of 1.89 nm. Static optical recording shows that the recording marks on the copper (II)-azo complex thin film are very clear and circular, and the size of the minimal recording marks can reach 200 nm. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudo do comportamento caótico e determinação de dimensão fractal em modelos pré-inflacionários não compactos

O caos determinístico é um dos aspectos mais interessantes no que diz respeito à teoria moderna dos sistemas dinâmicos, e está intrinsecamente associado a pequenas variações nas condições iniciais de um dado modelo. Neste trabalho, é feito um estudo acerca do comportamento caótico em dois casos específicos. Primeiramente, estudam-se modelos préinflacionários não-compactos de Friedmann-Robertson-Walker com campo escalar minimamente acoplado e, em seguida, modelos anisotrópicos de Bianchi IX. Em ambos os casos, o componente material é um fluido perfeito. Tais modelos possuem constante cosmológica e podem ser estudados através de uma descrição unificada, a partir de transformações de variáveis convenientes. Estes sistemas possuem estruturas similares no espaço de fases, denominadas centros-sela, que fazem com que as soluções estejam contidas em hipersuperfícies cuja topologia é cilíndrica. Estas estruturas dominam a relação entre colapso e escape para a inflação, que podem ser tratadas como bacias cuja fronteira pode ser fractal, e que podem ser associadas a uma estrutura denominada repulsor estranho. Utilizando o método de contagem de caixas, são calculadas as dimensões características das fronteiras nos modelos, o que envolve técnicas e algoritmos de computação numérica, e tal método permite estudar o escape caótico para a inflação.

Synthesis, optical and thermal characterization of novel thiazolyl heterocyclic azo dye

Thiazolyl heterocyclic azo dye and its metal (Ni2+, Co2+)-azo complexes were synthesized. Their structures were confirmed by elemental analysis, UV-VIS absorption spectra, FT-IR, H-1 NMR and MALDI-MS. The thermal properties of metal complexes were studied by DSC-TGA. The optical constants (complex refractive index N=n + ik) and thickness of the complex thin films on polished single-crystal silicon substrates were investigated on a scanning ellipsometer. Results indicate that thiazolyl metal-azo complexes possess good optical and thermal properties. They would be a promising recording medium candidate for NVD with the Super-resolution near field structure (Super-RENS) technology. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Optical properties of nickel(II)-azo complexes thin films for potential application as high-density recordable optical recording media

Smooth thin films of three kinds of nickel(II)-azo complexes were prepared by the spin-coating method. Absorption spectra of the thin films on K9 glass substrate in the 300-600 nn wavelength region were measured. Optical constants (complex refractive index N = n + ik) and thickness of the thin films prepared on single-crystal silicon substrate in the 300-600 nm wavelength region were investigated on rotating analyzer-polarizer type of scanning ellipsometer, and dielectric constants epsilon (epsilon = epsilon(1) + i epsilon(2)), absorption coefficients a as well as reflectance R of thin films were then calculated at 405 nm. In addition, in order to examine the possible use of nickel(II)-azo complex thin film as an optical recording medium, one of the nickel(II)-azo complex thin film prepared on K9 glass substrate with an Ag reflective layer was also studied by atomic force microscopy and static optical recording. The results show that the nickel(II)-azo complex thin film is smooth and has a root mean square surface roughness of 2.25 nm, and the recording marks on the nickel(II)-azo complex thin film are very clear and circular, and their size can reach 200 nn or less. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

2-氨基-6-乙氧基苯并噻唑类偶氮染料及其金属鏊合物的合成及光学热学性能研究

合成了2-（2-氨基-6-乙氧基苯并噻唑基偶氮）-5-（N,N-二乙基氨基）三氟甲基磺酰苯胺偶氮染料（EBTDATFS）及其与乙酸镍、乙酸钴、乙酸铜、乙酸锌等金属盐鏊合的金属鏊合物。通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱和MALDI质谱等对染料及其金属鏊合物进行了结构表征;使用旋涂方法在K9玻璃和抛光的单晶硅基片上制备薄膜;研究了镍金属鏊合物的热学性能;使用椭偏仪研究了Ni和Zn鏊合物的光学常数。结果表明：4种金属鏊合物薄膜最大吸收光谱为621-629nm,且长波边吸收峰陡峭;TGA-DSC测试结果表明镍金属鏊

激光辐照引起Ge2Sb2Te5非晶态薄膜的电/光性质变化

研究了激光辐照引起Ge2Sb2Te5非晶态薄膜的电/光性质变化,当激光功率为580mW时薄膜的方块电阻有四个数量级（10^7～10^3Ω/□）的突变;对电阻发生突变前、中、后的三个样品进行了XRD测试,结果表明,随着激光功率的增大,薄膜由非晶态向晶态转变,用椭偏仪测试了结构转变前、中、后三个样品的光学常数,在可见光范围内薄膜的光学常数在波长相同情况下有：n（非晶态）〉n（中间态）〉n（晶态）,k（晶态）〉k（中间态）〉k（非晶态）,α（晶态）〉α（中间态）〉α（非晶态）,结合电阻变化曲线和XRD图谱讨论了激光辐照Ge2Sb2Te5非晶态薄膜的电/光性质变化同激光功率和结构转变之间的关系.

Nanocomposites de Poliuretanos Elastoméricos y Nanotubos de Carbono Multipared

218p. -- Tesis con mención "Doctor europeus" realizada en el periodo de Octubre 2005-Mayo 2010, en el Grupo "Materiales+Tecnologías" (GMT).

Caosmofagia: a potência dos encontros na composição dos modos de subjetivação

O objetivo desta pesquisa é analisar o processo de composição dos modos de subjetivação que se dá através dos encontros dos corpos e a participação do sujeito nesse processo a partir de um dispositivo conceitual chamado caosmofagia. A hipótese central é a de que os modos de subjetivação são produzidos a partir das relações de poder que se dão nos encontros dos corpos inseridos no caos do cosmos. Um modo de subjetivação se distingue de uma subjetividade uma vez que não cessa de ser transformado pelos encontros que tem. Pois um modo é um instante provisório em meio ao fluxo do devir. Um modo de subjetivação é uma conexão permanente com forças externas e internas, que faz da sua existência um campo de batalha entre as forças que operam no mundo. Esse processo de composição, uma vez que envolve uma arte da devoração do outro, no sentido de uma técnica que permite preparar-se para os encontros, recebe o nome de caosmofagia. Cada corpo é um composto de forças. As forças fazem parte de um mundo caótico porque se movem em velocidades infinitas constituindo a impossibilidade de algo permanecer o mesmo. No entanto, tais forças têm suas velocidades reduzidas e assumem formas físicas, que são estados provisórios ou modos que estão em contato permanente com o caos, já que não cessam de encontrar outros corpos com forças diferenciadas e que alteram os modos que encontram podendo até decompô-los. Há, pois, no encontro dos corpos uma mistura que implica em um jogo de forças em que um corpo devora e absorve as forças de outro corpo. Esse processo de devoração se diz do mundo em seu devir. Ou seja, o devir do mundo é um processo de composição e decomposição dos corpos, indicando um estado de mudança permanente. Desse postulado cosmológico, resulta a compreensão dos modos de subjetivação como um processo de composição infinito em que o sujeito participa dele de forma significativa, mas não como um elemento determinante. O próprio sujeito é um composto de forças capaz de interferir no seu modo de ser, cuidando de si e se preparando para os encontros, mas que também está sujeito às forças que vêm de fora e que são imprevisíveis. Desse modo, nos deparamos com uma condição existencial que envolve o devir cosmológico, a história e a necessidade de um cuidado para se situar nessa condição, o que implica em uma ética da prudência. A caosmofagia consiste em pensar os encontros e a possibilidade de ensaiá-los na perspectiva de uma ética. Ensaiar a si mesmo, seus afetos, suas potências e seus encontros tendo em vista um modo de subjetivação que seja um movimento de superação do que se é para ser um outro mais livre e alegre.

O mundo, e suas máquinas: um estudo sobre propagação temática em A Máquina do Mundo, de Carlos Drummond de Andrade

Este estudo parte de preocupações filosóficas, teóricas e analíticas para promover exercícios de leitura e de interpretação do poema A Máquina do Mundo (1951), de Carlos Drummond de Andrade. Estabelecendo pela via ensaística a noção de ontologia da propagação, busca localizar a necessidade da ontologia no fundamento pré-paradigmático da ciência. Incorporando referências da Fenomenologia e da Hermenêutica, tenta assumir seus pressupostos e implicações para a constituição do método em Teoria da Literatura e para a definição dos campos básicos para a analítica da existência lógica, empírica e pragmática: os campos que representam as instâncias ontológicas do real, do simbólico e do imaginário. Da assunção fenomenológica e hermenêutica, passa-se a considerações sobre categorias pertencentes ao jargão literário, escolhidas por sua relação com o artefato literário em questão e correspondendo ao âmbito das três instâncias ontológicas: discute-se a Poesia como sendo um fenômeno constituinte, a Literatura como uma manifestação instituinte e o Poema como uma manifestação restituinte do signo literário A Máquina do Mundo. Em seguida, considera afetações e interferências de algumas correntes sociológicas, formalistas e antropológicas, buscando participar do diálogo sobre a possibilidade de aceitação da prática literária como uma prática de valor cognitivo, e não apenas ideológico e estético. Em seu terceiro momento, o estudo busca aplicar os pressupostos ontológicos e epistêmicos para estabelecer o limite dos espaços comparativos tornados possíveis ao poema A Máquina do Mundo e buscando o pano de fundo histórico e historiográfico do século XX a partir de suas possibilidades de relação com a obra de Drummond e segundo a orientação dos vetores dados no poema: a consolidação do veio crepuscular na tópica canônica do Novecentos brasileiro; a implicação da postura ideológica de Drummond na recepção crítica à sua obra; e, por fim, a localização posterior dos topoi cosmológicos e existenciais. Em seu último ensaio, refere-se à questão cosmológica e sua afetação sobre a postura existencial do Caminhante. Recuperam-se pontos de semelhança e de diferença entre as poéticas encontradas em Os Lusíadas, de Luís de Camões e em A Divina Comédia, de Dante Alighieri, para por fim remeter à identificação de uma continuidade temática entre o poema de Drummond e aquele que se costuma designar como pensamento originário na tradição da Filosofia ocidental. A seguir, buscam-se referências para alguns dos elementos formais do poema A Máquina do Mundo segundo sua origem no contexto da Literatura Ocidental. Consideram-se alguns traços característicos dos três seres representados (A Máquina, o Mundo, o Caminhante) e, encerrando-se a tese, procede-se a um exercício de leitura centrado especificamente no poema

Implementação de um algoritmo numérico para solução da equação de Christoffel generalizada em acustoelasticidade.

Extensos estudos realizados nas últimas décadas sobre a propagação de ondas ultrassônicas em sólidos levaram ao desenvolvimento de técnicas não destrutivas para a avaliação da segurança e integridade de estruturas e componentes industriais. O interesse na aplicação de técnicas ultrassônicas para medição de tensões aplicadas e residuais decorre da mudança mensurável da velocidade das ondas ultrassônicas na presença de um campo de tensões, fenômeno conhecido como efeito acustoelástico. Uma teoria de acustoelasticidade fornece um meio atrativo e não destrutivo de medir a tensão média ao longo do caminho percorrido pela onda. O estudo da propagação das ondas ultrassônicas em meios homogêneos anisotrópicos sob tensão conduz a um problema não linear de autovalores dado pela equação de Christoffel generalizada. A característica não linear deste problema decorre da interdependência entre as constantes elásticas efetivas do material e as tensões atuantes. A medição experimental de tensões por técnicas ultrassônicas é um problema inverso da acustoelasticidade. Esta dissertação apresenta a implementação de um algoritmo numérico, baseado no método proposto por Degtyar e Rokhlin, para solução do problema inverso da acustoelasticidade em sólidos ortotrópicos sujeitos a um estado plano de tensões. A solução da equação de Christoffel generalizada apresenta dificuldades de natureza numérica e prática. A estabilidade e a precisão do algoritmo desenvolvido, bem como a influência das incertezas na medição experimental das velocidades das ondas ultrassônicas, foram então investigadas. Dados sintéticos para as velocidades das ondas ultrassônicas de incidência oblíqua em uma placa sujeita a um estado plano de tensões foram gerados pela solução direta da equação de Christoffel generalizada para ilustrar a aplicação do algoritmo desenvolvido. O objetivo maior desta dissertação é a disponibilização de uma nova ferramenta de cálculo para suporte às atividades experimentais de medição de tensões por ultrassom no país.

Métodos espectronodais para cálculos de transporte de partículas neutras com fonte fixa na formulação de ordenadas discretas e multigrupo de energia

Um método espectronodal é desenvolvido para problemas de transporte de partículas neutras de fonte fixa, multigrupo de energia em geometria cartesiana na formulação de ordenadas discretas (SN). Para geometria unidimensional o método espectronodal multigrupo denomina-se método spectral Greens function (SGF) com o esquema de inversão nodal (NBI) que converge solução numérica para problemas SN multigrupo em geometria unidimensional, que são completamente livre de erros de truncamento espacial para ordem L de anisotropia de espalhamento desde que L < N. Para geometria X; Y o método espectronodal multigrupo baseia-se em integrações transversais das equações SN no interior dos nodos de discretização espacial, separadamente nas direções coordenadas x e y. Já que os termos de fuga transversal são aproximados por constantes, o método nodal resultante denomina-se SGF-constant nodal (SGF-CN), que é aplicado a problemas SN multigrupo de fonte fixa em geometria X; Y com espalhamento isotrópico. Resultados numéricos são apresentados para ilustrar a eficiência dos códigos SGF e SGF-CN e a precisão das soluções numéricas convergidas em cálculos de malha grossa.