Magnetic interactions between transition metal impurities and clusters mediated by low-dimensional metallic hosts: A first principles theoretical investigation

The magnetic properties and interactions between transition metal (TM) impurities and clusters in low-dimensional metallic hosts are studied using a first principles theoretical method. In the first part of this work, the effect of magnetic order in 3d-5d systems is addressed from the perspective of its influence on the enhancement of the magnetic anisotropy energy (MAE). In the second part, the possibility of using external electric fields (EFs) to control the magnetic properties and interactions between nanoparticles deposited at noble metal surfaces is investigated. The influence of 3d composition and magnetic order on the spin polarization of the substrate and its consequences on the MAE are analyzed for the case of 3d impurities in one- and two-dimensional polarizable hosts. It is shown that the MAE and easy- axis of monoatomic free standing 3d-Pt wires is mainly determined by the atomic spin-orbit (SO) coupling contributions. The competition between ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AF) order in FePtn wires is studied in detail for n=1-4 as a function of the relative position between Fe atoms. Our results show an oscillatory behavior of the magnetic polarization of Pt atoms as a function of their distance from the magnetic impurities, which can be correlated to a long-ranged magnetic coupling of the Fe atoms. Exceptionally large variations of the induced spin and orbital moments at the Pt atoms are found as a function of concentration and magnetic order. Along with a violation of the third Hund’s rule at the Fe sites, these variations result in a non trivial behavior of the MAE. In the case of TM impurities and dimers at the Cu(111), the effects of surface charging and applied EFs on the magnetic properties and substrate-mediated magnetic interactions have been investigated. The modifications of the surface electronic structure, impurity local moments and magnetic exchange coupling as a result of the EF-induced metallic screening and charge rearrangements are analysed. In a first study, the properties of surface substitutional Co and Fe impurities are investigated as a function of the external charge per surface atom q. At large inter-impurity distances the effective magnetic exchange coupling ∆E between impurities shows RKKY-like oscillations as a function of the distance which are not significantly affected by the considered values of q. For distances r < 10 Å, important modifications in the magnitude of ∆E, involving changes from FM to AF coupling, are found depending non-monotonously on the value and polarity of q. The interaction energies are analysed from a local perspective. In a second study, the interplay between external EF effects, internal magnetic order and substrate-mediated magnetic coupling has been investigated for Mn dimers on Cu(111). Our calculations show that EF (∼ 1eV/Å) can induce a switching from AF to FM ground-state magnetic order within single Mn dimers. The relative coupling between a pair of dimers also shows RKKY-like oscillations as a function of the inter-dimer distance. Their effective magnetic exchange interaction is found to depend significantly on the magnetic order within the Mn dimers and on their relative orientation on the surface. The dependence of the substrate-mediated interaction on the magnetic state of the dimers is qualitatively explained in terms of the differences in the scattering of surface electrons. At short inter-dimer distances, the ground-state configuration is determined by an interplay between exchange interactions and EF effects. These results demonstrate that external surface charging and applied EFs offer remarkable possibilities of manipulating the sign and strength of the magnetic coupling of surface supported nanoparticles.

First-principles electronic theory of non-collinear magnetic order in transition-metal nanowires

The structural, electronic and magnetic properties of one-dimensional 3d transition-metal (TM) monoatomic chains having linear, zigzag and ladder geometries are investigated in the frame-work of first-principles density-functional theory. The stability of long-range magnetic order along the nanowires is determined by computing the corresponding frozen-magnon dispersion relations as a function of the 'spin-wave' vector q. First, we show that the ground-state magnetic orders of V, Mn and Fe linear chains at the equilibrium interatomic distances are non-collinear (NC) spin-density waves (SDWs) with characteristic equilibrium wave vectors q that depend on the composition and interatomic distance. The electronic and magnetic properties of these novel spin-spiral structures are discussed from a local perspective by analyzing the spin-polarized electronic densities of states, the local magnetic moments and the spin-density distributions for representative values q. Second, we investigate the stability of NC spin arrangements in Fe zigzag chains and ladders. We find that the non-collinear SDWs are remarkably stable in the biatomic chains (square ladder), whereas ferromagnetic order (q =0) dominates in zigzag chains (triangular ladders). The different magnetic structures are interpreted in terms of the corresponding effective exchange interactions J(ij) between the local magnetic moments μ(i) and μ(j) at atoms i and j. The effective couplings are derived by fitting a classical Heisenberg model to the ab initio magnon dispersion relations. In addition they are analyzed in the framework of general magnetic phase diagrams having arbitrary first, second, and third nearest-neighbor (NN) interactions J(ij). The effect of external electric fields (EFs) on the stability of NC magnetic order has been quantified for representative monoatomic free-standing and deposited chains. We find that an external EF, which is applied perpendicular to the chains, favors non-collinear order in V chains, whereas it stabilizes the ferromagnetic (FM) order in Fe chains. Moreover, our calculations reveal a change in the magnetic order of V chains deposited on the Cu(110) surface in the presence of external EFs. In this case the NC spiral order, which was unstable in the absence of EF, becomes the most favorable one when perpendicular fields of the order of 0.1 V/Å are applied. As a final application of the theory we study the magnetic interactions within monoatomic TM chains deposited on graphene sheets. One observes that even weak chain substrate hybridizations can modify the magnetic order. Mn and Fe chains show incommensurable NC spin configurations. Remarkably, V chains show a transition from a spiral magnetic order in the freestanding geometry to FM order when they are deposited on a graphene sheet. Some TM-terminated zigzag graphene-nanoribbons, for example V and Fe terminated nanoribbons, also show NC spin configurations. Finally, the magnetic anisotropy energies (MAEs) of TM chains on graphene are investigated. It is shown that Co and Fe chains exhibit significant MAEs and orbital magnetic moments with in-plane easy magnetization axis. The remarkable changes in the magnetic properties of chains on graphene are correlated to charge transfers from the TMs to NN carbon atoms. Goals and limitations of this study and the resulting perspectives of future investigations are discussed.

Improving cropping systems of semi-arid south-western Madagascar under multiple ecological and socio-economic constraints

Das Mahafaly Plateau im südwestlichen Madagaskar ist gekennzeichnet durch raue klimatische Bedingungen, vor allem regelmäßige Dürren und Trockenperioden, geringe Infrastruktur, steigende Unsicherheit, hohe Analphabetenrate und regelmäßige Zerstörung der Ernte durch Heuschreckenplagen. Da 97% der Bevölkerung von der Landwirtschaft abhängen, ist eine Steigerung der Produktivität von Anbausystemen die Grundlage für eine Verbesserung der Lebensbedingungen und Ernährungssicherheit in der Mahafaly Region. Da wenig über die Produktivität von traditionellen extensiven und neu eingeführten Anbaumethoden in diesem Gebiet bekannt ist, waren die Zielsetzungen der vorliegenden Arbeit, die limitierenden Faktoren und vielversprechende alternative Anbaumethoden zu identifizieren und diese unter Feldbedingungen zu testen. Wir untersuchten die Auswirkungen von lokalem Viehmist und Holzkohle auf die Erträge von Maniok, der Hauptanbaufrucht der Region, sowie die Beiträge von weiteren Faktoren, die im Untersuchungsgebiet ertragslimitierend sind. Darüber hinaus wurde in der Küstenregion das Potenzial für bewässerten Gemüseanbau mit Mist und Holzkohle untersucht, um zu einer Diversifizierung von Einkommen und Ernährung beizutragen. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war die Schätzung von Taubildung und deren Beitrag in der Jahreswasserbilanz durch Testen eines neu entworfenen Taumessgerätes. Maniok wurde über drei Jahre und in drei Versuchsfeldern in zwei Dörfern auf dem Plateau angebaut, mit applizierten Zeburindermistraten von 5 und 10 t ha-1, Holzkohleraten von 0,5 und 2 t ha-1 und Maniokpflanzdichten von 4500 Pflanzen ha-1. Maniokknollenerträge auf Kontrollflächen erreichten 1 bis 1,8 t Trockenmasse (TM) ha-1. Mist führte zu einer Knollenertragssteigerung um 30 - 40% nach drei Jahren in einem kontinuierlich bewirtschafteten Feld mit geringer Bodenfruchtbarkeit, hatte aber keinen Effekt auf den anderen Versuchsfeldern. Holzkohle hatte keinen Einfluss auf Erträge über den gesamten Testzeitraum, während die Infektion mit Cassava-Mosaikvirus zu Ertragseinbußen um bis zu 30% führte. Pflanzenbestände wurden felder-und jahresübergreifend um 4-54% des vollen Bestandes reduziert, was vermutlich auf das Auftreten von Trockenperioden und geringe Vitalität von Pflanzmaterial zurückzuführen ist. Karotten (Daucus carota L. var. Nantaise) und Zwiebeln (Allium cepa L. var. Red Créole) wurden über zwei Trockenzeiten mit lokal erhältlichem Saatgut angebaut. Wir testeten die Auswirkungen von lokalem Rindermist mit einer Rate von 40 t ha-1, Holzkohle mit einer Rate von 10 t ha-1, sowie Beschattung auf die Gemüseernteerträge. Lokale Bewässerungswasser hatte einen Salzgehalt von 7,65 mS cm-1. Karotten- und Zwiebelerträge über Behandlungen und Jahre erreichten 0,24 bis 2,56 t TM ha-1 beziehungsweise 0,30 bis 4,07 DM t ha-1. Mist und Holzkohle hatten keinen Einfluss auf die Erträge beider Kulturen. Beschattung verringerte Karottenerträge um 33% im ersten Jahr, während sich die Erträge im zweiten Jahr um 65% erhöhten. Zwiebelerträge wurden unter Beschattung um 148% und 208% im ersten und zweiten Jahr erhöht. Salines Bewässerungswasser sowie Qualität des lokal verfügbaren Saatgutes reduzierten die Keimungsraten deutlich. Taubildung im Küstendorf Efoetsy betrug 58,4 mm und repräsentierte damit 19% der Niederschlagsmenge innerhalb des gesamten Beobachtungszeitraum von 18 Monaten. Dies weist darauf hin, dass Tau in der Tat einen wichtigen Beitrag zur jährlichen Wasserbilanz darstellt. Tageshöchstwerte erreichten 0,48 mm. Die getestete Tauwaage-Vorrichtung war in der Lage, die nächtliche Taubildung auf der metallischen Kondensationsplatte zuverlässig zu bestimmen. Im abschließenden Kapitel werden die limitierenden Faktoren für eine nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft in der Untersuchungsregion diskutiert.

Skill shortages en Asturias : desajuste de cualificaciones y propuestas de acción.

1) Analizar las destrezas necesarias y comprobar si éstas forman parte del inventario regional de cualificaciones. 2) Informar de las necesidades cambiantes de destrezas promoviendo un acercamiento entre oferta y demanda. 3) Difundir información acerca de la situación actual de otras regiones europeas y de las técnicas de análisis e intervención que utilizan. 4) Obtener información acerca del grado de conocimiento e imagen que los jóvenes tienen de estos sectores y ocupaciones. 12 expertos en Economía regional. 69 empresas y 24 centros de formación referidos a los sectores y ocupaciones objeto de estudio: sector Construcción, Metal, Turismo y Químico, ocupación soldador, mantenimiento, y agente de desarrollo local. 8 aulas de octavo de EGB de Gijón, Oviedo, cuencas mineras y zona rural. El modelo teórico seguido es la 'Typology of skill shortages' de Van der Vendel en el que aparecen seis tipos de problemas o discrepancias entre demanda y oferta: desequilibrios absolutos y relativos, problemas de ruptura o desfases, distribución, utilización y contenido. Se miden diversos factores de las ocupaciones y los sectores. Entrevista semi-estructurada. 4 cuestionarios 'ad hoc' para estudiar: sectores, ocupaciones, centros de formación y organizaciones de desarrollo regional. Análisis de contenido mediante categorización y análisis de frecuencia. Análisis de sectores y ocupaciones: 1) todos estos sectores han sufrido importantes cambios en las dos últimas décadas debido al impacto de las nuevas tecnologías; 2) todos adolecen de importantes y claros desequilibrios en el mercado de cualificaciones afectándoles negativamente la desaparición del antiguo sistema de aprendices; 3) todos encuentran problemas a la hora de cubrir vacantes de las ocupaciones tradicionales; 4) frente al sector de la Construcción y del Metal que en los últimos años ha sufrido una mayor especialización en su mano de obra, los sectores Turismo y Químico cuentan con un nivel muy alto de polivalencia. Estudio en EGB: 1) un porcentaje elevado manifiesta su intención de continuar estudios de BUP; 2) existe un amplio desconocimiento del mundo industrial; 3) los sectores estudiados les atraen poco; 4) el sexo y los factores socioeconómicos influyen en sus preferencias vocacionales. Se reafirma la hipótesis de que los desequilibrios apuntados tienen un origen social claro. Para solucionar éstos, se apuntan una serie de pautas de acción como: reformar la formación profesional, realizar una selección coherente y estricta del alumnado de FP, llevar a cabo un plan de marketing que recupere la imagen y valoración social de la FP, incrementar el impacto de la figura del orientador, etc.

Poly-Si₁₋xGex Film Growth for Ni Germanosilicided Metal Gate

Scaling down of the CMOS technology requires thinner gate dielectric to maintain high performance. However, due to the depletion of poly-Si gate, it is difficult to reduce the gate thickness further especially for sub-65 nm CMOS generation. Fully silicidation metal gate (FUSI) is one of the most promising solutions. Furthermore, FUSI metal gate reduces gate-line sheet resistance, prevents boron penetration to channels, and has good process compatibility with high-k gate dielectric. Poly-SiGe gate technology is another solution because of its enhancement of boron activation and compatibility with the conventional CMOS process. Combination of these two technologies for the formation of fully germanosilicided metal gate makes the approach very attractive. In this paper, the deposition of undoped Poly-Si₁₋xGex (0 < x < 30% ) films onto SiO₂ in a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) system is described. Detailed growth conditions and the characterization of the grown films are presented.

Behavioral Measures and their Correlation with IPM Iteration Counts on Semi-Definite Programming Problems

We study four measures of problem instance behavior that might account for the observed differences in interior-point method (IPM) iterations when these methods are used to solve semidefinite programming (SDP) problem instances: (i) an aggregate geometry measure related to the primal and dual feasible regions (aspect ratios) and norms of the optimal solutions, (ii) the (Renegar-) condition measure C(d) of the data instance, (iii) a measure of the near-absence of strict complementarity of the optimal solution, and (iv) the level of degeneracy of the optimal solution. We compute these measures for the SDPLIB suite problem instances and measure the correlation between these measures and IPM iteration counts (solved using the software SDPT3) when the measures have finite values. Our conclusions are roughly as follows: the aggregate geometry measure is highly correlated with IPM iterations (CORR = 0.896), and is a very good predictor of IPM iterations, particularly for problem instances with solutions of small norm and aspect ratio. The condition measure C(d) is also correlated with IPM iterations, but less so than the aggregate geometry measure (CORR = 0.630). The near-absence of strict complementarity is weakly correlated with IPM iterations (CORR = 0.423). The level of degeneracy of the optimal solution is essentially uncorrelated with IPM iterations.

Incidencia de factores socio-familiares en rendimiento académico : Aproximación en un medio semi-urbano.

Detectar la influencia de la familia, su constitución y status dentro del grupo social al que pertenece. Considerar el ambiente físico y cultural que rodea al niño, con objeto de comprobar si limita o posibilita sus actividades, las coarta o estimula. Determinar el status económico familiar y ver su influencia en el grado de instrucción y el rendimiento. Comprobar si la composición familiar o número de miembros son un factor determinante del rendimiento académico. 1200 alumnos de segunda etapa de EGB pertenecientes a colegios públicos. El estudio se plantea como variables independientes: edad, nivel de instrucción, número de miembros, situación familiar y renta per cápita. Y como variable dependiente el rendimiento medido a través de las calificaciones. Una vez concluída la recogida de datos y su identificación en las tablas correspondientes se les aplicó el tratamiento estadístico enfrentando las variables dos a dos. Chi cuadrado, Pearson, desviaciones. La edad de los padres es un factor decisivo en el rendimiento escolar de sus hijos. La edad de los padres no guarda relación con su situación laboral. El número de miembros familiares guarda relación con el nivel de instrucción de los padres. El número de miembros familiares guarda relación con la situación laboral de los padres. La renta per cápita familiar es independientemente de la subzona de residencia dentro de una zona determinada. El nivel socio-económico familiar influye en el rendimiento de los hijos.

Semi-online neural-Q_leaming for real-time robot learning

Reinforcement learning (RL) is a very suitable technique for robot learning, as it can learn in unknown environments and in real-time computation. The main difficulties in adapting classic RL algorithms to robotic systems are the generalization problem and the correct observation of the Markovian state. This paper attempts to solve the generalization problem by proposing the semi-online neural-Q_learning algorithm (SONQL). The algorithm uses the classic Q_learning technique with two modifications. First, a neural network (NN) approximates the Q_function allowing the use of continuous states and actions. Second, a database of the most representative learning samples accelerates and stabilizes the convergence. The term semi-online is referred to the fact that the algorithm uses the current but also past learning samples. However, the algorithm is able to learn in real-time while the robot is interacting with the environment. The paper shows simulated results with the "mountain-car" benchmark and, also, real results with an underwater robot in a target following behavior

Música, mujeres, hombres y contradicciones : la construcción del género en la escena del Death Metal en Bogotá

A lo largo del texto pretendo mostrar un estudio de caso de cómo se puede entender el género de manera más sutil, al plantear que hay formas alternativas de ver la feminidad y cómo se construye una nueva forma de ser mujer a partir de elementos masculinos. Es por esto, que este trabajo muestra que existen variaciones en el género que se deben tener en cuenta. Siguiendo esta línea de trabajo, procederé en el primer apartado a revisar de qué manera se realizó la investigación, teniendo en cuenta las diferentes fases en las que se realizó y las técnicas utilizadas. A continuación, en la segunda parte del texto, haré una revisión del concepto de género, para poder explicar qué son la masculinidad y la feminidad, al igual que los espacios masculinos. En el tercera parte, veremos cómo es la escena del Death Metal en Bogotá, lo que servirá de introducción para hablar de cómo se construye el género en este espacio. En el cuarto y el quinto apartado realizaremos un análisis de cómo son los hombres y las mujeres en esta escena, respectivamente. Para realizar esta explicación tomaré en cuenta la literatura sobre género, al igual que los resultados encontrados a lo largo de la investigación, para así determinar cómo se comprende la feminidad en el Death Metal, explicando la manera en que las mujeres de la escena construyen una forma alternativa de ser mujer. Finalmente, retomaremos las ideas principales del texto para establecer que hay una forma particular en la que se construye el género en esta escena, encontrando que existen vías no tradicionales de pensarse como mujer.

Plan exportador Metal Muebles y Cia. Ltda.

La idea principal de este trabajo, es realizar un evaluación sobre las diferentes posibilidades que se presentan para exportar uno de los productos que fabrica la empresa METAL MUEBLES Y CIA LTDA fundada por el señor Álvaro de Jesús Chalarca en el año de 1994 quien hizo posible la elaboración de este Plan Exportador autorizando el suministro de toda la información de la empresa. Se evaluaran cada uno de los países que participaran en la elaboración de este trabajo así como los procesos y situaciones que se deben tener en cuenta para obtener un excelente resultado. Se hará igualmente una revisión de todas las debilidades y fortalezas con las que cuenta cada país, que afectan el proceso de exportación. Durante el desarrollo del proyecto se realizara una matriz teniendo en cuenta diferentes tipo de variables que ayudaran a medir la factibilidad de que el plan exportador se lleve a cabo en los países de: Ecuador, Chile y Perú. Finalmente se realizara el desarrollo de una estrategia de comercialización para cumplir el fin propuesto y ampliar las posibilidades de expansión de METAL MUEBLES Y CIA LTDA.

Characterisation of low temperature and semi-insulating GaAs lateral photo-Dember THz Emitters

Poster for IRMMW-THz conference in Mainz, Germany 2013

Ángeles ascendentes y demonios caídos: construcción de subjetividad, metal y cristianismo en la iglesia Comunidad Pantokrator en Bogotá

Esta tesis es el resultado de un ejercicio interdisciplinar, tanto metodológico como teórico, para observar y analizar las lógicas de construcción de subjetividad que se entraman en una iglesia evangélica y pentecostal en el sur de Bogotá llamada Comunidad Pantokrator. Allí, el cristianismo interactúa y afecta la particularidad más significativa de esta iglesia: la presencia de la subcultura del rock y del metal. En este encuentro que pareciera contradictorio entre el cristianismo y el metal, se presentan mecanismos sociales que son parte de la construcción de una subjetividad metalera y cristiana, que altera el modo en el que los asistentes de Pantokrator se entienden a sí mismos, a su congregación y a la realidad social a la que se enfrentan diariamente. En este trabajo, se relata la construcción de esos mecanismos y su operación sobre la estructura jerárquica de la iglesia, los procesos de conversión religiosa y la asunción de su fe cristiana y la forma en la que definen al mundo social que los rodea, especialmente a otras comunidades cristianas y al metal secular.

La ventilazione non-invasiva a pressione positiva nell’insufficienza respiratoria acuta ipercapnica: 10 anni di esperienza clinica di una Unità di Terapia Semi-Intensiva Respiratoria

PremessaSebbene numerosi studi prospettici, controllati e randomizzati abbiano dimostrato il successo della ventilazione non-invasiva a pressione positiva (NIV) in casi selezionati di insufficienza respiratoria acuta ipercapnica (IRA) in setting con intensità di cura differenti, i dati di pratica clinica relativi all’uso della NIV nel “mondo reale” sono limitati. Scopo Riportare i risultati della nostra esperienza clinica sulla NIV nell’IRA applicata nell’Unità di Terapia Semi-Intensiva Respiratoria (UTSIR) allocata all’interno dell’Unità Operativa di Pneumologia di Arezzo negli anni 1996-2006 in termini di: tollerabilità, effetti sui gas ematici, tasso di successo e fattori predittivi del fallimento.MetodiTrecentocinquanta dei 1484 pazienti (23.6%) consecutivamente ammessi per IRA nella nostra Unità Operativa di Pneumologia durante il periodo di studio hanno ricevuto la NIV in aggiunta alla terapia standard, in seguito al raggiungimento di criteri predefiniti impiegati di routine.RisultatiOtto pazienti (2.3%) non hanno tollerato la NIV per discomfort alla maschera, mentre i rimanenti 342 (M: 240, F: 102; età: mediana (interquartili) 74.0 (68.0-79.3) anni; BPCO: 69.3%) sono stati ventilati per >1 ora. I gas ematici sono significativamente migliorati dopo 2 ore di NIV (media (deviazione standard) pH: 7.33 (0.07) versus 7.28 (7.25-7.31), p<0.0001; PaCO2: 71.4 (15.3) mmHg versus 80.8 (16.6) mmHg, p<0.0001; PaO2/FiO2: 205 (61) versus 183 (150-222), p<0.0001). La NIV ha evitato l’intubazione in 285/342 pazienti (83.3%) con una mortalità ospedaliera del 14.0%. Il fallimento della NIV è risultato essere predetto in modo indipendente dall’Apache III (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation III) score, dall’indice di massa corporea e dal fallimento tardivo della NIV (> 48 ore di ventilazione) dopo iniziale risposta positiva.ConclusioniSecondo la nostra esperienza clinica di dieci anni realizzata in una UTSIR, la NIV si conferma essere ben tollerata, efficace nel migliorare i gas ematici e utile nell’evitare l’intubazione in molti episodi di IRA non-responsivi alla terapia standard.

Automoción, Metal.

La reproducción y distribución de este vídeo en Canarias ha sido llevada a cabo por el Programa de Medios Audiovisuales de la Dirección General de Promoción Educativa del Gobierno de Canarias. La duración de la cinta de vídeo es de venticeis minutos

El campo artístico del metal en Bogotá y la construcción de identidad del metalero

El Metal, una expresión juvenil que a partir de una forma subgénero de la música rock, ha evolucionado hasta adquirir e incluir “un conjunto de valores, actitudes y actividades“que los identifica entre sí y los diferencia de los demás