Nanometer-scale oxidation of Si(100) surfaces by tapping mode atomic force microscopy

The nanometer¿scale oxidation of Si(100) surfaces in air is performed with an atomic force microscope working in tapping mode. Applying a positive voltage to the sample with respect to the tip, two kinds of modifications are induced on the sample: grown silicon oxide mounds less than 5 nm high and mounds higher than 10 nm (which are assumed to be gold depositions). The threshold voltage necessary to produce the modification is studied as a function of the average tip¿to¿sample distance.

Task-induced deactivation from rest extends beyond the default mode brain network

Activity decreases, or deactivations, of midline and parietal cortical brain regions are routinely observed in human functional neuroimaging studies that compare periods of task-based cognitive performance with passive states, such as rest. It is now widely held that such task-induced deactivations index a highly organized"default-mode network" (DMN): a large-scale brain system whose discovery has had broad implications in the study of human brain function and behavior. In this work, we show that common task-induced deactivations from rest also occur outside of the DMN as a function of increased task demand. Fifty healthy adult subjects performed two distinct functional magnetic resonance imaging tasks that were designed to reliably map deactivations from a resting baseline. As primary findings, increases in task demand consistently modulated the regional anatomy of DMN deactivation. At high levels of task demand, robust deactivation was observed in non-DMN regions, most notably, the posterior insular cortex. Deactivation of this region was directly implicated in a performance-based analysis of experienced task difficulty. Together, these findings suggest that task-induced deactivations from rest are not limited to the DMN and extend to brain regions typically associated with integrative sensory and interoceptive processes.

Teholähdepiirilevyn suunnittelu akkukäyttöiseen laitteeseen

Teholähdepiirilevyn suunnittelu etenkin kooltaan pieneen akkukäyttöiseen laitteeseen on monivaiheinen suunnitteluprosessi. Teholähdetopologioiden valinta levylle määrää heti alkuunsa kuinka vakaata jännitettä levyllä voidaan tuottaa, kuinka suuria tehoja siitä voidaan ottaa, miten paljon häiriöitä levy tuottaa ympäristöönsä ja ennen kaikkea, kun akkukäyttöisestä laitteesta on kysymys, kuinka hyvään hyötysuhteeseen sillä voidaan päästä. Suunnittelun kannalta hakkuriteholähde on teholähdetopologioista vaativin. Tässä työssä paneudutaankin tarkemmin boost-hakkuriteholähteen suunnitteluun. Pelkkä hakkurin komponenttien mitoitus ei takaa teholähteelle parasta mahdollista toimintaa, vaan myös piirilevysuunnittelulla on suuri merkitys. Akkukäyttöisen laitteen teholähdepiirilevyn suunnittelu ei rajoitu yksinomaan teholähteiden suunnitteluun vaan levy sisältää usein myös muuta oheiselektroniikkaa, yleensä ainakin laitteen käynnistyselektroniikan sekä akun latausjärjestelmän. Etenkin akun latausjärjestelmän suunnittelu saattaa muodostua hyvinkin monimutkaiseksi tehtäväksi. Tässä työssä onkin tutkittu muutaman yleisimmän akkutyypin latausmenetelmiä. Työssä suunnitellaan myös käytännössä teholähdepiirilevy akkukäyttöiseen mittalaitteeseen. Levyn toimintaa tutkitaan erinäisin mittauksin, joilla pyritään selvittämään levyn heikkoudet. Näiden heikkouksien pohjalta levystä suunnitellaan paranneltu versio. Tällekin levylle tehdään samat mittaukset kuin edelliselle versiolle, joista selviää parannusten onnistuminen.

Readout electronics for low dark count pixel detectors based on geiger mode avalanche photodiodes fabricated in conventional CMOS technologies for future linear colliders

The high sensitivity and excellent timing accuracy of Geiger mode avalanche photodiodes makes them ideal sensors as pixel detectors for particle tracking in high energy physics experiments to be performed in future linear colliders. Nevertheless, it is well known that these sensors suffer from dark counts and afterpulsing noise, which induce false hits (indistinguishable from event detection) as well as an increase of the necessary area of the readout system. In this work, we present a comparison between APDs fabricated in a high voltage 0.35 µm and a high integration 0.13 µm commercially available CMOS technologies that has been performed to determine which of them best fits the particle collider requirements. In addition, a readout circuit that allows low noise operation is introduced. Experimental characterization of the proposed pixel is also presented in this work.

Phase voltage control and filtering in a converter-fed single-phase customer-end system of the LVDC distribution network

In recent years, the network vulnerability to natural hazards has been noticed. Moreover, operating on the limits of the network transmission capabilities have resulted in major outages during the past decade. One of the reasons for operating on these limits is that the network has become outdated. Therefore, new technical solutions are studied that could provide more reliable and more energy efficient power distributionand also a better profitability for the network owner. It is the development and price of power electronics that have made the DC distribution an attractive alternative again. In this doctoral thesis, one type of a low-voltage DC distribution system is investigated. Morespecifically, it is studied which current technological solutions, used at the customer-end, could provide better power quality for the customer when compared with the current system. To study the effect of a DC network on the customer-end power quality, a bipolar DC network model is derived. The model can also be used to identify the supply parameters when the V/kW ratio is approximately known. Although the model provides knowledge of the average behavior, it is shown that the instantaneous DC voltage ripple should be limited. The guidelines to choose an appropriate capacitance value for the capacitor located at the input DC terminals of the customer-end are given. Also the structure of the customer-end is considered. A comparison between the most common solutions is made based on their cost, energy efficiency, and reliability. In the comparison, special attention is paid to the passive filtering solutions since the filter is considered a crucial element when the lifetime expenses are determined. It is found out that the filter topology most commonly used today, namely the LC filter, does not provide economical advantage over the hybrid filter structure. Finally, some of the typical control system solutions are introduced and their shortcomings are presented. As a solution to the customer-end voltage regulation problem, an observer-based control scheme is proposed. It is shown how different control system structures affect the performance. The performance meeting the requirements is achieved by using only one output measurement, when operating in a rigid network. Similar performance can be achieved in a weak grid by DC voltage measurement. An additional improvement can be achieved when an adaptive gain scheduling-based control is introduced. As a conclusion, the final power quality is determined by a sum of various factors, and the thesis provides the guidelines for designing the system that improves the power quality experienced by the customer.

Cesarean section - short term maternal complications related to the mode of delivery

Cesarean section (CS) is the most common major surgery performed on women worldwide. CS can save the life of the mother or the fetus, but is associated with the typical complications of any major surgery: hemorrhage, infection, venous thromboembolism and complications of anesthesia, sometimes leading to maternal death. Recently there have been several reports from well resourced countries on increased severe maternal morbidity and even mortality. Increased rates of CS, obesity and older mothers may explain this rise. The aim of this thesis is to study the rates and risk factors of short term maternal complications associated with CS. Also, we compared maternal morbidity by mode of delivery and over time. The complication rates were assessed in a prospective study involving 2496 CS performed in the 12 largest delivery units in Finland in 2005. The rates of severe complications were studied by mode of delivery in a register-based study comparing national cohorts in 1997 and 2002. The impact of several risk factors on severe maternal morbidity by mode of delivery was studied in a register-based study of all singleton deliveries in 2007-2011. In the prospective study, 27% of the women who underwent CS had one or more intraoperative or postoperative complications during their hospital stay, and 10% had a severe complication. In the register-based study the incidence of life-threatening maternal complications was 7.6 in 1000 deliveries. The incidence was lowest for vaginal delivery (VD), followed by instrumental VD and elective CS, and highest in emergency CS. An attempt of VD, including the risks associated with emergency CS, seems to be the safest mode of delivery, even for most high-risk women.

Minimizing Conducted RF-Emissions in Switch Mode Power Supplies Using Spread-Spectrum Techniques

Switching power supplies are usually implemented with a control circuitry that uses constant clock frequency turning the power semiconductor switches on and off. A drawback of this customary operating principle is that the switching frequency and harmonic frequencies are present in both the conducted and radiated EMI spectrum of the power converter. Various variable-frequency techniques have been introduced during the last decade to overcome the EMC problem. The main objective of this study was to compare the EMI and steady-state performance of a switch mode power supply with different spread-spectrum/variable-frequency methods. Another goal was to find out suitable tools for the variable-frequency EMI analysis. This thesis can be divided into three main parts: Firstly, some aspects of spectral estimation and measurement are presented. Secondly, selected spread spectrum generation techniques are presented with simulations and background information. Finally, simulations and prototype measurements from the EMC and the steady-state performance are carried out in the last part of this work. Combination of the autocorrelation function, the Welch spectrum estimate and the spectrogram were used as a substitute for ordinary Fourier methods in the EMC analysis. It was also shown that the switching function can be used in preliminary EMC analysis of a SMPS and the spectrum and autocorrelation sequence of a switching function correlates with the final EMI spectrum. This work is based on numerous simulations and measurements made with the prototype. All these simulations and measurements are made with the boost DC/DC converter. Four different variable-frequency modulation techniques in six different configurations were analyzed and the EMI performance was compared to the constant frequency operation. Output voltage and input current waveforms were also analyzed in time domain to see the effect of the spread spectrum operation on these quantities. According to the results presented in this work, spread spectrum modulation can be utilized in power converter for EMI mitigation. The results from steady-state voltage measurements show, that the variable-frequency operation of the SMPS has effect on the voltage ripple, but the ripple measured from the prototype is still acceptable in some applications. Both current and voltage ripple can be controlled with proper main circuit and controller design.

An optically coupled power stimulus isolation unit with high voltage and fast rise time output

Recent technological developments have created new devices that could improve and simplify the construction of stimulus isolators. HEXFET transistors can switch large currents and hundreds of volts in nanoseconds. The newer opto-isolators can give a pulse rise time of a few nanoseconds, with output compatible with MOSFET devices, in which delays are reduced to nanoseconds. Integrated DC/DC converters are now available. Using these new resources we developed a new electrical stimulus isolator circuit with selectable constant-current and constant-voltage modes, which are precise and easy to construct. The circuit works like a regulated power supply in both modes with output switched to zero or to free mode through an opto-isolator device. The isolator analyses showed good practical performance. The output to ground resistance was 1011 ohms and capacitance 35 picofarads. The rise time and fall time were identical (5 µs) and constant. The selectable voltage or current output mode made it very convenient to use. The current mode, with higher output resistance values in low current ranges, permits intracellular stimulation even with tip resistances close to 100 megaohms. The high compliance of 200 V guarantees the value of the current stimulus. The very low output resistance in the voltage mode made the device highly suitable for extracellular stimulation with low impedance electrodes. Most importantly, these characteristics were achieved with a circuit that was easy to build and modify and assembled with components available in Brazil.

Intima-media thickness evaluation by B-mode ultrasound: Correlation with blood pressure levels and cardiac structures

The aim of this study was to analyze the thickness of the intima-media complex (IMC) using a noninvasive method. The carotid and femoral common arteries were evaluated by noninvasive B-mode ultrasound in 63 normotensive and in 52 hypertensive subjects and the thickness of the IMC was tested for correlation with blood pressure, cardiac structures and several clinical and biological parameters. The IMC was thicker in hypertensive than in normotensive subjects (0.67 ± 0.13 and 0.62 ± 0.16 vs 0.54 ± 0.09 and 0.52 ± 0.11 mm, respectively, P<0.0001). In normotensive patients, the simple linear regression showed significant correlations between IMC and age, body mass index and 24-h systolic blood pressure for both the carotid and femoral arteries. In hypertensives the carotid IMC was correlated with age and 24-h systolic blood pressure while femoral IMC was correlated only with 24-h diastolic blood pressure. Forward stepwise regression showed that age, body mass index and 24-h systolic blood pressure influenced the carotid IMC relationship (r2 = 0.39) in normotensives. On the other hand, the femoral IMC relationship was influenced by 24-h systolic blood pressure and age (r2 = 0.40). In hypertensives, age and 24-h systolic blood pressure were the most important determinants of carotid IMC (r2 = 0.37), while femoral IMC was influenced only by 24-h diastolic blood pressure (r2 = 0.10). There was an association between carotid IMC and echocardiographic findings in normotensives, while in hypertensives only the left posterior wall and interventricular septum were associated with femoral IMC. We conclude that age and blood pressure influence the intima-media thickness, while echocardiographic changes are associated with the IMC.

L'expérience comme mode de détermination des faits dans le procès civil

L'utilisation de l'expérience comme un mode de détermination des faits, c'est-à-dire comme un élément qui comble les lacunes dans l'ensemble des éléments de preuve dans le procès civil, est un thème quelque peu tabou. La doctrine est souvent basée sur la prémisse voulant que le décideur rende une décision uniquement en vertu des éléments de preuve et qu'il doit absolument s'abstenir d'insérer aux constatations quoi que ce soit qui n'est pas présent dans les éléments de preuve. Cette vision est éloignée de la réalité juridique. Dans la première partie, nous allons aborder les principes procéduraux qui empêchent l'utilisation de l'expérience comme mode de détermination des faits. Ce sont le principe de la reconstruction de l'événement du passé, le principe de l'abstraction des connaissances acquises hors du procès et le principe de l'exclusion de la preuve par ouï-dire. Ensuite, nous portons notre attention sur les différents types d'expérience, c'est-à-dire l'expérience profane, divisible en bon sens et sens commun, et l'expérience scientifique, ainsi sur leurs modes de fonctionnement dans le procès civil. La première partie se termine par une brève confrontation des différents types d'expérience avec les principes procéduraux. La deuxième partie est consacré à l'analyse de l'expérience dans trois instruments juridiques: la connaissance d'office, la présomption de fait et le témoignage d'expert. Nous nous intéressons principalement à vérifier si l'expérience fonctionne à l'intérieur de ces instruments juridiques comme mode de détermination des faits et ensuite quelles sont les limites que le droit pose à l'expérience dans ce rôle. L'analyse va confirmer que le principal instrument par lequel l'expérience comme mode de détermination des faits pénètre dans le procès civil est la présomption de fait.

Études de type structure fonction du couplage électromécanique et de la coopérativité sous-unitaire chez les canaux potassiques dépendants du voltage

Les canaux potassiques voltage-dépendants forment des tétramères dont chaque sous-unité comporte six segments transmembranaires (S1 à S6). Le pore, formé des segments S5-S6 de chaque sous-unité, est entouré de quatre domaines responsables de la sensibilité au potentiel membranaire, les senseurs de voltage (VS; S1-S4). Lors d’une dépolarisation membranaire, le mouvement des résidus chargés situés dans le VS entraine un mouvement de charges détectable en électrophysiologie, le courant de « gating ». L’activation du VS conduit à l'ouverture du pore, qui se traduit par un changement de conformation en C-terminal du segment S6. Pour élucider les principes qui sous-tendent le couplage électromécanique entre ces deux domaines, nous avons étudié deux régions présumées responsables du couplage chez les canaux de type Shaker K+, soit la région carboxy-terminale du segment S6 et le lien peptidique reliant les segments transmembranaire S4-S5 (S4-5L). Avec la technique du « cut-open voltage clamp fluorometry » (COVCF), nous avons pu déterminer que l’interaction inter-sous-unitaire RELY, formée par des acides aminés situés sur le lien S4-5L et S6 de deux sous-unités voisines, est impliquée dans le développement de la composante lente observée lors du retour des charges de « gating » vers leur état de repos, le « OFF-gating ». Nous avons observé que l’introduction de mutations dans la région RELY module la force de ces interactions moléculaires et élimine l’asymétrie observée dans les courants de « gating » de type sauvage. D’ailleurs, nous démontrons que ce couplage inter-sous-unitaire est responsable de la stabilisation du pore dans l’état ouvert. Nous avons également identifié une interaction intra-sous-unitaire entre les résidus I384 situé sur le lien S4-5L et F484 sur le segment S6 d’une même sous-unité. La déstabilisation de cette interaction hydrophobique découple complètement le mouvement des senseurs de voltage et l'ouverture du pore. Sans cette interaction, l’énergie nécessaire pour activer les VS est moindre en raison de l’absence du poids mécanique appliqué par le pore. De plus, l’abolition du couplage électromécanique élimine également le « mode shift », soit le déplacement de la dépendance au voltage des charges de transfert (QV) vers des potentiels hyperpolarisants. Ceci indique que le poids mécanique du pore imposé au VS entraine le « mode shift », en modulant la conformation intrinsèque du VS par un processus allostérique.

Études de type structure fonction des mutations causant l’ataxie épisodique de type I sur les canaux potassiques dépendants du voltage

Les ataxies épisodiques (EA) d’origine génétique sont un groupe de maladies possédant un phénotype et génotype hétérogènes, mais ont en commun la caractéristique d’un dysfonctionnement cérébelleux intermittent. Les EA de type 1 et 2 sont les plus largement reconnues des ataxies épisodiques autosomiques dominantes et sont causées par un dysfonctionnement des canaux ioniques voltage-dépendants dans les neurones. La présente étude se concentrera sur les mutations causant l'EA-1, retrouvées dans le senseur de voltage (VSD) de Kv1.1, un canal très proche de la famille des canaux Shaker. Nous avons caractérisé les propriétés électrophysiologiques de six mutations différentes à la position F244 et partiellement celles des mutations T284 A/M, R297 K/Q/A/H, I320T, L375F, L399I et S412 C/I dans la séquence du Shaker grâce à la technique du ‘’cut open voltage clamp’’ (COVC). Les mutations de la position F244 situées sur le S1 du canal Shaker sont caractérisées par un décalement des courbes QV et GV vers des potentiels dépolarisants et modifient le couplage fonctionnel entre le domaine VSD et le pore. Un courant de fuite est observé durant la phase d'activation des courants transitoires et peut être éliminé par l'application du 4-AP (4-aminopyridine) ou la réinsertion de l'inactivation de type N mais pas par le TEA (tétraéthylamonium). Dans le but de mieux comprendre les mécanismes moléculaires responsables de la stabilisation d’un état intermédiaire, nous avons étudié séparément la neutralisation des trois premières charges positives du S4 (R1Q, R2Q et R3Q). Il en est ressorti l’existence d’une interaction entre R2 et F244. Une seconde interface entre S1 et le pore proche de la surface extracellulaire agissant comme un second point d'ancrage et responsable des courants de fuite a été mis en lumière. Les résultats suggèrent une anomalie du fonctionnement du VSD empêchant la repolarisation normale de la membrane des cellules nerveuses affectées à la suite d'un potentiel d'action.

Travail en mode projet distribué géographiquement : mesure des compétences, de la collaboration et des performances individuelles selon le degré de virtualité

Dans un contexte où le monde du travail s’internationalise et où l’innovation est fondamentale, les organisations d’aujourd’hui doivent structurer le travail en tenant compte des distances géographiques et du besoin de bien performer dans les tâches reliées aux différents projets. Toutefois, le recours à des projets innovants et l’accès à des moyens de communication ne sont pas des conditions suffisantes pour assurer une performance adéquate. Différents facteurs, comme les compétences adaptées au travail virtuel et le degré de virtualité qui sépare les gens, doivent être pris en compte pour favoriser l’atteinte d’une bonne performance. De plus, afin de sélectionner les candidats qui seront en mesure de bien performer dans ce contexte, le recours à des outils d’évaluation appropriés et disponibles dans plusieurs langues est essentiel. Cette thèse présente en premier lieu un processus de traduction, d’adaptation et de validation en français et en anglais d’un outil en allemand visant l’évaluation des compétences requises lorsque le travail est organisé en mode distribué. Un premier article présente les limites fréquemment observées dans les études qui effectuent de telles adaptations. Un deuxième article met ensuite en lumière l’importance relative d’un ensemble de compétences liées à deux types de performances individuelles appropriées au travail en projet virtuel. Les résultats montrent que la créativité, l’autonomie, l’intégrité, la loyauté et la minutie sont directement liées à la performance proactive. Il est cependant nécessaire de prendre en compte l’effet positif de la perception de collaboration et l’effet négatif du degré de virtualité pour comprendre comment les compétences que constituent la motivation à apprendre, l’autonomie, l’intégrité, la loyauté et la minutie agissent sur la performance adaptative. En somme, cette thèse propose d’abord un processus rigoureux permettant l’adaptation, la traduction et la validation d’outils dans plusieurs langues. Ce processus permet d’éviter les limites auxquelles se buteraient des méthodes plus simples dans un contexte international où il est primordial d’avoir une très grande confiance en l’équivalence des instruments. Cette thèse représente également un avancement intéressant en ce qui a trait à la compréhension des différents déterminants de la performance individuelle lorsque le travail est organisé en projets virtuels. Des recommandations sont présentées afin de favoriser la performance individuelle, et des pistes de recherches futures sont également amenées pour continuer à approfondir les connaissances sur le sujet.

La grammaire de soi ; l’enquête psychanalytique, un mode d’organisation des interactions propre aux sociétés démocratiques contemporaines

Une multitude de gens, au XXe siècle, se sont servis de la psychanalyse pour se rendre compte de leurs faits et gestes. En s’appuyant ainsi sur la psychanalyse, ils démontraient la profondeur de la confiance qu’ils lui accordaient. Cette diffusion ample et profonde, qui a laissé une empreinte très marquée sur la culture contemporaine, demeure largement inexpliquée. Ce phénomène étonnant devient intelligible dès lors qu’on aborde la psychanalyse comme une grammaire de l’intériorité, qui a guidé des interactions en les médiatisant par des symboles et des significations communes (normes, valeurs, etc.) propres aux sociétés démocratiques contemporaines (celles qui se conçoivent comme émanant d’un accord entre individus). Cette pratique sociale, l’enquête psychanalytique, peut être analysée en situant dans leurs contextes d’interactions les discours dans lesquels des désirs refoulés étaient imputés à différentes conduites. L’œuvre de Freud offre un échantillon de tels discours. La description de la forme et du sens que ces imputations de désirs refoulés conféraient à différentes interactions en cours nous permet d’identifier les traits caractéristiques de l’enquête psychanalytique. Freud montre que le refoulement naît d’un conflit entre une volonté présociale refoulée et une volonté socialisée, refoulante, née des exigences inculquées par l’autorité parentale. Pour identifier un désir refoulé, il faut donc simultanément identifier une relation refoulante. L’enquête psychanalytique amène à passer en revue les différentes relations interpersonnelles et intrapersonnelles dans lesquelles est impliqué l’auteur du refoulement. Cet exercice permet de départager les relations qui contraignent la volonté intérieure présociale à des exigences sociales de celles qui, en sens inverse, émanent de cette volonté intérieure. Comme les premières suscitent le refoulement et les symptômes indésirables qu’il entraîne, la guérison du refoulement exige que le porteur du refoulement prenne ses distances des exigences sociales héritées, de manière à parvenir à reconnaître sa volonté présociale. En soupesant ainsi la contrainte exercée sur les volontés présociales par les relations particulières, l’enquête psychanalytique jaugeait ces dernières à partir d’une exigence propre aux sociétés démocratiques contemporaines : celle de fonder les relations sociales sur les volontés non contraintes des partenaires. L’enquête psychanalytique participait ainsi d’un imaginaire social moderne qui donnait, à des relations variées, la forme d’un contrat. Les contemporains qui recouraient à cette enquête manifestaient un souci de respecter cette exigence et ils suscitaient une réaction critique envers les relations qui contraignaient la volonté. En somme, l’enquête psychanalytique offrait aux contemporains une manière d’ordonner les relations qui était adaptée à une société accordant une autorité prééminente aux exigences « contractuelles ». Voilà qui explique en grande partie l’ampleur et la profondeur de la diffusion de la psychanalyse au XXe siècle.

A Multi-Mode Sigma-Delta ADC for GSM/WCDMA/ WLAN Applications

The demand for new telecommunication services requiring higher capacities, data rates and different operating modes have motivated the development of new generation multi-standard wireless transceivers. In multistandard design, sigma-delta based ADC is one of the most popular choices. To this end, in this paper we present cascaded 2-2-2 reconfigurable sigma-delta modulator that can handle GSM, WCDMA and WLAN standards. The modulator makes use of a low-distortion swing suppression topology which is highly suitable for wide band applications. In GSM mode, only the first stage (2nd order Σ-Δ ADC) is used to achieve a peak SNDR of 88dB with oversampling ratio of 160 for a bandwidth of 200KHz and for WCDMA mode a 2-2 cascaded structure (4th order) is turned on with 1-bit in the first stage and 2-bit in the second stage to achieve 74 dB peak SNDR with over-sampling ratio of 16 for a bandwidth of 2MHz. Finally, a 2-2-2 cascaded MASH architecture with 4-bit in the last stage is proposed to achieve a peak SNDR of 58dB for WLAN for a bandwidth of 20MHz. The novelty lies in the fact that unused blocks of second and third stages can be made inactive to achieve low power consumption. The modulator is designed in TSMC 0.18um CMOS technology and operates at 1.8 supply voltage