Building the qualification and a skill development program within the ENEN-III European Project

The ENEN III project covers the structuring, organization, coordination and implementation of training schemes in cooperation with local, national and international training organizations, to provide training to professionals active in nuclear organizations or their contractors and sub-contractors. The training schemes provide a portfolio of courses, training sessions, seminars, and workshops for continuous learning for upgrading knowledge and developing skills. The training schemes allow individuals to acquire qualifications and skills, as required by the specific positions in the nuclear sector which will be documented in a training passport. The essence of such passport is to be recognized within the EU by the whole nuclear sector which provides mobility to the individual looking for employment and an EU wide recruitment field for the nuclear employers.

Optimization of the silicon subcell for III-V on silicon multijunction solar cells: key differences with conventional silicon technology

Dual-junction solar cells formed by a GaAsP or GaInP top cell and a silicon (Si) bottom cell seem to be attractive candidates to materialize the long sought-for integration of III-V materials on Si for photovoltaic (PV) applications. Such integration would offer a cost breakthrough for PV technology, unifying the low cost of Si and the efficiency potential of III-V multijunction solar cells. The optimization of the Si solar cells properties in flat-plate PV technology is well-known; nevertheless, it has been proven that the behavior of Si substrates is different when processed in an MOVPE reactor In this study, we analyze several factors influencing the bottom subcell performance, namely, 1) the emitter formation as a result of phosphorus diffusion; 2) the passivation quality provided by the GaP nucleation layer; and 3) the process impact on the bottom subcell PV properties.

Influence of PH3 exposure on silicon substrate morphology in the MOVPE growth of III-V on silicon multijunction solar cells

Dual-junction solar cells formed by a GaAsP or GaInP top cell and a silicon bottom cell seem to be attractive candidates to materialize the long sought-for integration of III-V materials on silicon for photovoltaic applications. One of the first issues to be considered in the development of this structure will be the strategy to create the silicon emitter of the bottom subcell. In this study, we explore the possibility of forming the silicon emitter by phosphorus diffusion (i.e. exposing the wafer to PH3 in a MOVPE reactor) and still obtain good surface morphologies to achieve a successful III-V heteroepitaxy as occurs in conventional III-V on germanium solar cell technology. Consequently, we explore the parameter space (PH3 partial pressure, time and temperature) that is needed to create optimized emitter designs and assess the impact of such treatments on surface morphology using atomic force microscopy. Although a strong degradation of surface morphology caused by prolonged exposure of silicon to PH3 is corroborated, it is also shown that subsequent anneals under H-2 can recover silicon surface morphology and minimize its RMS roughness and the presence of pits and spikes.

Case study in failure analysis of accelerated life tests (ALT) on III-V commercial triple-junction concentrator solar cells

In this work the failure analysis carried out in III-V concentrator multijunction solar cells after a temperature accelerated life test is presented. All the failures appeared have been catastrophic since all the solar cells turned into low shunt resistances. A case study in failure analysis based on characterization by optical microscope, SEM, EDX, EQE and XPS is presented in this paper, revealing metal deterioration in the bus bar and fingers as well as cracks in the semiconductor structure beneath or next to the bus bar. In fact, in regions far from the bus bar the semiconductor structure seems not to be damaged. SEM images have dismissed the presence of metal spikes inside the solar cell structure. Therefore, we think that for these particular solar cells, failures appear mainly as a consequence of a deficient electrolytic growth of the front metallization which also results in failures in the semiconductor structure close to the bus bars.

Self assembled and ordered group III nitride nanocolumnar structures for light emitting applications

El objetivo de este trabajo es un estudio profundo del crecimiento selectivo de nanoestructuras de InGaN por epitaxia de haces moleculares asistido por plasma, concentrandose en el potencial de estas estructuras como bloques constituyentes en LEDs de nueva generación. Varias aproximaciones al problema son discutidas; desde estructuras axiales InGaN/GaN, a estructuras core-shell, o nanoestructuras crecidas en sustratos con orientaciones menos convencionales (semi polar y no polar). La primera sección revisa los aspectos básicos del crecimiento auto-ensamblado de nanocolumnas de GaN en sustratos de Si(111). Su morfología y propiedades ópticas son comparadas con las de capas compactas de GaN sobre Si(111). En el caso de las columnas auto-ensambladas de InGaN sobre Si(111), se presentan resultados sobre el efecto de la temperatura de crecimiento en la incorporación de In. Por último, se discute la inclusión de nanodiscos de InGaN en las nanocolumnas de GaN. La segunda sección revisa los mecanismos básicos del crecimiento ordenado de nanoestructuras basadas en GaN, sobre templates de GaN/zafiro. Aumentando la relación III/V localmente, se observan cambios morfológicos; desde islas piramidales, a nanocolumnas de GaN terminadas en planos semipolares, y finalmente, a nanocolumnas finalizadas en planos c polares. Al crecer nanodiscos de InGaN insertados en las nanocolumnas de GaN, las diferentes morfologias mencionadas dan lugar a diferentes propiedades ópticas de los nanodiscos, debido al diferente carácter (semi polar o polar) de los planos cristalinos involucrados. La tercera sección recoge experimentos acerca de los efectos que la temperatura de crecimiento y la razón In/Ga tienen en la morfología y emisión de nanocolumnas ordenadas de InGaN crecidas sobre templates GaN/zafiro. En el rango de temperaturas entre 650 y 750 C, la incorporacion de In puede modificarse bien por la temperatura de crecimiento, o por la razón In/Ga. Controlar estos factores permite la optimización de la longitud de onda de emisión de las nanocolumnas de InGaN. En el caso particular de la generación de luz blanca, se han seguidos dos aproximaciones. En la primera, se obtiene emisión amarilla-blanca a temperatura ambiente de nanoestructuras donde la región de InGaN consiste en un gradiente de composiciones de In, que se ha obtenido a partir de un gradiente de temperatura durante el crecimiento. En la segunda, el apilamiento de segmentos emitiendo en azul, verde y rojo, consiguiendo la integración monolítica de estas estructuras en cada una de las nanocolumnas individuales, da lugar a emisores ordenados con un amplio espectro de emisión. En esta última aproximación, la forma espectral puede controlarse con la longitud (duración del crecimiento) de cada uno de los segmentos de InGaN. Más adelante, se presenta el crecimiento ordenado, por epitaxia de haces moleculares, de arrays de nanocolumnas que son diodos InGaN/GaN cada una de ellas, emitiendo en azul (441 nm), verde (502 nm) y amarillo (568 nm). La zona activa del dispositivo consiste en una sección de InGaN, de composición constante nominalmente y longitud entre 250 y 500 nm, y libre de defectos extendidos en contraste con capas compactas de InGaN de similares composiciones y espesores. Los espectros de electroluminiscencia muestran un muy pequeño desplazamiento al azul al aumentar la corriente inyectada (desplazamiento casi inexistente en el caso del dispositivo amarillo), y emisiones ligeramente más anchas que en el caso del estado del arte en pozos cuánticos de InGaN. A continuación, se presenta y discute el crecimiento ordenado de nanocolumnas de In(Ga)N/GaN en sustratos de Si(111). Nanocolumnas ordenadas emitiendo desde el ultravioleta (3.2 eV) al infrarrojo (0.78 eV) se crecieron sobre sustratos de Si(111) utilizando una capa compacta (“buffer”) de GaN. La morfología y eficiencia de emisión de las nanocolumnas emitiendo en el rango espectral verde pueden ser mejoradas ajustando las relaciones In/Ga y III/N, y una eficiencia cuántica interna del 30% se deriva de las medidas de fotoluminiscencia en nanocolumnas optimizadas. En la siguiente sección de este trabajo se presenta en detalle el mecanismo tras el crecimiento ordenado de nanocolumnas de InGaN/GaN emitiendo en el verde, y sus propiedades ópticas. Nanocolumnas de InGaN/GaN con secciones largas de InGaN (330-830 nm) se crecieron tanto en sustratos GaN/zafiro como GaN/Si(111). Se encuentra que la morfología y la distribución espacial del In dentro de las nanocolumnas dependen de las relaciones III/N e In/Ga locales en el frente de crecimiento de las nanocolumnas. La dispersión en el contenido de In entre diferentes nanocolumnas dentro de la misma muestra es despreciable, como indica las casi identicas formas espectrales de la catodoluminiscencia de una sola nanocolumna y del conjunto de ellas. Para las nanocolumnas de InGaN/GaN crecidas sobre GaN/Si(111) y emitiendo en el rango espectral verde, la eficiencia cuántica interna aumenta hasta el 30% al disminuir la temperatura de crecimiento y aumentar el nitrógeno activo. Este comportamiento se debe probablemente a la formación de estados altamente localizados, como indica la particular evolución de la energía de fotoluminiscencia con la temperatura (ausencia de “s-shape”) en muestras con una alta eficiencia cuántica interna. Por otro lado, no se ha encontrado la misma dependencia entre condiciones de crecimiento y efiencia cuántica interna en las nanoestructuras InGaN/GaN crecidas en GaN/zafiro, donde la máxima eficiencia encontrada ha sido de 3.7%. Como alternativa a las nanoestructuras axiales de InGaN/GaN, la sección 4 presenta resultados sobre el crecimiento y caracterización de estructuras core-shell de InGaN/GaN, re-crecidas sobre arrays de micropilares de GaN fabricados por ataque de un template GaN/zafiro (aproximación top-down). El crecimiento de InGaN/GaN es conformal, con componentes axiales y radiales en el crecimiento, que dan lugar a la estructuras core-shell con claras facetas hexagonales. El crecimiento radial (shell) se ve confirmado por medidas de catodoluminiscencia con resolución espacial efectuadas en un microscopio electrónico de barrido, asi como por medidas de microscopía de transmisión de electrones. Más adelante, el crecimiento de micro-pilares core-shell de InGaN se realizó en pilares GaN (cores) crecidos selectivamente por epitaxia de metal-orgánicos en fase vapor. Con el crecimiento de InGaN se forman estructuras core-shell con emisión alrededor de 3 eV. Medidas de catodoluminiscencia resuelta espacialmente indican un aumento en el contenido de indio del shell en dirección a la parte superior del pilar, que se manifiesta en un desplazamiento de la emisión de 3.2 eV en la parte inferior, a 3.0 eV en la parte superior del shell. Este desplazamiento está relacionado con variaciones locales de la razón III/V en las facetas laterales. Finalmente, se demuestra la fabricación de una estructura pin basada en estos pilares core-shell. Medidas de electroluminiscencia resuelta espacialmente, realizadas en pilares individuales, confirman que la electroluminiscencia proveniente del shell de InGaN (diodo lateral) está alrededor de 3.0 eV, mientras que la emisión desde la parte superior del pilar (diodo axial) está alrededor de 2.3 eV. Para finalizar, se presentan resultados sobre el crecimiento ordenado de GaN, con y sin inserciones de InGaN, en templates semi polares (GaN(11-22)/zafiro) y no polares (GaN(11-20)/zafiro). Tras el crecimiento ordenado, gran parte de los defectos presentes en los templates originales se ven reducidos, manifestándose en una gran mejora de las propiedades ópticas. En el caso de crecimiento selectivo sobre templates con orientación GaN(11-22), no polar, la formación de nanoestructuras con una particular morfología (baja relación entre crecimiento perpedicular frente a paralelo al plano) permite, a partir de la coalescencia de estas nanoestructuras, la fabricación de pseudo-templates no polares de GaN de alta calidad. ABSTRACT The aim of this work is to gain insight into the selective area growth of InGaN nanostructures by plasma assisted molecular beam epitaxy, focusing on their potential as building blocks for next generation LEDs. Several nanocolumn-based approaches such as standard axial InGaN/GaN structures, InGaN/GaN core-shell structures, or InGaN/GaN nanostructures grown on semi- and non-polar substrates are discussed. The first section reviews the basics of the self-assembled growth of GaN nanocolumns on Si(111). Morphology differences and optical properties are compared to those of GaN layer grown directly on Si(111). The effects of the growth temperature on the In incorporation in self-assembled InGaN nanocolumns grown on Si(111) is described. The second section reviews the basic growth mechanisms of selectively grown GaNbased nanostructures on c-plane GaN/sapphire templates. By increasing the local III/V ratio morphological changes from pyramidal islands, to GaN nanocolumns with top semi-polar planes, and further to GaN nanocolumns with top polar c-planes are observed. When growing InGaN nano-disks embedded into the GaN nanocolumns, the different morphologies mentioned lead to different optical properties, due to the semipolar and polar nature of the crystal planes involved. The third section reports on the effect of the growth temperature and In/Ga ratio on the morphology and light emission characteristics of ordered InGaN nanocolumns grown on c-plane GaN/sapphire templates. Within the growth temperature range of 650 to 750oC the In incorporation can be modified either by the growth temperature, or the In/Ga ratio. Control of these factors allows the optimization of the InGaN nanocolumns light emission wavelength. In order to achieve white light emission two approaches are used. First yellow-white light emission can be obtained at room temperature from nanostructures where the InGaN region is composition-graded by using temperature gradients during growth. In a second approach the stacking of red, green and blue emitting segments was used to achieve the monolithic integration of these structures in one single InGaN nanocolumn leading to ordered broad spectrum emitters. With this approach, the spectral shape can be controlled by changing the thickness of the respective InGaN segments. Furthermore the growth of ordered arrays of InGaN/GaN nanocolumnar light emitting diodes by molecular beam epitaxy, emitting in the blue (441 nm), green (502 nm), and yellow (568 nm) spectral range is reported. The device active region, consisting of a nanocolumnar InGaN section of nominally constant composition and 250 to 500 nm length, is free of extended defects, which is in strong contrast to InGaN layers (planar) of similar composition and thickness. Electroluminescence spectra show a very small blue shift with increasing current, (almost negligible in the yellow device) and line widths slightly broader than those of state-of-the-art InGaN quantum wells. Next the selective area growth of In(Ga)N/GaN nanocolumns on Si(111) substrates is discussed. Ordered In(Ga)N/GaN nanocolumns emitting from ultraviolet (3.2 eV) to infrared (0.78 eV) were then grown on top of GaN-buffered Si substrates. The morphology and the emission efficiency of the In(Ga)N/GaN nanocolumns emitting in the green could be substantially improved by tuning the In/Ga and total III/N ratios, where an estimated internal quantum efficiency of 30 % was derived from photoluminescence data. In the next section, this work presents a study on the selective area growth mechanisms of green-emitting InGaN/GaN nanocolumns and their optical properties. InGaN/GaN nanocolumns with long InGaN sections (330-830nm) were grown on GaN/sapphire and GaN-buffered Si(111). The nanocolumn’s morphology and spatial indium distribution is found to depend on the local group (III)/N and In/Ga ratios at the nanocolumn’s top. A negligible spread of the average indium incorporation among different nanostructures is found as indicated by similar shapes of the cathodoluminescence spectra taken from single nanocolumns and ensembles of nanocolumns. For InGaN/GaN nanocolumns grown on GaN-buffered Si(111), all emitting in the green spectral range, the internal quantum efficiency increases up to 30% when decreasing growth temperature and increasing active nitrogen. This behavior is likely due to the formation of highly localized states, as indicated by the absence of a complete s-shape behavior of the PL peak position with temperature (up to room temperature) in samples with high internal quantum efficiency. On the other hand, no dependence of the internal quantum efficiency on the growth conditions is found for InGaN/GaN nanostructures grown on GaN/sapphire, where the maximum achieved efficiency is 3.7%. As alternative to axial InGaN/GaN nanostructures, section 4 reports on the growth and characterization of InGaN/GaN core-shell structures on an ordered array of top-down patterned GaN microrods etched from a GaN/sapphire template. Growth of InGaN/GaN is conformal, with axial and radial growth components leading to core-shell structures with clear hexagonal facets. The radial InGaN growth (shell) is confirmed by spatially resolved cathodoluminescence performed in a scanning electron microscopy as well as in scanning transmission electron microscopy. Furthermore the growth of InGaN core-shell micro pillars using an ordered array of GaN cores grown by metal organic vapor phase epitaxy as a template is demonstrated. Upon InGaN overgrowth core-shell structures with emission at around 3.0 eV are formed. With spatially resolved cathodoluminescence, an increasing In content towards the pillar top is found to be present in the InGaN shell, as indicated by a shift of CL peak position from 3.2 eV at the shell bottom to 3.0 eV at the shell top. This shift is related to variations of the local III/V ratio at the side facets. Further, the successful fabrication of a core-shell pin diode structure is demonstrated. Spatially resolved electroluminescence measurements performed on individual micro LEDs, confirm emission from the InGaN shell (lateral diode) at around 3.0 eV, as well as from the pillar top facet (axial diode) at around 2.3 eV. Finally, this work reports on the selective area growth of GaN, with and without InGaN insertion, on semi-polar (11-22) and non-polar (11-20) templates. Upon SAG the high defect density present in the GaN templates is strongly reduced as indicated by TEM and a dramatic improvement of the optical properties. In case of SAG on non-polar (11-22) templates the formation of nanostructures with a low aspect ratio took place allowing for the fabrication of high-quality, non-polar GaN pseudo-templates by coalescence of the nanostructures.

MOVPE growth of III-V semiconductors on silicon for third generation solar cells

Esta Tesis trata sobre el desarrollo y crecimiento -mediante tecnología MOVPE (del inglés: MetalOrganic Vapor Phase Epitaxy)- de células solares híbridas de semiconductores III-V sobre substratos de silicio. Esta integración pretende ofrecer una alternativa a las células actuales de III-V, que, si bien ostentan el récord de eficiencia en dispositivos fotovoltaicos, su coste es, a día de hoy, demasiado elevado para ser económicamente competitivo frente a las células convencionales de silicio. De este modo, este proyecto trata de conjugar el potencial de alta eficiencia ya demostrado por los semiconductores III-V en arquitecturas de células fotovoltaicas multiunión con el bajo coste, la disponibilidad y la abundancia del silicio. La integración de semiconductores III-V sobre substratos de silicio puede afrontarse a través de diferentes aproximaciones. En esta Tesis se ha optado por el desarrollo de células solares metamórficas de doble unión de GaAsP/Si. Mediante esta técnica, la transición entre los parámetros de red de ambos materiales se consigue por medio de la formación de defectos cristalográficos (mayoritariamente dislocaciones). La idea es confinar estos defectos durante el crecimiento de sucesivas capas graduales en composición para que la superficie final tenga, por un lado, una buena calidad estructural, y por otro, un parámetro de red adecuado. Numerosos grupos de investigación han dirigido sus esfuerzos en los últimos años en desarrollar una estructura similar a la que aquí proponemos. La mayoría de éstos se han centrado en entender los retos asociados al crecimiento de materiales III-V, con el fin de conseguir un material de alta calidad cristalográfica. Sin embargo, prácticamente ninguno de estos grupos ha prestado especial atención al desarrollo y optimización de la célula inferior de silicio, cuyo papel va a ser de gran relevancia en el funcionamiento de la célula completa. De esta forma, y con el fin de completar el trabajo hecho hasta el momento en el desarrollo de células de III-V sobre silicio, la presente Tesis se centra, fundamentalmente, en el diseño y optimización de la célula inferior de silicio, para extraer su máximo potencial. Este trabajo se ha estructurado en seis capítulos, ordenados de acuerdo al desarrollo natural de la célula inferior. Tras un capítulo de introducción al crecimiento de semiconductores III-V sobre Si, en el que se describen las diferentes alternativas para su integración; nos ocupamos de la parte experimental, comenzando con una extensa descripción y caracterización de los substratos de silicio. De este modo, en el Capítulo 2 se analizan con exhaustividad los diferentes tratamientos (tanto químicos como térmicos) que deben seguir éstos para garantizar una superficie óptima sobre la que crecer epitaxialmente el resto de la estructura. Ya centrados en el diseño de la célula inferior, el Capítulo 3 aborda la formación de la unión p-n. En primer lugar se analiza qué configuración de emisor (en términos de dopaje y espesor) es la más adecuada para sacar el máximo rendimiento de la célula inferior. En este primer estudio se compara entre las diferentes alternativas existentes para la creación del emisor, evaluando las ventajas e inconvenientes que cada aproximación ofrece frente al resto. Tras ello, se presenta un modelo teórico capaz de simular el proceso de difusión de fosforo en silicio en un entorno MOVPE por medio del software Silvaco. Mediante este modelo teórico podemos determinar qué condiciones experimentales son necesarias para conseguir un emisor con el diseño seleccionado. Finalmente, estos modelos serán validados y constatados experimentalmente mediante la caracterización por técnicas analíticas (i.e. ECV o SIMS) de uniones p-n con emisores difundidos. Uno de los principales problemas asociados a la formación del emisor por difusión de fósforo, es la degradación superficial del substrato como consecuencia de su exposición a grandes concentraciones de fosfina (fuente de fósforo). En efecto, la rugosidad del silicio debe ser minuciosamente controlada, puesto que éste servirá de base para el posterior crecimiento epitaxial y por tanto debe presentar una superficie prístina para evitar una degradación morfológica y cristalográfica de las capas superiores. En este sentido, el Capítulo 4 incluye un análisis exhaustivo sobre la degradación morfológica de los substratos de silicio durante la formación del emisor. Además, se proponen diferentes alternativas para la recuperación de la superficie con el fin de conseguir rugosidades sub-nanométricas, que no comprometan la calidad del crecimiento epitaxial. Finalmente, a través de desarrollos teóricos, se establecerá una correlación entre la degradación morfológica (observada experimentalmente) con el perfil de difusión del fósforo en el silicio y por tanto, con las características del emisor. Una vez concluida la formación de la unión p-n propiamente dicha, se abordan los problemas relacionados con el crecimiento de la capa de nucleación de GaP. Por un lado, esta capa será la encargada de pasivar la subcélula de silicio, por lo que su crecimiento debe ser regular y homogéneo para que la superficie de silicio quede totalmente pasivada, de tal forma que la velocidad de recombinación superficial en la interfaz GaP/Si sea mínima. Por otro lado, su crecimiento debe ser tal que minimice la aparición de los defectos típicos de una heteroepitaxia de una capa polar sobre un substrato no polar -denominados dominios de antifase-. En el Capítulo 5 se exploran diferentes rutinas de nucleación, dentro del gran abanico de posibilidades existentes, para conseguir una capa de GaP con una buena calidad morfológica y estructural, que será analizada mediante diversas técnicas de caracterización microscópicas. La última parte de esta Tesis está dedicada al estudio de las propiedades fotovoltaicas de la célula inferior. En ella se analiza la evolución de los tiempos de vida de portadores minoritarios de la base durante dos etapas claves en el desarrollo de la estructura Ill-V/Si: la formación de la célula inferior y el crecimiento de las capas III-V. Este estudio se ha llevado a cabo en colaboración con la Universidad de Ohio, que cuentan con una gran experiencia en el crecimiento de materiales III-V sobre silicio. Esta tesis concluye destacando las conclusiones globales del trabajo realizado y proponiendo diversas líneas de trabajo a emprender en el futuro. ABSTRACT This thesis pursues the development and growth of hybrid solar cells -through Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (MOVPE)- formed by III-V semiconductors on silicon substrates. This integration aims to provide an alternative to current III-V cells, which, despite hold the efficiency record for photovoltaic devices, their cost is, today, too high to be economically competitive to conventional silicon cells. Accordingly, the target of this project is to link the already demonstrated efficiency potential of III-V semiconductor multijunction solar cell architectures with the low cost and unconstrained availability of silicon substrates. Within the existing alternatives for the integration of III-V semiconductors on silicon substrates, this thesis is based on the metamorphic approach for the development of GaAsP/Si dual-junction solar cells. In this approach, the accommodation of the lattice mismatch is handle through the appearance of crystallographic defects (namely dislocations), which will be confined through the incorporation of a graded buffer layer. The resulting surface will have, on the one hand a good structural quality; and on the other hand the desired lattice parameter. Different research groups have been working in the last years in a structure similar to the one here described, being most of their efforts directed towards the optimization of the heteroepitaxial growth of III-V compounds on Si, with the primary goal of minimizing the appearance of crystal defects. However, none of these groups has paid much attention to the development and optimization of the bottom silicon cell, which, indeed, will play an important role on the overall solar cell performance. In this respect, the idea of this thesis is to complete the work done so far in this field by focusing on the design and optimization of the bottom silicon cell, to harness its efficiency. This work is divided into six chapters, organized according to the natural progress of the bottom cell development. After a brief introduction to the growth of III-V semiconductors on Si substrates, pointing out the different alternatives for their integration; we move to the experimental part, which is initiated by an extensive description and characterization of silicon substrates -the base of the III-V structure-. In this chapter, a comprehensive analysis of the different treatments (chemical and thermal) required for preparing silicon surfaces for subsequent epitaxial growth is presented. Next step on the development of the bottom cell is the formation of the p-n junction itself, which is faced in Chapter 3. Firstly, the optimization of the emitter configuration (in terms of doping and thickness) is handling by analytic models. This study includes a comparison between the different alternatives for the emitter formation, evaluating the advantages and disadvantages of each approach. After the theoretical design of the emitter, it is defined (through the modeling of the P-in-Si diffusion process) a practical parameter space for the experimental implementation of this emitter configuration. The characterization of these emitters through different analytical tools (i.e. ECV or SIMS) will validate and provide experimental support for the theoretical models. A side effect of the formation of the emitter by P diffusion is the roughening of the Si surface. Accordingly, once the p-n junction is formed, it is necessary to ensure that the Si surface is smooth enough and clean for subsequent phases. Indeed, the roughness of the Si must be carefully controlled since it will be the basis for the epitaxial growth. Accordingly, after quantifying (experimentally and by theoretical models) the impact of the phosphorus on the silicon surface morphology, different alternatives for the recovery of the surface are proposed in order to achieve a sub-nanometer roughness which does not endanger the quality of the incoming III-V layers. Moving a step further in the development of the Ill-V/Si structure implies to address the challenges associated to the GaP on Si nucleation. On the one hand, this layer will provide surface passivation to the emitter. In this sense, the growth of the III-V layer must be homogeneous and continuous so the Si emitter gets fully passivated, providing a minimal surface recombination velocity at the interface. On the other hand, the growth should be such that the appearance of typical defects related to the growth of a polar layer on a non-polar substrate is minimized. Chapter 5 includes an exhaustive study of the GaP on Si nucleation process, exploring different nucleation routines for achieving a high morphological and structural quality, which will be characterized by means of different microscopy techniques. Finally, an extensive study of the photovoltaic properties of the bottom cell and its evolution during key phases in the fabrication of a MOCVD-grown III-V-on-Si epitaxial structure (i.e. the formation of the bottom cell; and the growth of III-V layers) will be presented in the last part of this thesis. This study was conducted in collaboration with The Ohio State University, who has extensive experience in the growth of III-V materials on silicon. This thesis concludes by highlighting the overall conclusions of the presented work and proposing different lines of work to be undertaken in the future.

DE UMA CRISE A OUTRA, DE UM DARWINISMO A OUTRO: A IMPLANTAÇÃO DA PROGRESSÃO CONTINUADA NO ESTADO DE SÃO PAULO

O presente trabalho investiga a implantação do regime de progressão continuada nas escolas públicas do estado de São Paulo em 1998, de modo que tem como eixo de pesquisa e reflexões a política pública progressão continuada e seu processo de implantação e implementação. Houve o uso de duas linhas de pesquisa: pesquisa bibliográfica e pesquisa e análise do discurso oficial, não somente aquele que implanta o regime citado, mas também a gradação das leis e suas características. O suporte central de pesquisa apoia-se em duas consagradas obras: “A estrutura das revoluções científicas” e “A origem das espécies”, de Thomas Kuhn e Charles Darwin, respectivamente. As obras citadas farão jus ao título desse trabalho, a qual utiliza das discussões propostas por Kuhn sobre ‘crise’, tendo esta como uma das linhas mestras para analisar os períodos pré e pós implantação do regime combinado ao darwinismo, que aqui se denomina darwinismo pedagógico. Para estabelecer uma conexão entre o objeto central de pesquisa e as obras acima citadas, houve a necessidade de pesquisar e discutir temáticas diretamente relacionadas, como ‘um rio e seus afluentes’. Os ‘afluentes’ pesquisados e discutidos foram: pedagogia e ciência, regime de seriação, darwinismo, metáfora, políticas públicas, gradação das leis, identidade, resistência e desistência. Os ‘afluentes’ não ficaram restritos a pesquisa bibliográfica, houve a necessidade de também no discurso oficial realizar esta linha metodológica. A pesquisa revelou que a partir das contribuições de Kuhn, a implantação do regime de progressão continuada nas escolas públicas do estado de São Paulo apenas fez com que a educação no estado saísse de uma crise e entrasse em outra. Além disso, revelou também que o darwinismo pedagógico que imperava no regime de seriação, muda de face no regime de progressão continuada, porém continua ativo, agora afetando diretamente os docentes, que resistem ativamente ou em oposição, ou desistem, seja de forma anunciada ou velada.

AS INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS E OS INTERMEDIÁRIOS DA PRODUÇÃO E DO ACESSO À INFORMAÇÃO JORNALÍSTICA

O jornalismo é um dos principais meios de oferta de temas para a discussão e formação da opinião pública, porém depende de um sistema técnico para ser transmitido. Durante mais de cem anos as informações produzidas pela imprensa foram emitidas, armazenadas, transmitidas e recebidas pelos chamados veículos de comunicação de massa que utilizam a rede centralizada cujas características estão na escassez material, produção em série e massificação. Esse sistema separa no tempo e no espaço emissores e receptores criando uma relação desigual de força em que as grandes empresas controlaram o fluxo informativo, definindo quais fatos seriam veiculados como notícia. Em 1995, a internet cuja informação circula sob a tecnologia da rede distribuída, foi apropriada pela sociedade, alterando a forma de produção, armazenamento e transmissão de informação. A tecnologia despertou a esperança de que esta ferramenta poderia proporcionar uma comunicação mais dialógica e democrática. Mas aos poucos pode-se perceber novas empresas se apropriando da tecnologia da rede distribuída sob a qual circula a internet, gerando um novo controle do fluxo informativo. Realizou-se nessa pesquisa um levantamento bibliográfico para estabelecer uma reflexão crítica dos diferentes intermediários entre fato e a notícia tanto da rede centralizada como na rede distribuída, objetivando despertar uma discussão que possa oferecer novas ideias para políticas, bem como alternativas para uma comunicação mais democrática e mais libertária.

República Federativa Evangélica: uma análise de gênero sobre a laicidade no Brasil a partir da atuação dos/as parlamentares evangélicos/as no Congresso Nacional no exercício da 54ª Legislatura São Bernardo do Campo

Essa pesquisa objetiva a análise da relação entre religião e política, em perspectiva de gênero considerando a atuação de parlamentares evangélicos/as na 54ª Legislatura (de 2011 a 2014) e a forma de intervenção desses atores no espaço político brasileiro quanto à promulgação de leis e ao desenvolvimento de políticas públicas que contemplem, dentre outras, a regulamentação do aborto, a criminalização da homofobia, a união estável entre pessoas do mesmo sexo e os desafios oriundos dessa posição para o Estado Brasileiro que se posiciona como laico. Ora, se laico remete à ideia de neutralidade estatal em matéria religiosa, legislar legitimado por determinados princípios fundamentados em doutrinas religiosas, pode sugerir a supressão da liberdade e da igualdade, o não reconhecimento da diversidade e da pluralidade e a ausência de limites entre os interesses públicos / coletivos e privados / particulares. Os procedimentos metodológicos para o desenvolvimento dessa pesquisa fundamentam-se na análise e interpretação bibliográfica visando estabelecer a relação entre religião e política, a conceituação, qualificação e tipificação do fenômeno da laicidade; levantamento documental; análise dos discursos de parlamentares evangélicos/as divulgados pela mídia, proferidos no plenário e adotados para embasar projetos de leis; pesquisa qualitativa com a realização de entrevistas e observações das posturas públicas adotadas pelos/as parlamentares integrantes da Frente Parlamentar Evangélica - FPE. Porquanto, os postulados das Ciências da Religião devidamente correlacionados com a interpretação do conjunto de dados obtidos no campo de pesquisa podem identificar o lugar do religioso na sociedade de forma interativa com as interfaces da laicidade visando aprofundar a compreensão sobre a democracia, sobre o lugar da religião nas sociedades contemporâneas e sobre os direitos difusos, coletivos e individuais das pessoas.

O PSC E A NOÇÃO DE “FAMÍLIA TRADICIONAL” COMO IDENTIDADE PARTIDÁRIA E RELIGIOSA: ANÁLISE DO PROCESSO ELEITORAL DE 2014

A presente dissertação analisa como o Partido Social Cristão (PSC), ao longo do tempo, se apropriou da identidade religiosa de seus atores políticos que na sua maioria são membros da Frente Parlamentar Evangélica, os quais defendem no espaço público a “família tradicional”, em detrimento da pluralidade de arranjos familiares na contemporaneidade. Para explicitar o objeto - “família tradicional” e PSC -, foi necessário retroceder no tempo e investigar na historiografia os primórdios da inserção dos evangélicos na política brasileira. Em vista disso, analisamos a participação dos evangélicos nos respectivos períodos do Brasil: Colônia, Império e República. A dificuldade da entrada de evangélicos na política partidária, dentre outros fatores, se deve àinfluência do catolicismo no Estado. Assim sendo, averiguamos em todas as Constituições (1824, 1891, 1934, 1937, 1946, 1967, 1969 e 1988) o que a mesma diz no que tange a proibição e a liberdade religiosa no país. Logo, verificamos entre as Eras Vargas e República Populista, que ocorreu com intensidade a transição do apoliticismo para o politicismo entre os evangélicos brasileiros, porém, eles não recebiam o apoio formal de suas igrejas. Em seguida, a participação dos evangélicos na arena política durante a ditadura militar foi investigada com destaque para o posicionamento de vanguarda da IECLB, através do Manifesto de Curitiba e, também com a presença de parlamentares evangélicos no Congresso Nacional. A politização pentecostal é ressaltada em nosso trabalho, através do pioneirismo de Manoel de Mello e, depois na Redemocratização quando as instituições evangélicas se organizaram para eleger seus candidatos à Assembleia Nacional Constituinte. E, com o fim do regime militar, o PSC surge como partido “nanico”, contudo, deixa o anonimato e ganha visibilidade midiática quando o pastor e deputado, Marco Feliciano, assume a presidência da Comissão de Direitos Humanos e Minorias, em 2013. Esse é o pano de fundo histórico que projetou o PSC e seus atores no pleito de 2014 com o mote “família tradicional”.

SONIA REGINA PRADO

A dissertação teve como objetivo principal estudar como uma Instituição de Ensino Superior Privada (IES) atuante no Brasil tem crescido pós Lei de Diretrizes e Bases (LDB) de 1996 até 2015, por meio da análise do curso de bacharelado em Administração de Empresas, nas modalidades: presencial, EAD e Flex (semipresencial). Para este fim, foi realizada uma pesquisa exploratória, de caráter qualitativo baseada no método do estudo de caso. Para coleta de evidências foram analisados relatórios corporativos (Annual Report, Relatórios Internos e outros documentos), entrevistas baseadas em roteiro semiestruturado com gestores da IES privada e observações. Dentre os principais achados, verificou-se que as principais estratégicas de crescimento da IES privada estudada se basearam em fusões e aquisições de outras IES, abertura de novos polos de EAD, na abertura de novas unidades próprias, bem como em inovações em várias dimensões da organização. Os programas governamentais de financiamento aos alunos também são fortes contribuintes para este crescimento, como o Fundo de Financiamento ao Estudante do Ensino Superior (FIES) e o Programa Universidade para Todos (Prouni). Com essa nova realidade, o ensino superior privado recebeu incentivo e facilitação para o seu crescimento, a um ritmo acelerado. Consequentemente pode-se concluir que a IES privada estudada adotou as seguintes estratégias de crescimento: Expansão orgânica com fusões/ aquisições de Instituições menores, com desenvolvimento de planos para todos os campi Brasil; Greenfield (por meio de solicitação de autorização de novas unidades e/ou cursos) em cidades sem possibilidades de aquisições/fusões, e aumentando o número de vagas/ matriculas nas unidades já existentes, aderiu aos programas do governo e também cuidou da evasão por meio de: Seguro educacional; gestão preparada para atender necessidades do discente; Sistema de Ensino com currículos integrados nacionalmente; Intercâmbio de alunos e professores entre as diversas unidades em todas as regiões do país e padronização dos processos.

Isolation of a myoglobin molten globule by selective cobalt(III)-induced unfolding

Reaction of the Schiff-base complex [Co(acetylacetonate-ethylenediimine)(NH3)2]+ with metmyoglobin at pH 6.5 yields a partially folded protein containing six Co(III) complexes. Although half of its α-helical secondary structure is retained, absorption and CD spectra indicate that the tertiary structure in both B-F and AGH domains is disrupted in the partially folded protein. In analogy to proton-induced unfolding, it is likely that the loss of tertiary structure is triggered by metal-ion binding to histidines. Cobalt(III)-induced unfolding of myoglobin is unique in its selectivity (other proteins are unaffected) and in allowing the isolation of the partially folded macromolecule (the protein does not refold or aggregate upon removal of free denaturant).

A strategy for organ allografts without using immunosuppressants or irradiation

A strategy to achieve regular and long lasting organ and tissue allografts without using immunosuppressants and/or irradiation has been established for mice. One hundred percent of skin allografts can be induced to survive >350 days after transplantation if spleen cells from the same donors are first injected into the portal vein of the recipients. The mechanisms underlying this long-term tolerance induction can be described as follows: (i) donor T cells from the spleen of the donor facilitate the acceptance of the allogeneic engraftment, (ii) donor-specific anergy is induced in the cytotoxic T-lymphocytes of the recipients, (iii) T helper type 2 cells become the dominant T cells in the recipients that are accepting the skin transplants, and (iv) a lasting chimerism (microchimerism) is established in these recipients. This strategy, perhaps with minor modifications, might permit one also to overcome major barriers to organ allografting in humans. If this were the case, it could represent production of long lasting immunologic tolerance without need for irradiation or cytotoxic chemo-preparative regimen and as such could greatly facilitate allotransplantation free of episodes of chronic or acute rejection or toxic and damaging preparatory regimens.

CD68+ cells of monocyte/macrophage lineage in the environment of AIDS-associated and classic-sporadic Kaposi sarcoma are singly or doubly infected with human herpesviruses 7 and 6B

Earlier studies have shown that Kaposi sarcomas contain cells infected with human herpesvirus (HHV) 6B, and in current studies we report that both AIDS-associated and classic-sporadic Kaposi sarcoma contain HHV-7 genome sequences detectable by PCR. To determine the distribution of HHV-7-infected cells relative to those infected with HHV-6, sections from paraffin-embedded tissues were allowed to react with antibodies to HHV-7 virion tegument phosphoprotein pp85 and to HHV-6B protein p101. The antibodies are specific for HHV-7 and HHV-6B, respectively, and they retained reactivity for antigens contained in formalin-fixed, paraffin-embedded tissue samples. We report that (i) HHV-7 pp85 was present in 9 of 32 AIDS-associated Kaposi sarcomas, and in 1 of 7 classical-sporadic HIV-negative Kaposi sarcomas; (ii) HHV-7 pp85 was detected primarily in cells bearing the CD68 marker characteristic of the monocyte/macrophage lineage present in or surrounding the Kaposi sarcoma lesions; and (iii) in a number of Kaposi sarcoma specimens, tumor-associated CD68+ monocytes/macrophages expressed simultaneously antigens from both HHV-7 and HHV-6B, and therefore appeared to be doubly infected with the two viruses. CD68+ monocytes/macrophages infected with HHV-7 were readily detectable in Kaposi sarcoma, but virtually absent from other normal or pathological tissues that harbor macrophages. Because all of the available data indicate that HHV-7 infects CD4+ T lymphocytes, these results suggest that the environment of the Kaposi sarcoma (i) attracts circulating peripheral lymphocytes and monocytes, triggers the replication of latent viruses, and thereby increases the local concentration of viruses, (ii) renders CD68+ monocytes/macrophages susceptible to infection with HHV-7, and (iii) the combination of both events enables double infections of cells with both HHV-6B and HHV-7.

Targeted deletion of alkylpurine-DNA-N-glycosylase in mice eliminates repair of 1,N6-ethenoadenine and hypoxanthine but not of 3,N4-ethenocytosine or 8-oxoguanine

It has previously been reported that 1,N6-ethenoadenine (ɛA), deaminated adenine (hypoxanthine, Hx), and 7,8-dihydro-8-oxoguanine (8-oxoG), but not 3,N4-ethenocytosine (ɛC), are released from DNA in vitro by the DNA repair enzyme alkylpurine-DNA-N-glycosylase (APNG). To assess the potential contribution of APNG to the repair of each of these mutagenic lesions in vivo, we have used cell-free extracts of tissues from APNG-null mutant mice and wild-type controls. The ability of these extracts to cleave defined oligomers containing a single modified base was determined. The results showed that both testes and liver cells of these knockout mice completely lacked activity toward oligonucleotides containing ɛA and Hx, but retained wild-type levels of activity for ɛC and 8-oxoG. These findings indicate that (i) the previously identified ɛA-DNA glycosylase and Hx-DNA glycosylase activities are functions of APNG; (ii) the two structurally closely related mutagenic adducts ɛA and ɛC are repaired by separate gene products; and (iii) APNG does not contribute detectably to the repair of 8-oxoG.