Optimising initial population density, growth time and nitrogen nutrition for assessing resistance of wheat cultivars to root-lesion nematode (Pratylenchus thornei)

Pratylenchus thornei is a major pathogen of wheat in Australia. Two glasshouse experiments with four wheat cultivars that had different final populations (Pf) of P. thornei in the field were used to optimise conditions for assessing resistance. With different initial populations (Pi) ranging up to 5250 P. thornei/kg soil, Pf of P. thornei increased to 16 weeks after sowing, and then decreased at 20 weeks in some cultivar x Pi combinations. The population dynamics of P. thornei up to 16 weeks were best described by a modified exponential equation P f (t) = aP i e kt where P f (t) is the final population density at time t, P i is the initial population density, a is the proportion of P i that initiates population development, and k is the intrinsic rate of increase of the population. The cultivar GS50a had very low k values at Pi of 5250 and 1050 indicating its resistance, Suneca and Potam had high k values indicating susceptibility, whereas intolerant Gatcher had a low value at the higher Pi and a high value at the lower Pi. Nitrate fertiliser increased plant growth and Pf values of susceptible cultivars, but in unplanted soil it decreased Pf. Nematicide (aldicarb 5 mg/kg soil) killed P. thornei more effectively in planted than in unplanted soil and increased plant growth particularly in the presence of N fertiliser. In both experiments, the wheat cultivars Suneca and Potam were more susceptible than the cultivar GS50a reflecting field results. The method chosen to discriminate wheat cultivars was to assess Pf after growth for 16 weeks in soil with Pi ~1050–5250 P. thornei/kg soil and fertilised with 200 mg NO3–N/kg soil.

Effects of Zr and Ti doping on the dielectric response of CeO2: A comparative first-principles study

Zr doping in ceria (CeO2) results in enhanced static dielectric response compared to pure ceria. On the other hand, Ti doping in ceria keeps its dielectric constant unchanged. We use first-principles density functional theory calculations based on pseudopotentials and a plane wave basis to determine electronic properties and dielectric response of Zr/Ti-doped and oxygen-vacancy-introduced ceria. Softening of phonon modes is responsible for the enhancement in dielectric response of Zr-doped ceria compared to that of pure ceria. The ceria-zirconia mixed oxides should have potential use as high-k materials in the semiconductor industry. (c) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Multiscaling in Hall-Magnetohydrodynamic Turbulence: Insights from a Shell Model

We show that a shell-model version of the three-dimensional Hall-magnetohydrodynamic (3D Hall-MHD) equations provides a natural theoretical model for investigating the multiscaling behaviors of velocity and magnetic structure functions. We carry out extensive numerical studies of this shell model, obtain the scaling exponents for its structure functions, in both the low-k and high-k power-law ranges of three-dimensional Hall-magnetohydrodynamic, and find that the extended-self-similarity procedure is helpful in extracting the multiscaling nature of structure functions in the high-k regime, which otherwise appears to display simple scaling. Our results shed light on intriguing solar-wind measurements.

Robust dielectric properties of B-site size-disordered hexagonal Ln(2)CuTiO(6) (Ln = Y, Dy, Ho, Er, and Yb)

Hexagonal Ln(2)CuTiO(6) (Ln = Y, Dy, Ho, Er, and Yb) exhibits a rare combination of interesting dielectric properties, in the form of relatively large dielectric constants (epsilon' > 30), low losses, and extremely small temperature and frequency dependencies, over large ranges of temperature and frequency Choudhury et al., Appl. Phys. Lett. 96, 162903 (2010) and Choudhury et al., Phys. Rev. B 82, 134203 (2010)], making these compounds promising as high-k dielectric materials. The authors present a brief review of the existing literature on this interesting class of oxides, complimenting it with spectroscopic data in conjunction with first-principles calculation results, revealing a novel mechanism underlying these robust dielectric properties. These show that the large size differences in Cu2+ and Ti4+ at the B-site, aided by an inherent random distribution of CuO5 and TiO5 polyhedral units, frustrates the ferroelectric instability, inherent to the noncentrosymmetric P6(3) cm space group of this system, and gives rise to the observed relatively large dielectric constant values. Additionally, the phononic contributions to the dielectric constant are dominated primarily by mid-frequency (>100 cm(-1)) polar modes, involving mainly Ti4+ 3d(0) ions. In contrast, the soft polar phonon modes with frequencies typically less than 100 cm(-1), usually responsible for dielectric properties of materials, are found to be associated with non-d(0) Cu2+ ions and to contribute very little, giving rise to the remarkable temperature stability of dielectric properties of these compounds. (C) 2014 American Vacuum Society.

Growth stress induced tunability of dielectric permittivity in thin films

Stress is inevitable during thin film growth. It is demonstrated here that the growth stress has a significant effect on the dielectric constant of high-k thin films. ZrO2 thin films were deposited on Ge by reactive direct current sputtering. Stress in these films was measured using in-situ curvature measurement tool. The growth stress was tuned from -2.8 to 0.1 GPa by controlling deposition rate. Dielectric permittivity of ZrO2 depends on temperature, phase, and stress. The correct combination of parameters-phase, texture, and stress-is shown to yield films with an equivalent oxide thickness of 8 angstrom. Growth stresses are shown to affect the dielectric constant both directly by affecting lattice parameter and indirectly through the effect on phase stability of ZrO2. (c) 2016 AIP Publishing LLC.

Evolução geológica do Complexo Quirino, Terreno Paraíba do Sul, Setor Central da Faixa Ribeira, com base em dados isotópicos de Sm-Nd e Sr

A área estudada está inserida na Faixa Ribeira, Segmento Central da Província Mantiqueira (Almeida et al., 1973, 1977, 1981), que representa um cinturão de dobramentos e empurrões gerado no Neo-proterozóico/Cambriano, durante a Orogênese Brasiliana, na borda sul/sudeste do Cráton do São Francisco (Almeida, 1971, 1977; Cordani et al., 1967, 1973; Cordani & Brito Neves, 1982; Teixeira & Figueiredo, 1991). Neste contexto, o Complexo Quirino é o embasamento retrabalhado do Terreno Paraíba do Sul (Heilbron et al., 2004). O Complexo Quirino é formado por extensos corpos de ortognaisses foliados a homogêneos, leuco a mesocráticos, de granulometria média à grossa, composicionalmente variando entre granitóides tonalíticos/granodioríticos a graníticos, e apresentando enclaves de rochas ultramáficas, máficas e cálcio-silicáticas (ricas em tremolita). Os ortognaisses tonalíticos/granodioríticos apresentam porfiroblastos de plagioclásio e a hornblenda como máfico principal, contrastando com os de composição granítica que apresentam porfiroblastos de K-feldspato e biotita predominante. Como acessórios aparecem zircão, titanita, apatita e epidoto. Também estão associados a estes ortognaisses, granitóides neoproterozóicos que formam corpos individualizados ou lentes anatéticas no conjunto paleoproterozóico. Estes são compostos predominantemente por biotita gnaisse e hornblenda-biotita gnaisse. A análise litogeoquímicas dos ortognaisses do Complexo Quirino demonstrou a existência de duas séries magmáticas distintas. A primeira pertencente à série cálcio-alcalina de alto-K apresenta uma composição mais expandida granítica-adamelítica/granodioritica/tonalítica e é correlacionável aos bt-ortognaisses e alguns hb-bt-ortognaisses. Os ortognaisses da série médio-K apresentam composição predominantemente tonalítica, sendo correlacionáveis à maioria dos hornblenda-biotita gnaisses. Enclaves lenticulares de metapiroxeníticos e anfibolíticos ocorrem em muitos afloramentos. Também ocorrem granitóides neoproterozóicos de composição graníticas a quartzo-monzoníticas O estudo isotópico de Sm-Nd e Sr demonstrou que os ortognaisses da série cálcio-alcalina de alto-K e aqueles da série cálcio-alcalina de médio-K possuem idades modelo TDM variando entre paleoproterozóicas a arqueanas, consistentes com dados U-Pb em zircão publicados na literatura. A série cálcio-alcalina de alto-K é mais antiga (2308 9,2 Ma a 2185 8 Ma) do que a série calcio-alcalina de médio-K (2169 3 a 2136 14 Ma) e a existência de zircões herdados com idades mínimas de 2846 Ma e 2981 Ma para série de médio-K e 3388 16 para série de alto-K. Os granitóides brasilianos possuem idades de cristalização neoproterozóica correlacionada a Orogênese Brasiliana (602 a 627 Ma) (Viana, 2008; Valladares et al., 2002)./Com base nos dados de Sr e Sm-Nd foi possível caracterizar 4 grupos distintos. Os grupos 1 e 2 são formados por rochas de idade paleoproterozóica (2,1 a 2,3 Ga) com idades modelo TDM variando de 2,9 e 3,4 Ga, εNd entre -8,1 e -5,8 e 87Sr/86Sr(t) = 0,694707 (Grupo 1) e TDM variando de 2,5 a 2,7 Ga, εNd entre -5,8 e -3,1 e 87Sr/86Sr(t) = 0,680824 (Grupo 2), formados no paleoproterozóico com contribuição de uma crosta arqueana. O grupo 3 é formado por rochas juvenis de idade paleoproterozóica, com idades de cristalização variando entre 2,0 e 2,2 Ga e com idades modelo TDM variando de 2,1 a 2,2 Ga e εNd entre + 1,5 e + 1,2. O grupo 4 é formado durante o neoproterozóico (645 Ma) por rochas possivelmente de idade paleoproterozóico com idades modelo TDM igual a 1,7 Ga e εNd igual a -8,3.

Comparação entre o Complexo Juiz de fora e a Unidade Granulítica Ponte de Zinco: geocronologia U-Pb em zircão (LA-ICPMS), geoquímica isotópica e composição das fontes geradoras

A comparação entre o Complexo Juiz de Fora e a Unidade Granulítica Ponte de Zinco (Mangaratiba - RJ) revelou que existem diferenças significativas entre essas unidades. Na Unidade Granulítica Ponte de Zinco, são encontrados ortogranulitos de composição granítica e granodiorítica, que representam o embasamento da Unidade, denominada aqui de Ortogranulitos Ribeirão das Lajes. Dois outros litotipos ortoderivados também foram encontrados: (i) um ortognaisse com granada (MAN-JEF-03a), sendo que a granada ocorre de forma subordinada; (ii) ortognaisse leucocrático (MAN-JEF-04), com características miloníticas. Além dessas, rochas metassedimentares também afloram na Unidade Granulítica Ponte de Zinco. Foi interpretado que um ortogranulito (MAN-JEF-01a) de alto-K, com composição monzogranítica, cristalizou em ca. 2653 37 Ma (U-Pb em zircão por LA-ICPMS), afetado por um evento no Neoproterozóico, que gerou os minerais máficos hidratados, observados na análise petrográfica e como mostram as borda de sobrecrescimento em zircão. Sua idade modelo de Nd de 2,7 Ga e seu εNd positivo de +2,1, apontam para uma gênese mantélica, tendo assimilado rochas crustais, pois são encontrados grãos de zircão herdados de aproximadamente 2996 17 Ma e 3343 3.8 Ma. Os dados de litogeoquímica e sua razão 87Sr/86 Sr(t) (0,70529), são compatíveis com uma geração em um arco continental. O ortognaisses com granada do ponto MAN-JEF-03 possui composição granodiorítica. A idade de cristalização interpretada pela análise geocronológica U-Pb em zircão (LA-ICPMS), foi ca. 2117 15 Ma. Esse litotipo foi metamorfizado no Neoproterozóico, sendo a idade obtida pelo intercepto inferior de 631 40 Ma. Seus dados isotópicos apontam para uma rocha juvenil gerada a partir do manto (TDM ≈ de 2,1 Ga e εNd = +3,4). Sua alta razão 87Sr/86 Sr(t) (0,710 ) juntamente com os grãos de zircão herdados (2,6 Ga) e a presença de enclaves, indicam assimilação de rochas crustais. O ortognaisse leucocrático (MAN-JEF-04) classificado como alto-K, possui composição monzogranítica, idade 2132 9,4 Ma U-Pb em zircão (LA-ICPMS). Um único grão relíquiar de ortopiroxênio encontrado em lâmina, , indica que a rocha já foi submetida a metamorfismo de fácies granulito, porém esse evento não deixou registro nos grãos analisados. O retrometamorfismo pode ter ocorrido em dois momentos, 647 11 Ma e 595 38 Ma, calculados através da concordia age, em sobrecrescimentos homogêneos e, pelo intercepto inferior, respectivamente. Sua baixa razão 87Sr/86 Sr(t) (≈ 0,703) associada com εNd positivo (+2,3) e sua idade modelo de aproximadamente 2,1 Ga, revelam que a rocha foi formada por um material mantélico juvenil. Já as análises geocronológicas em U-Pb em zircão (LA-ICPMS) na região de Juiz de Fora (MG), revelaram a existência de dois litotipos Arqueanos: um ortogranulito granodiorítico (MB-JEF-01b), de baixo-K com idade de 2849 11 Ma e com herança de 2975 10 Ma. Seu εNd positivo (+5,9) aponta para uma gênese a partir do manto depletado, já sua alta razão 87Sr/86Sr(t) (≈0,709) indica contaminação de Rb de fontes externas, talvez causada pela assimilação da crosta, como revelam os zircões herdados e/ou fluidos retrometamorficos. Outro litotipo é uma rocha gabróica do tipo E-MORB, cuja idade foi calculada em 2691 14 Ma, com retrometamorfismo ocorrido no intervalo de 604 67 Ma, obtida pelo intercepto inferior. Seu εNd igual a +3,4 e sua razão 87Sr/86 Sr(t) (≈0,701) mostram extração a partir do manto depletado. Novos dados isotópicos do CJF na região de Três Rios (RJ) e Juiz de Fora (MG), sugerem que os ortogranulitos calcioalcalinos podem representar grupos distintos. Rochas com εNd positivos são consequentemente associadas ao manto depletado, porém rochas com εNd negativos devem ter sido geradas por fusão crustal, que podem ser fusão de crosta inferior, devido a razão 87Sr/86 Sr(t) (0,70514) encontrada no amostra MB-JEF-02a (ortogranulito de alto-K) ou tendo a crosta contribuição nas gênese dessas rochas. Os ortogranulitos básicos possuem εNd positivos com baixas razões 87Sr/86 Sr(t) , o que indica extração a partir do manto depletado, porém sua razões La/YbN e La/NbN maiores que 1, revelam alguma contribuição de uma fonte enriquecida, assim também mostram suas razões Pb/Pb, que são maiores do que as razões calculadas para evolução de Pb na Terra. Essas interpretações ainda podem ser estendidas para um ortoanfibolito da série alcalina, encontrado na região de Três Rios (RJ).

Aplicação da equação de Poisson-Boltzmann modificada em sistemas biológicos: análise da partição iônica em um eritrócito

Neste trabalho, a partição iônica e o potencial de membrana em um eritrócito são analisados via equação de Poisson-Boltzmann modificada, considerando as interações não eletrostáticas presentes entre os íons e macromoléculas, assim como, o potencial β. Este potencial é atribuído à diferença de potencial químico de referência entre os meios intracelular e extracelular e ao transporte ativo de íons. O potencial de Gibbs-Donnan via equação de Poisson-Boltzmann na presença de carga fixa em um sistema contendo uma membrana semipermeável também é estudado. O método de aproximação paraboloide em elementos finitos em um sistema estacionário e unidimensionalé aplicado para resolver a equação de Poisson-Boltzmann em coordenadas cartesianas e esféricas. O parâmetro de dispersão relativo às interações não eletrostáticas écalculado via teoria de Lifshitz. Os resultados em relação ao potencial de Gibbs-Donnan mostram-se adequados, podendo ser calculado pela equação de Poisson-Boltzmann. No sistema contendo um eritrócito, quando o potencial β é considerado igual a zero, não se verifica a diferença iônica observada experimentalmente entre os meios intracelular e extracelular. Dessa forma, os potenciais não eletrostáticos calculados via teoria de Lifshitz têm apenas uma pequena influência no que se refere à alta concentração de íon K+ no meio intracelular em relação ao íon Na+

Participação dos fatores derivados do endotélio no efeito vasodilatador da clonidina

Os mecanismos envolvidos na ação vasodilatadora da clonidina ainda não foram completamente elucidados. Investigamos os mecanismos potencialmente envolvidos utilizando o leito arterial mesentérico (LAM) isolado de rato. No LAM pré-contraído, clonidina (10-300 pmol) induz relaxamento dose-dependente, que foi significativamente inibido pela remoção do endotélio (ácido deoxicólico) e pelos inibidores do receptor α2-adrenérgico, ioimbina (1-3 μM) e rauwolscina (1 μM). A vasodilatação endotélio-dependente induzida pela clonidina foi reduzida pelo inibidor da oxido nítrico sintase (NOS), L-NAME (0.3 mM) e pelo inibidor da guanilato ciclase, ODQ (10 μM), mas não foi alterada pela indometacina (3-10 μM). Na presença do L-NAME, o efeito vasodilatador da clonidina foi adicionalmente reduzido pela solução de potássio elevado (45 mM). Os inibidores dos canais de K⁺ dependentes de cálcio (K_ca), caribdotoxina (ChTx; 0.1 μM) e apamina (0.1 μM) também reduziram a vasodilatação induzida pela clonidina, contudo, esta resposta não foi adicionalmente inibida na presença de L-NAME, como foi observado para acetilcolina (10 pmol). Na presença do bloqueador dos canais de K⁺ dependentes de ATP, glibenclamida (10 μM), o efeito inibitório da associação ChTx, apamina e L-NAME foi aumentado. Em contraste, a vasodilatação induzida pela clonidina não foi afetada pelo inibidor dos canais de potássio dependentes de voltagem (K_v), 4-aminopiridina (4-AP, 1 mM). Concluindo, nossos resultados demonstram que clonidina ativa receptores α2-adrenérgicos no LAM e que a vasodilatação dependente de endotélio é mediada pela ativação da via NO-GMPc e também envolve a ativação de canais de KC_{a e KATP.} Um fator hiperpolarizante derivado do endotélio (EDHF) também parece participar do efeito vasodilatador da clonidina.

Dynamical behavior of damped driven coupled single electron simple harmonic oscillators

Coherent coupling between a large number of qubits is the goal for scalable approaches to solid state quantum information processing. Prototype systems can be characterized by spectroscopic techniques. Here, we use pulsed-continuous wave microwave spectroscopy to study the behavior of electrons trapped at defects within the gate dielectric of a sol-gel-based high-k silicon MOSFET. Disorder leads to a wide distribution in trap properties, allowing more than 1000 traps to be individually addressed in a single transistor within the accessible frequency domain. Their dynamical behavior is explored by pulsing the microwave excitation over a range of times comparable to the phase coherence time and the lifetime of the electron in the trap. Trap occupancy is limited to a single electron, which can be manipulated by resonant microwave excitation and the resulting change in trap occupancy is detected by the change in the channel current of the transistor. The trap behavior is described by a classical damped driven simple harmonic oscillator model, with the phase coherence, lifetime and coupling strength parameters derived from a continuous wave (CW) measurement only. For pulse times shorter than the phase coherence time, the energy exchange between traps, due to the coupling, strongly modulates the observed drain current change. This effect could be exploited for 2-qubit gate operation. The very large number of resonances observed in this system would allow a complex multi-qubit quantum mechanical circuit to be realized by this mechanism using only a single transistor.

Hafnia nanoparticles - a model system for graphene growth on a dielectric

We study graphene growth on hafnia (HfO2) nanoparticles by chemical vapour deposition using optical microscopy, high resolution transmission electron microscopy and Raman spectroscopy. We find that monoclinic HfO2 nanoparticles neither reduce to a metal nor form a carbide while nucleating nanometer domain-sized few layer graphene. Hence we regard this as an interesting non-metallic catalyst model system with the potential to explore graphene growth directly on a (high-k) dielectric. HfO2 nanoparticles coated with few layer graphene by atmospheric pressure CVD with methane and hydrogen at 950 °C. (© 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim) Graphene growth on hafnia (HfO2) nanoparticles by chemical vapour deposition (CVD) is studied. It is found that monoclinic HfO2 nanoparticles neither reduce to a metal nor form a carbide while nucleating nanometer domain-sized few layer graphene. Hence the authors of this Letter regard this as an interesting non-metallic catalyst model system with the potential to explore graphene growth directly on a (high-k) dielectric. © 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Design and optimization of planar mesa termination for diamond Schottky barrier diodes

In this paper, we present planar mesa termination structure with high k dielectric Al2O3 for high-voltage diamond Schottky barrier diode. Analysis, design, and optimization are carried out by simulations using finite element technology computer-aided design (TCAD) Sentaurus Device software. The performances of planar mesa termination structure are compared to those of conventional field plate termination structure. It is found that optimum geometry of planar mesa terminated diode requires shorter metal plate extension (1/3 of the field plate terminated diode). Consequently, planar mesa terminated diode can be designed with bigger Schottky contact to increase its current carrying capability. Breakdown performance of field plate termination structure is limited at 1480 V due to peak electric field at the corner of Schottky contact (no oxide breakdown occurs). In contrast, peak electric field in planar mesa termination structure only occurs in the field oxide such that its breakdown performance is highly dependent on the oxide material. Due to Al2O3 breakdown, planar mesa termination structure suffers premature breakdown at 1440 V. Considering no oxide breakdown occurs, planar mesa termination structure can realize higher breakdown voltage of 1751 V. Therefore, to fully realize the potential of planar mesa terminated diode, it is important to choose suitable high k dielectric material with sufficient breakdown electric field for the field oxide. © 2013 Elsevier B.V.

Atom probe tomography of SRAM transistors: Specimen preparation methods and analysis

Different FIB-based sample preparation methods for atom probe analysis of transistors have been proposed and discussed. A special procedure, involving device deprocessing, has been used to analyze by APT a sub-30 nm transistor extracted from a SRAM device. The analysis provides three dimensional compositions of Ni-silicide contact, metal gate and high-k oxide of the transistor gate. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Atom probe tomography for advanced metallization

In microelectronics, the increase in complexity and the reduction of devices dimensions make essential the development of new characterization tools and methodologies. Indeed advanced characterization methods with very high spatial resolution are needed to analyze the redistribution at the nanoscale in devices and interconnections. The atom probe tomography has become an essential analysis to study materials at the nanometer scale. This instrument is the only analytical microscope capable to produce 3D maps of the distribution of the chemical species with an atomic resolution inside a material. This technique has benefit from several instrumental improvements during last years. In particular, the use of laser for the analysis of semiconductors and insulating materials offers new perspectives for characterization. The capability of APT to map out elements at the atomic scale with high sensitivity in devices meets the characterization requirements of semiconductor devices such as the determination of elemental distributions for each device region. In this paper, several examples will show how APT can be used to characterize and understand materials and process for advanced metallization. The possibilities and performances of APT (chemical analysis of all the elements, atomic resolution, planes determination, crystallographic information...) will be described as well as some of its limitations (sample preparation, complex evaporation, detection limit, ...). The examples illustrate different aspect of metallization: dopant profiling and clustering, metallic impurities segregation on dislocation, silicide formation and alloying, high K/metal gate optimization, SiGe quantum dots, as well as analysis of transistors and nanowires. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Flourescent Switch Constructed Based on Hemin-Sensitive Anionic Conjugated Polymer and Its Applications in DNA-Related Sensors

Here, a fluorescent switch is constructed combining hemin, hemin aptamer, and a newly synthesized anionic conjugated polymer (ACP), poly(9,9-bis(6'-phosphate-hexyl) fluorenealt-1,4-phenylene) sodium salt (PFHPNa/PFP). In the "off-state", the fluorescence of PFP is sensitively quenched by hemin, with a high K-sv value of similar to 10(7). While in the "on-state", the formation of the aptamer/hemin complex recovers the fluorescence intensity. The fluorescent switch is sensitive and selective to hemin. To testify the universality and practicality of the fluorescent switch, a series of label-free DNA-related sensing platforms are developed, containing three DNA sensing strategies and one ATP recognition strategy. The fluorescent switch developed is simple, sensitive, and universal, which extends applications of the anionic conjugated polymers.