Performance of the LHCb vertex locator

The Vertex Locator (VELO) is a silicon microstrip detector that surrounds the proton-proton interaction region in the LHCb experiment. The performance of the detector during the first years of its physics operation is reviewed. The system is operated in vacuum, uses a bi-phase CO2 cooling system, and the sensors are moved to 7 mm from the LHC beam for physics data taking. The performance and stability of these characteristic features of the detector are described, and details of the material budget are given. The calibration of the timing and the data processing algorithms that are implemented in FPGAs are described. The system performance is fully characterised. The sensors have a signal to noise ratio of approximately 20 and a best hit resolution of 4 μm is achieved at the optimal track angle. The typical detector occupancy for minimum bias events in standard operating conditions in 2011 is around 0.5%, and the detector has less than 1% of faulty strips. The proximity of the detector to the beam means that the inner regions of the n+-on-n sensors have undergone space-charge sign inversion due to radiation damage. The VELO performance parameters that drive the experiment's physics sensitivity are also given. The track finding efficiency of the VELO is typically above 98% and the modules have been aligned to a precision of 1 μm for translations in the plane transverse to the beam. A primary vertex resolution of 13 μm in the transverse plane and 71 μm along the beam axis is achieved for vertices with 25 tracks. An impact parameter resolution of less than 35 μm is achieved for particles with transverse momentum greater than 1 GeV/c

NEW MATERIAL FOR ELIMINATING LINEAR ENERGY TRANSFER SENSITIVITIES IN DEEPLY SCALED CMOS TECHNOLOGIES SRAM CELLS

As technology scales deep in submicron regime, CMOS SRAM memories have become increasingly sensitive to Single-Event Upset sensitivity. Key technological factors that impact Single-Event Upset sensitivity are gate length, gate and drain areas and the power supply voltage all of which impact transistor's nodal capacitance. In this work, I present engineering requirement studies, which show for the first time, the tread of Single-Event Upset sensitivity in deeply scaled SRAM cells. To mitigate the Single-Event Upset sensitivity, a novel approach is presented, illustrating exactly how material defects can be managed in a way that sets electrical resistance of the material as desired. A thin-film high-resistance value ranging from 2kΩ/-3.6MΩ/, and TCR of negative 0.0016%/˚C is presented. A defect model is presented that agrees well with the experimental results. These resistors are used in the cross-coupled latches; to decouple the latch nodes and delay the regenerative action of the cell, thus hardening against single even upset (SEU)

Laser Induced Breakdown Spectroscopy

This review describes the fundamentals, instrumentation, applications and future trends of an analytical technique that is in its early stages of consolidation and is establishing its definitive niches among modern spectrometric techniques. The technique has been named Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) and its main characteristic stands in the use of short laser pulses as the energy source to vaporize samples and excite the emission of electromagnetic radiation from its elements and/or molecular fragments. The emitted radiation is analyzed by high resolution optics and the intensities are recorded, usually by fast triggered solid state detectors. Together, these devices allow producing and registering a wide ranging emission spectrum of the short-lived phenomenon induced by the laser pulse. The spectrum contains qualitative and quantitative information which can be correlated with sample identity or can be used to determine the amount of its constituents. This review is divided in four parts. First, the relevant historical and theoretical concepts associated with LIBS are presented; then the main practical aspects of the several experimental and instrumental approaches employed for implementation of the technique are critically described; the applications related in the literature, including those making use of chemometrics, are classified and exemplified with relevant and recently published work. Finally, an attempt to portray an overall evaluation and future perspectives of the technique are presented.Esta revisão descreve os aspectos fundamentais, a instrumentação, as aplicações e tendências futuras de uma técnica analítica que se encontra em seu estágio de consolidação e que está em vias de estabelecer o seu nicho entre as técnicas espectrofotométricas modernas. A técnica é denominada Espectroscopia de Emissão em Plasma Induzido por Laser (em inglês, Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) e sua principal característica está no uso de pulsos de laser como fonte de energia para vaporizar a amostra e excitar a emissão de radiação eletromagnética, a partir de seus elementos e/ou fragmentos moleculares. A radiação emitida é analisada por meio de instrumentos ópticos de alta resolução e as suas intensidades são medidas, usualmente com detectores rápidos de estado sólido. Em conjunto, esses dispositivos permitem a geração e a medida de um espectro de emissão de faixa ampla do fenômeno induzido pelo pulso de laser. O espectro registrado contém informação qualitativa e quantitativa que pode ser correlacionada com a identidade da amostra ou empregada na determinação da quantidade de seus constituintes. Essa revisão é dividida em quatro partes. A primeira aborda aspectos históricos da técnica e os conceitos teóricos relevantes associados com LIBS; então, os aspectos práticos de diversas abordagens experimentais e instrumentais empregadas na implementação da técnica são revistos de forma crítica; as aplicações encontradas na literatura, incluindo aquelas que empregam quimiometria, são classificadas e exemplificadas por meio de trabalhos relevantes recentemente publicados. Finalmente, uma tentativa de estabelecer uma avaliação global e as perspectivas futuras para a técnica é apresentada.463512Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Disposable immunosensor for diagnosis of human cytomegalovirus congenital infection

Human cytomegalovirus is a herpes virus which can cause pneumonia, retinitis, colitis and encephalopathies in immunosuppress individuals, as transplanted ones, persons infected by HIV, and individuals with immature immune system, like fetuses and newborns. In the last ones microcephaly, small body size, hepatomegaly, blindness, deafness and mental retardation can also be observed. This infection is the most frequent cause of embryogenic and fetal pathology induced by a virus. In the actuality, the diagnosis of HCMV is based on clinical and immunologic data. There are several methods for HCMV detection: the virus isolation in fibroblasts culture, the shell-vial method, the PCR technique, the ELISA test and the western blotting technique. However all of them require a long period of time to perform or are costly which is problematic for diagnosis. Therefore, an immunosensor was developed for human cytomegalovirus glycoprotein B detection based on electrochemical stripping analysis of silver nanoparticles. In this sandwich type immunosensor, the silver deposition solution is added to the electrode surface where the gold nanoparticles attached to antibodies, will catalyze the reduction reaction of silver ions, leading to the formation of silver nanoparticles. The higher concentration of analytes means that more amounts of gold nanoparticles are capture on the sensor surface, producing more silver nanoparticles. The silver nanoparticles are dissolved and measured by anodic stripping voltammetry. This method allows a faster and, we expect, a more sensitive way to detect HCMV.O Citomegalovírus humano é um vírus que pode causar pneumonia, renite, colite e encefalopatias em indivíduos immunosuprimidos, como sujeitos transplantados, infectadas com o vírus VIH e com sistema imune imaturo, como fetos e recém-nascidos. Nestes últimos, pode-se observar microcefalia, pequeno tamanho corporal, hepatomegalia, cegueira, surdez e atraso mental. Esta infecção é a causa mais frequente de patologias embriogénicas e fetais induzidas por um vírus. Na infeção aguda por HCMV são gerados anticorpos específicos para um grande número de proteínas estruturais e não estruturais. Embora o vírus codifique mais de 100 proteínas apenas as glicoproteínas B e H induzem anticorpos capazes de neutralizar o vírus e eliminar células infetadas (anticorpos neutralizantes). A glicoproteína B (gB) é o antígeno dominante existente na cápsula de HCMV e aproximadamente 100% dos indivíduos infetados com HCMV desenvolvem anticorpos contra esta proteína. Na glicoproteína B foram identificados três sítios de ligação ao anticorpo: domínio antigénico 1 (AD-1),2 (AD-2) e 3 (AD-3). O domínio AD-2 compreende dois locais, local I (resíduos 68-77) e local II (resíduos 50-54). Dos três domínios, apenas o domínio AD-1 e o local II do domínio AD-2 são capazes de induzir anticorpos neutralizantes do vírus durante a infecção natural. O domínio AD-1 representa o local imunodominante da gB. Na verdade, cerca de 100% dos indivíduos infectados que são seropositivos para gB têm anticorpos contra o domínio AD-1 enquanto o domínio AD-2 é apenas reconhecido por 47%. AD-1 é um domínio estrutural muito complexo, que tem entre 552-635 resíduos de gB. A ligação de anticorpos requer a presença da sequência completa de AD-1 e a formação de uma ligação disulfureto intramolecular entre a cisteína 573 e cisteína 610. Supõe-se que a ligação dos anticorpos a AD-1 não é afectada por glicosilação da gB, uma vez que os anticorpos também reconhecem a proteína não glicosilada. Além disto, enquanto outros domínios da molécula mostram uma variação significativa entre os isolados, o domínio AD-1 parece ser das regiões da gB mais altamente conservada. Assim, o domínio de AD-1 pode ser visto como uma fração promissora a ser usada em testes de diagnóstico para verificar a presença de anticorpos neutralizantes e pode ser utilizado para estabelecer uma relação entre a presença destes anticorpos e a ocorrência de sintomas. Atualmente, o diagnóstico de citomegalovírus humano (HCMV) é baseado em informações clínicas e imunológicas. Existem vários métodos para a deteção de HCMV. O isolamento do vírus em cultura de fibroblastos é o método convencional. Neste, é feito o isolamento do vírus a partir de um tecido de biopsia ou de um fluido corporal, tal como a urina. Após isolamento, o HCMV é replicado “in vitro”, incubado com fibroblastos a 36 °C durante uma a três semanas e posteriormente a incubação é analisada com o objetivo de identificar inclusões de HCMV em fibroblastos. Este método, que requer assepsia total, não é utilizado pois requer um longo período de tempo para sua execução, dificultando assim o diagnóstico. O método “Shell-vial” é muito similar ao anterior, mas o tempo de revelação (feito por imunofluorescência indireta) diminui para 24, 48 ou 72 horas, devido à utilização de anticorpos monoclonais contra diferentes antigénios de HCMV e à utilização de centrifugação que facilita o processo da penetração do vírus em fibroblastos. Outro método alternativo para análise de amostras clínicas é o PCR (Polimerase Chain Reaction). É uma técnica rápida (~ 6h) que apresenta uma elevada sensibilidade, baseada na amplificação seletiva de sequências específicas de ácidos nucleicos, permitindo a detecção de ADN viral. A sensibilidade e especificidade deste método é semelhante ao método de isolamento viral, mas o PCR apresenta algumas vantagens, tais como a velocidade de obtenção do resultado e a possibilidade de uso de amostras congeladas. Esta técnica é bastante utilizada apesar do seu custo elevado e dificuldade de realização. Pode ser utilizada tanto qualitativamente (diagnóstico por PCR) como quantitativamente através da medição da carga viral, que é proporcional ao nível de ADN de HCMV. Outra técnica é a de ELISA (Enzime-Linked Immunosorbent Assay), esta apresenta uma sensibilidade de 100% e uma especificidade de 86% na deteção de anticorpos no sangue. No entanto, existe a possibilidade de resultados falso-positivos, causados por reações cruzadas com algum vírus da família Herpesviridae, fator reumatóide e anticorpos antinucleares. Finalmente, outro método que pode ser usado para a deteção é o “Western Blotting”, que permite a medida da afinidade do anticorpo para o antigénio. No entanto, este método também apresenta uma disponibilidade comercial questionável, porque igualmente alguns resultados falso-positivos podem ser observados. Como descrito, todas estas técnicas de ensaio envolvem, por vezes, ou equipamentos caros e/ou procedimentos igualmente caros, demorados, complicados e conducentes a falsopositivos. As células eletroquímicas são de grande interesse na análise de substâncias devido à sua robustez, fabrico fácil e económico. Uma das técnicas mais utilizadas no fabrico dos elétrodos que se utilizam nas células eletroquímicas é a serigrafia. Esta técnica permite construir sensores químicos com uma alta reprodutibilidade e uma infraestrutura mínima. A serigrafia é um método de impressão direta, também denominado de impressão por penetração. A deposição de tintas é realizada por camadas sobre um substrato. A qualidade dos sensores químicos assim fabricados depende, em grande medida, dos materiais utilizados. Mediante a tecnologia de elétrodos serigrafados, é possível a miniaturização dos sensores, que oferecem a vantagem de terem baixo custo, serem versáteis, poderem ser fabricados com configurações de elétrodo distintas e com diferentes tintas. Devido às suas características, esta tecnologia ajusta-se bem à produção em massa de elétrodos descartáveis. Para aumentar a seletividade dos elétrodos, estes são modificados por diferentes métodos, por exemplo imobilizando uma substância na sua superfície. O método de imobilização é muito importante pois influencia o tempo de vida do sensor e a sua sensibilidade. Existem diferentes tipos de imobilização, designadamente: adsorção, aprisionamento, reticulação e ligação covalente. O dispositivo desenvolvido neste trabalho, através da sua simplicidade, baixo custo e tempo de análise relativamente curto, tem como objectivo superar todas as desvantagens referidas anteriormente para as técnicas de diagnóstico normalmente utilizadas, pois combina as vantagens dos dispositivos electródicos com o uso de anticorpos específicos para a detecção de glicoproteína B. Neste trabalho, desenvolveu-se um immunosensor do tipo sandwich. Neste é adicionada uma solução de deposição de prata à superfície onde, os anticorpos marcados com nanopartículas de ouro irão catalisar a reacção de redução dos iões de prata, levando a formação de nanopartículas de prata. Uma maior concentração de analito significa que uma maior quantidade de nanopartículas de ouro serão capturadas na superfície do eléctrodo que, por sua vez, irão levar à produção de mais nanopartículas de prata. As nanopartículas de prata são depois dissolvidas e medidas por voltametria de redissolução anódica. Este método permite uma forma mais rápida, económica e sensível para a detecção de glicoproteína B

Fiber-based Terahertz Time-Domain Spectroscopy Systems Operated in the Telecom Band

The aim of the doctoral thesis is the study of Terahertz time domain spectrometers relying on telecommunication fiber technology. Optical fiber offers low losses, high stability and compactness, features that ease the deployment of this kind of sensing instruments in industrial scenarios. The development of terahertz signal sources working at telecom wavelengths has enabled the employment of mature, telecom-related photonic components that allowed a transition within THz research from being mainly object of scientific interest to an application-oriented technology. In this thesis, fiber terahertz systems utilizing ultrafast photoconductors with integrated antenna structures have been investigated at different levels, including the control of the photoconductor structure, as well as at instrument and system levels. The carrier transport in InGaAs-InAlAs multilayer hetero-structures, present in the employed photoconductive antennas, has been investigated under the additional injection of a continuous optical wave. By varying the amplitude level of the respective optical signal injected into either the emitter or the receiver, it has been shown that the amplitude of the detected photocurrent could be controlled without affecting its bandwidth. Unlike increasing the optical power of the pulsed signal, raising the continuous optical power results in a reduction of the measured photocurrent. This lowering of the conductivity is related to changes in the instantaneous carrier momentum relaxation time in the photoactive material, rather than to variations of the free carrier density level. This behavior affects systems including continuous-wave optical components, as, for instance, optical amplifiers. The effect has been further exploited to modulate the operation conditions of photoconductive antennas, enabling an all-optical control of the THz amplitude. This represents a method to implement a signal modulation, necessary, for instance, for lock-in signal detection. Different industrial applications and THz imaging systems require fast data acquisition. Slow, stepwise working mechanical optical delay lines are about to be replaced by faster schemes. A fast THz-time-domain spectroscopy system using a coil-based rapid mechanic delay line has been set up and analyzed. A convenience of usage of optical fibers is the simplicity of signal multiplication and distribution. It can be exploited to allow centralized operation of a set of parallel terahertz sensing units. A centralized architecture with optical source sharing simplifies the implementation as well as the cost of nondestructive inspection platforms, where several sensing units would have to work in the same facility, for example at quality control in factories or security checkpoints. The cost of such a distribution system is evaluated, its feasibility experimentally demonstrated, and key features relevant to the system performance are discussed. The present document is formally structured in a brief introduction, Chapter 2, which review common terahertz technology as a whole, with the focus on optoelectronic schemes and respective technology in the telecom band. Chapter 3 includes work carried out dealing with the carrier dynamics under continuous optical wave irradiation of the photoconductive antenna modules and the application of the effect as modulation method. Chapter 4 deals with the implementation of the fast delay in the system and Chapter 5 describes and analyses architecture for parallel, remotely controlled sensing. Finally, Chapter 6 provides conclusion and future work perspectives.El objetivo de la presente Tesis Doctoral es el estudio de espectroscopios temporales de Terahercios basados en tecnología de fibra óptica para telecomunicaciones. La fibra óptica ofrece bajas pérdidas de propagación, alta estabilidad y la capacidad de implementar sistemas robustos y compactos, características que facilitan el despliegue de este tipo de instrumentos de sensado en escenarios industriales. El desarrollo de fuentes de THz que operan en la banda infrarroja empleada en telecomunicaciones permite el uso de componentes maduros de la industria de las comunicaciones ópticas, lo que a su vez se ha traducido en una transición desde el uso de la banda de THz básicamente para intereses científicos al desarrollo de sistemas para aplicaciones industriales. En la presente tesis se investigan sistemas de THz basados en antenas fotoconductivas y fibra óptica a distintos niveles: control de la estructura fotoconductiva, instrumento y sistema. El transporte de portadores en heteroestructuras multicapa InGaAs-InAlAs, empleadas actualmente en antenas fotoconductivas, se ha investigado bajo la inyección de una onda óptica continua. Se ha observado que variando el nivel de amplitud de esta onda continua tanto en el emisor como en el receptor es posible controlar la fotocorriente detectada sin afectar a su ancho de banda. A diferencia de un incremento en la potencia óptica de la señal pulsada, elevar el nivel de continua resulta en una reducción de la fotocorriente medida. Esta reducción de la conductividad se relaciona con cambios en el tiempo de relajación del momento de los portadores en el material fotoactivo en lugar de variaciones de la densidad de portadores libres. Este comportamiento puede tener un efecto en sistemas que introduzcan componentes ópticos continuos como por ejemplo sistemas de sensado que empleen amplificadores ópticos. Este efecto puede ser usado para modular las condiciones de operación de las antenas fotoconductivas permitiendo el control todo-óptico del sistema. Este método permite modular la señal, lo que resulta necesario por ejemplo para realizar detección lock-in. Tanto diferentes aplicaciones industriales como los sistemas de imagen en THz requieren sistemas rápidos de captura. Para ello es necesario sustituir las líneas de retardo ópticas tradicionales basadas en motores paso-a-paso por otros sistemas de mayor velocidad. Se ha implementado y caracterizado un sistema THz-TDS usando una línea de retardo rápida basada en bobinas de voz. Una característica fundamental de la fibra óptica es su extraordinaria simplicidad para realizar la distribución de señales ópticas. Esta característica puede ser explotada para permitir la operación centralizada de un conjunto paralelo de sensores de THz. Una arquitectura centralizada en la que la fuente óptica se comparte entre muchos sensores simplifica la implementación y reduce el coste de sistemas de inspección no destructiva que requieran de múltiples sensores en paralelo, como, por ejemplo, en control de calidad industrial o en controles de seguridad. Se ha evaluado el coste de estos sistemas distribuidos, se ha validado experimentalmente su viabilidad y se han identificado y estudiado sus prestaciones. El documento de la tesis doctoral se estructura formalmente en una breve introducción, el capítulo 2, en el que se revisa la tecnología de THz en su conjunto, los esquemas optoelectrónicos y el uso de tecnologías ópticas basadas en la banda de las telecomunicaciones. El capítulo 3 incluye el estudio realizado sobre la dinámica de los portadores bajo la irradiación dela antena fotoconductiva con una onda óptica continua y su uso como técnica de modulación. El capítulo 4 trata con la implementación de un sistema THz-TDS rápido mientras que el capítulo 5 describe y analiza una arquitectura de sensado paralela para reducir costes. Finalmente el capítulo 6 recoge las conclusiones y futuras líneas de actuación.L'objectiu de la present Tesi Doctoral és l'estudi d'espectroscopis temporals de terahertzs basats en tecnologia de fibra òptica per a telecomunicacions. La fibra òptica ofereix baixes pèrdues de propagació, alta estabilitat i la capacitat d'implementar sistemes robustos i compactes, característiques que faciliten el desplegament d'aquest tipus d'instruments de sensat en escenaris industrials. El desenvolupament de fonts de THz que operen a la banda infraroja emprada en telecomunicacions permet l'ús de components madurs de la indústria de les comunicacions òptiques, el que al seu torn s'ha traduït en una transició des de l'ús de la banda de THz bàsicament per interessos científics al desenvolupament de sistemes per a aplicacions industrials. En la present tesi s'investiguen sistemes de THz basats en antenes fotoconductivas i fibra òptica a diferents nivells: control de l'estructura fotoconductiva, instrument i sistema. El transport de portadors en heteroestructures multicapa InGaAs-InAlAs, emprades actualment en antenes fotoconductivas, s'ha investigat sota la injecció d'una ona òptica contínua. S'ha observat que variant el nivell d'amplitud d'aquesta ona contínua tant en l'emissor com en el receptor és possible controlar la fotocorriente detectada sense afectar el seu ample de banda. A diferència d'un increment en la potència òptica del senyal polsada, elevar el nivell de contínua resulta en una reducció de la fotocorrent mesurada. Aquesta reducció de la conductivitat es relaciona amb canvis en el temps de relaxació del moment dels portadors en el material fotoactiu en lloc de variacions de la densitat de portadors lliures. Aquest comportament pot tenir un efecte en sistemes que introdueixin components òptics continus com ara sistemes de sensat que utilitzen amplificadors òptics. Aquest efecte pot ser usat per modular les condicions d'operació de les antenes fotoconductivas permetent el control tot-òptic del sistema. Aquest mètode permet modular el senyal, el que resulta necessari per exemple per realitzar detecció lock-in. Tant diferents aplicacions industrials com els sistemes d'imatge en THz requereixen sistemes ràpids de captura. Per a això és necessari substituir les línies de retard òptiques tradicionals basades en motors pas-a-pas per altres sistemes de major velocitat. S'ha implementat i caracteritzat un sistema THz-TDS usant una línia de retard ràpida basada en bobines de veu. Una característica fonamental de la fibra òptica és la seua extraordinària simplicitat per realitzar la distribució de senyals òptiques. Aquesta característica pot ser explotada per a permetre l'operació centralitzada d'un conjunt paral·lel de sensors de THz. Una arquitectura centralitzada en la qual la font òptica es comparteix entre molts sensors simplifica la implementació i redueix el cost de sistemes d'inspecció no destructiva que requereixin de múltiples sensors en paral·lel, com, per exemple, en control de qualitat industrial o en controls de seguretat . S'ha avaluat el cost d'aquests sistemes distribuïts, s'ha validat experimentalment la seua viabilitat i s'han identificat i estudiat les seues prestacions. El document de la tesi doctoral s'estructura formalment en una breu introducció, capítol 2, en el qual es revisa la tecnologia de THz en el seu conjunt, els esquemes optoelectrònics i l'ús de tecnologies òptiques basades en la banda de les telecomunicacions. El capítol 4 inclou l'estudi realitzat sobre la dinàmica dels portadors sota la irradiació de la antena fotoconductiva amb una ona òptica contínua i el seu ús com a tècnica de modulació. El capítol 5 tracta la implementació d'un sistema THz-TDS ràpid mentre que el capítol 6 descriu i analitza una arquitectura de sensat paral·lela per reduir costos. Finalment, el capítol 7 recull les conclusions i futures línies d'actuació.Bockelt, AS. (2017). Fiber-based Terahertz Time-Domain Spectroscopy Systems Operated in the Telecom Band [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86148TESI

Photoluminescent properties of doped alkali borosilicate glasses

This project was developed with the purpose to achieve innovative solutions of UV light down conversion. Such was accomplished through the synthesis of photoluminescent glasses doped with tin oxide and copper oxide, also preliminary studies on the development of photoluminescent thin films based on the same elements was approached. Photoluminescent quantum yields and Stokes shift were taken as guidelines to evaluate the photoluminescent behaviour of the produced samples. The synthetic strategy applied for photoluminescent glass samples was systematic, it consisted on the insertion of a variable doping amount of each element over an alumina-borosilicate glass matrix which were prepared at high temperatures of 1400 ºC and 1550 ºC. Structural features were evaluated through SSNMR for 29Si, 11B, 23Na, and Raman spectroscopy, which showed that doping does not affect the network structural matrix. Dilatometry measurements were performed showing a negligible variation of the thermomechanical properties of the samples. Doping concentrations have revealed to be a key factor for the achievement of high quantum performances, where we have observed triplet state light emission derived from three emissive species. Its origin resides in Sn2+, Sn2+ aggregates and Cu+ species in the glass matrix. Tin oxide doped samples shown quantum efficiencies of 50% and 1.7 eV Stokes shift for 1.4% molar tin oxide concentration, while copper oxide doped samples present 58% quantum efficiency and large 3 eV Stokes shift for 0.14% molar concentration. Thin film deposition strategy was based on the identification of optimal conditions for the formation of copper and tin oxide crystalline phases. Results were evaluated through X-ray diffraction and Raman spectroscopy showing the formation of both crystalline phases over variable oxygen flow. A multi-layer thin film deposition was performed and diffusion was attempted through thermal treatment. Results indicate the formation of a protective SnO2 layer over the formation of Cu2O phase, increasing its thermal stability to 400 ºC

Advanced analytical methodologies for characterizing inorganic nanoparticles and assessing their impact on the aquaculture sector

Nanomaterials, mainly inorganic nanoparticles (NPs), have brought about a revolution at the scientific and industrial level due to their outstanding physicochemical properties. The widespread use of NPs has raised concerns about their potential impact into the environment and, consequently, the risk to humans. Toxicological studies are therefore required to assess the threats associated to these emerging pollutants. This doctoral thesis presents several nanometrological tools to face the challenge of improving the detection, characterization, and quantification of NPs in complex samples. The developed applications were focused on aquaculture products by assessing the potential effects from NPs on the cultured fish and shellfish species

Single Event Transients in Linear Integrated Circuits

On November 5, 2001, a processor reset occurred on board the Microwave Anisotropy Probe (MAP), a NASA mission to measure the anisotropy of the microwave radiation left over from the Big Bang. The reset caused the spacecraft to enter a safehold mode from which it took several days to recover. Were that to happen regularly, the entire mission would be compromised, so it was important to find the cause of the reset and, if possible, to mitigate it. NASA assembled a team of engineers that included experts in radiation effects to tackle the problem. The first clue was the observation that the processor reset occurred during a solar event characterized by large increases in the proton and heavy ion fluxes emitted by the sun. To the radiation effects engineers on the team, this strongly suggested that particle radiation might be the culprit, particularly when it was discovered that the reset circuit contained three voltage comparators (LM139). Previous testing revealed that large voltage transients, or glitches appeared at the output of the LM139 when it was exposed to a beam of heavy ions [NI96]. The function of the reset circuit was to monitor the supply voltage and to issue a reset command to the processor should the voltage fall below a reference of 2.5 V [PO02]. Eventually, the team of engineers concluded that ionizing particle radiation from the solar event produced a negative voltage transient on the output of one of the LM139s sufficiently large to reset the processor on MAP. Fortunately, as of the end of 2004, only two such resets have occurred. The reset on MAP was not the first malfunction on a spacecraft attributed to a transient. That occurred shortly after the launch of NASA s TOPEX/Poseidon satellite in 1992. It was suspected, and later confirmed, that an anomaly in the Earth Sensor was caused by a transient in an operational amplifier (OP-15) [KO93]. Over the next few years, problems on TDRS, CASSINI, [PR02] SOHO [HA99,HA01] and TERRA were also attributed to transients. In some cases, such events produced resets by falsely triggering circuits designed to protect against over- voltage or over-current. On at least three occasions, transients caused satellites to switch into "safe mode" in which most of the systems on board the satellites were powered down for an extended period. By the time the satellites were reconfigured and returned to full operational state, much scientific data had been lost. Fortunately, no permanent damage occurred in any of the systems and they were all successfully re-activated

Technical Design Report for the PANDA Micro Vertex Detector

This document illustrates the technical layout and the expected performance of the Micro Vertex Detector (MVD) of the PANDA experiment. The MVD will detect charged particles as close as possible to the interaction zone. Design criteria and the optimisation process as well as the technical solutions chosen are discussed and the results of this process are subjected to extensive Monte Carlo physics studies. The route towards realisation of the detector is outlined