Effect of the electric field on the elastic and dielectric properties of a lithium-potassium tantalate crystal

We have measured in a K$_{1-x}$Li$_{x}$TaO$_3$ crystal with x = 1.7 % the elastic constant with longitudinal acoustic waves of frequency between 30 and 330 MHz and the dielectric constant between 10 Hz and 1 MHz in the temperature range from 4 to 200 K under an electric field applied upon cooling. The main effect of the applied field on the dielectric constant is attributed to space charges. The real part of the elastic constant (the sound velocity) was found to increase when the field was applied perpendicular to the acoustic wave vector and to decrease when it was applied parallel to the wave vector. The effect of the cooling rate was also studied. These results are explained by the occurrence of clusters of oriented dipoles borne by the Li$^+$ ions, favoured by the field

Amorphous-like acoustical properties of Na doped β-Al2O 3

Ultrasonic attenuation and velocity measurements are reported for the superionic conductor Na β-alumina for a wide range of temperatures (1.7-80 K) and frequencies (0.5-2.0 GHz). Three acoustic modes were propagated perpendicular to the c-axis : longitudinal, transverse polarized perpendicular to the c-axis, and transverse polarized parallel to the c-axis. In the lower temperature range (T < 10 K) the attenuation for all three modes is independent of the ultrasonic frequency and varies as the cube of the temperature. At higher temperatures the attenuation reaches a temperature independent plateau, the height of which depends linearly on frequency. The acoustic phase velocities for the longitudinal mode and the transverse mode polarized perpendicular to the c-axis increase logarithmically with temperature at low temperatures, pass through a maximum at approximately 8 K, and then decrease nearly linearly with temperature. The velocity behaviour of the other transverse mode is more complicated. All the experimental results and particularly the velocity variations, but for one mode, are well-explained in terms of the theory of two-level systems developed for amorphous systems. The logarithmic temperature dependence of the velocity and the T 3 temperature dependence of the attenuation are well-known, both theoretically and experimentally, for amorphous insulators. The plateau in the attenuation is not usually observed in amorphous materials. We show that this plateau places restrictions on the distribution function describing the two-level systems and, further, indicates that even for two-level systems of a given energy there is a spectrum of two-level system-phonon coupling constants. To describe the attenuation data at temperatures above 10 K, the direct relaxation process of the two-level system does not lead to a sufficiently rapid increase with the temperature. The introduction of a Raman relaxation process gives the correct temperature dependence. Then, the experimentally observed quasi-linear temperature variations of the phase velocity is well accounted for if a T4 contribution, due to the elastic anharmonicity, is added to the effects of the Raman process. Thus the two-level system theory, developed for amorphous materials, explains all the acoustical properties (attenuation and phase velocity) of the sodium doped fi-alumina up to 70 K. More, these experiments confirm the relevance of the two-level system theory for the description of both resonant and relaxation effects on the acoustical properties of truly amorphous compounds.L'atténuation et la variation de la vitesse ultrasonores ont été mesurées dans l'alumine β dopée au sodium sur une grande gamme de températures (1,7-80 K) et de fréquences (0,5-2 GHz). Les trois modes propres se propageant perpendiculairement à l'axe hexagonal ont été étudiés. Aux plus basses températures (T ≲ 10 K) l'atténuation des trois modes est indépendante de la fréquence et varie comme le cube de la température. A plus haute température, l'atténuation devient indépendante de T : elle présente un plateau dont la hauteur est proportionnelle à la fréquence. Les vitesses de phase du mode longitudinal et du mode transverse polarisé perpendiculairement à l'axe c croissent logarithmiquement en fonction de T, passent par un maximum aux alentours de 8 K puis décroissent quasi-linéairement. Pour l'autre mode transverse, le comportement de la vitesse est plus complexe. Tous ces résultats expérimentaux, et en particulier les variations de vitesse à l'exception de celle d'un mode, sont interprétés dans le cadre de la théorie des systèmes à deux niveaux développée pour les matériaux amorphes. La variation logarithmique en température de la vitesse et la loi en T3 pour l'atténuation sont des résultats prévus et couramment observés dans les isolants amorphes. La mise en évidence d'un plateau pour l'atténuation est plus rare. Les conséquences de cette existence sont examinées : elle entraîne des conditions sur la forme de la fonction de distribution des systèmes à deux niveaux et elle prouve qu'il y a une distribution de l'intensité du couplage entre ces systèmes d'énergie donnée et les déformations élastiques. Pour rendre compte des variations de l'atténuation dans la région au-dessus de 10 K, le processus direct de relaxation des systèmes à deux niveaux ne conduit pas à un accroissement suffisamment rapide en température. L'introduction d'un processus Raman donne la dépendance correcte en température. Enfin, pour la vitesse de phase, la dépendance quasi linéaire en température observée expérimentalement est bien reproduite si une contribution en T4 due aux anharmonicités élastiques est ajoutée aux effets de la relaxation Raman. La théorie des systèmes à deux niveaux élaborée pour les matériaux amorphes explique donc l'ensemble des propriétés acoustiques (atténuation et vitesse de phase) de l'alumine β dopée au sodium jusqu'à une température de 70 K. Par ailleurs, cette expérience confirme l'adéquation de la théorie des systèmes à deux niveaux pour rendre compte non seulement des effets résonnants mais aussi de relaxation dans les variations de la constante élastique des matériaux amorphes

Anomalous dielectric relaxation in lithium-potassium tantalate crystals

In order to describe the unusual dielectric properties observed in Ki$_{1-\chi}$Li$_{\chi}$TaO$_3$. crystals a new approchh is proposed. The dynamical Glauber theory, previously applied to spinglasses, is modifiéd by the introduction of the spectral distribution of the random interactions between the dipoles associated with the Li$^{+}$ ions. Moreover, the dipole corrélations are taken into account by the Onsager réaction field. As a result, the calculated dielectric constant reproduces well the unusual features of the Argand diagrams and, in particular, their finite slope at low frequencies and infinite slope at high frequencies (strophoidal shape). The temperature dépendance of some parameters shows, however, the limits of a spin-glass type model in describing the collective behaviour of randomly distributed dipoles in a highly polarizable medium.Une nouvelle approche est présentée qui permet de décrire les propriétés diélectriques particulières de cristaux mixtes de Ki$_{1-\chi}$Li$_{\chi}$TaO$_3$. Elle s'appuie sur la théorie dynamique de Glauber, déjà utilisée pour les verres de spins, et modifiée par l'introduction d'une distribution spectrale spécifique aux interactions aléatoires des dipôles électriques associés aux ions Li$^{+}$. En outre, les corrélations entre dipôles sont prises en compte par le champ de réaction d'Onsager. II s'ensuit que la constante diélectrique complexe ainsi calculée reproduit fidèlement les particularités des diagrammes d'Argand, telles que la pente finie aux basses fréquences et la pente infinie aux hautes fréquences (forme strophoïdale). La dépendance en température de certains paramètres déterminés par le calcul montre les limites de l'analogie avec les verres de spins et met en évidence le rôle d'un réseau très polarisable dans le comportement collectif d'une assemblée de dipôles électriques

The mucin MUC4 and its membrane partner ErbB2 regulate biological properties of human CAPAN-2 pancreatic cancer cells via different signalling pathways.

The mucin MUC4 and its membrane partner the ErbB2 oncogenic receptor are potential interacting partners in human pancreatic tumour development. However, the way they function is still largely unknown. In this work, we aimed to identify the cellular mechanisms and the intracellular signalling pathways under the control of both ErbB2 and MUC4 in a human pancreatic adenocarcinomatous cell line. Using co-immunoprecipitation and GST pull-down, we show that MUC4 and ErbB2 interact in the human pancreatic adenocarcinomatous cell line CAPAN-2 via the EGF domains of MUC4. Stable cell clones were generated in which either MUC4 or ErbB2 were knocked down (KD) by a shRNA approach. Biological properties of these cells were then studied in vitro and in vivo. Our results show that ErbB2-KD cells are more apoptotic and less proliferative (decreased cyclin D1 and increased p27kip1 expression) while migration and invasive properties were not altered. MUC4-KD clones were less proliferative with decreased cyclin D1 expression, G1 cell cycle arrest and altered ErbB2/ErbB3 expression. Their migration properties were reduced whereas invasive properties were increased. Importantly, inhibition of ErbB2 and MUC4 expression did not impair the same signalling pathways (inhibition of MUC4 expression affected the JNK pathway whereas that of ErbB2 altered the MAPK pathway). Finally, ErbB2-KD and MUC4-KD cells showed impaired tumour growth in vivo. Our results show that ErbB2 and MUC4, which interact physically, activate different intracellular signalling pathways to regulate biological properties of CAPAN-2 pancreatic cancer cells