Discovery of Bragg confined hybrid modes with high Q-factor in a hollow dielectric resonator

The authors report on observation of Bragg confined mode in a hollow cylindrical dielectric cavity. A resonance was observed at 13.4 $GHz$ with an unloaded Q-factor of order $2\times10^5$, which is more than a factor of 6 above the dielectric loss limit. Previously such modes have only been realized from pure Transverse Electric modes with no azimuthal variations and only the $E_{\phi}$ component. From rigorous numeric simulations it is shown that the mode is a hybrid mode with non-zero azimuthal variations and with dominant $E_r$ and $E_{\phi}$ electric field components and $H_z$ magnetic field component.Comment: Accepted to be published in Applied Physics Letter

Detrapping and retrapping of free carriers in nominally pure single crystal GaP, GaAs and 4H-SiC semiconductors under light illumination at cryogenic temperatures

We report on extremely sensitive measurements of changes in the microwave properties of high purity non-intentionally-doped single-crystal semiconductor samples of gallium phosphide, gallium arsenide and 4H-silicon carbide when illuminated with light of different wavelengths at cryogenic temperatures. Whispering gallery modes were excited in the semiconductors whilst they were cooled on the coldfinger of a single-stage cryocooler and their frequencies and Q-factors measured under light and dark conditions. With these materials, the whispering gallery mode technique is able to resolve changes of a few parts per million in the permittivity and the microwave losses as compared with those measured in darkness. A phenomenological model is proposed to explain the observed changes, which result not from direct valence to conduction band transitions but from detrapping and retrapping of carriers from impurity/defect sites with ionization energies that lay in the semiconductor band gap. Detrapping and retrapping relaxation times have been evaluated from comparison with measured data.Comment: 7 pages, 6 figure

Etude des facteurs contrôlant l'efficacité de la sélection génomique chez le palmier à huile (Elaeis guineensis Jacq.)

Agricultural production must increase at an unprecedented rate to meet the strong growth expected in food demand. Genomic selection (GS) could contribute to reaching this goal by allowing selection of individuals on their sole genotype, making breeding more efficient. Breeding for yield in oil palm, the first oil crop in the world, is currently based on hybrid production by reciprocal recurrent selection. The integration of GS to this scheme would have major repercussions. This thesis aims to assess the potential of GS to predict hybrid combining abilities in parental populations (Deli and group B). Data from the last breeding cycle were used to obtain the first empirical estimate of GS accuracy. Despite the small populations available to calibrate the genomic model, the study showed that with candidates related to the training population (sibs, progenies), the accuracy was sufficient to make a pre-selection in the group B on some yield components. In addition, simulations over four generations showed that the accuracy of several GS strategies (especially when training the model only in the first generation using hybrid genotypes) was high enough for non progeny tested individuals to allow selecting among them on their genotype. This resulted in an increase of more than 50% of annual genetic gain compared to traditional breeding. A faster increase in inbreeding was also demonstrated, but this could be limited by conventional methods of inbreeding management. Finally, the experimental and simulated data indicated that GS could reduce the average generation interval and increase the selection intensity, vastly speeding up the genetic progress for oil palm yield. A recurrent reciprocal genomic selection scheme was suggested for oil palm. Its application requires an experimental confirmation of the simulations, by estimating GS accuracy over several generations without retraining the model. Future research should use new GS models, potentially more effective (taking into account non additive effects or a priori information on marker effects, etc.).La production agricole doit augmenter à un rythme jamais atteint pour faire face à la forte hausse attendue de la demande alimentaire. La sélection génomique (SG) pourrait y contribuer en donnant la possibilité de sélectionner des individus uniquement sur leur génotype, rendant ainsi l’amélioration génétique des rendements plus efficace. L’amélioration actuelle de la production du palmier à huile, première plante oléagineuse au monde, se fait par sélection récurrente réciproque pour produire des hybrides. L’intégration de la SG à ce schéma aurait des retombées majeures. Cette thèse vise à évaluer le potentiel de la SG pour prédire les aptitudes à la combinaison hybride dans les populations parentales (Deli et groupe B).Des données du dernier cycle d’amélioration ont permis d’obtenir la première estimation empirique de la précision de la SG. Malgré les petites populations disponibles pour calibrer le modèle génomique, cette étude a montré qu’avec des candidats à la sélection apparentés à la population de calibration (même fratrie, descendants), la précision était suffisante pour faire une présélection sur certaines composantes du rendement dans le groupe B. Par ailleurs, des simulations sur quatre générations ont montré que, pour plusieurs stratégies de SG (en particulier avec une calibration faite uniquement à la première génération en incluant des génotypes d’hybrides), la précision de sélection chez les individus non testés en croisement était suffisante pour sélectionner des parents uniquement sur leur génotype. Ceci a abouti à une augmentation de plus de 50% du gain génétique annuel par rapport à la méthode classique. Une augmentation plus rapide de la consanguinité a aussi été mise en évidence, mais elle pourrait être limitée par des méthodes classiques de gestion de la consanguinité. Finalement, les données expérimentales et simulées indiquent que la SG pourrait diminuer l’intervalle moyen de génération et accroître l’intensité de sélection, accélérant ainsi considérablement le progrès génétique sur le rendement en huile de palme. Un schéma de sélection génomique récurrente réciproque est proposé pour le palmier à huile. Son application nécessite de confirmer expérimentalement les simulations en estimant sur plusieurs générations la précision de sélection sans recalibration du modèle. Ces futures recherches devraient utiliser les nouveaux modèles de SG, potentiellement plus efficaces (prise en compte des effets non additifs ou d’informations a priori sur les effets des marqueurs, etc.)