2014 REU Poster: Measuring Tryptophan Metabolism Using Analogs of Tryptophan

Poster presentation at REU Summer's End Research Symposium, 2014, by REU participant Thierno Diallo, Roxbury Community College - John "Chip" Celenza group, Sanda Zolj lab mentorNSF-RE

Croissance épitaxiale des matériaux semi-conducteurs III-V et IV sur graphène pour des applications optoélectroniques

L’hétéroépitaxie conventionnelle permet la croissance épitaxiale de couches cristallines de haute qualité sur des substrats compatibles. Cependant, en raison des désaccords de maille/thermique, la formation de défauts cristallins tels que les dislocations dans les couches hétéroépitaxiales entrave fortement l’hétérointégration de divers semi-conducteurs et le développement de dispositifs de haute performance. Alternativement, l’épitaxie Van der Waals (VdWE), un nouveau paradigme de croissance épitaxiale permet la croissance des semiconducteurs cristallins sur des matériaux 2D sans les contraintes susmentionnées. Ce nouveau concept d’hétéroépitaxie mettant en œuvre de faibles interactions de type VdW est principalement dicté par les propriétés de la surface des matériaux 2D. Le graphène, combinant la flexibilité mécanique et la faible liaison de surface, s’est avéré être l’un des matériaux 2D les plus populaires pour la croissance épitaxiale VdW. Ce concept a suscité un grand intérêt dans la communauté scientifique, mais sa mise en œuvre est entravée par la compréhension incomplète et immature des processus gouvernant l’étape de nucléation. Ainsi, cette question reste ouverte, car aucune solution viable n’a encore été proposée et il n’y a pas de vision claire sur cette étape fondamentale de la croissance. En effet, la nucléation étant un processus éphémère est très difficile à observer en détail avec les techniques d’analyse conventionnelles post-croissance. En outre, les chercheurs n’ont pas pu fournir de preuves tangibles pour les nombreuses spéculations proposées sur la cinétique des premiers stades de la croissance des semi-conducteurs à 3D sur le graphène (2D). Ce défi a soulevé la question suivante : « Le graphène est-il le substrat ultime pour résoudre les défis fondamentaux de l’hétérointégration des matériaux ayant des désaccords de maille? ». Pour cette raison, les mécanismes gouvernant la nucléation des matériaux sur graphène font l’objet de débats depuis plus d’une décennie. Dans cette thèse, nous avons démontré pour la première fois l’épitaxie VdW de Ge sur monocouche suspendue de graphène (S-SLG) par observation directe à l’intérieur d’un microscope électronique en transmission (TEM). Pour ce faire, la synthèse de couches de graphène de haute qualité a été développée. Le graphène a été synthétisé sur le Ge (100) par CVD en utilisant une voie compatible avec l’intégration verticale avec les semi-conducteurs. Lors de cette étude, nous avons démontré que l’état de surface du substrat joue un rôle crucial dans la qualité du graphène déposé. Ainsi, un traitement de surface efficace, basé sur l’acide bromhydrique (HBr) a été mis au point. En effet, des couches de graphène de haute qualité avec un ratio ID/IG aussi faible que 0,2 ont été obtenues sur substrat de Ge (100). Pour mieux contrôler la nucléation qui est la phase centrale de la croissance cristalline, nous proposons de nouvelles perspectives à partir des observations en temps réel de la croissance in situ de Ge sur graphène en utilisant un TEM à haute résolution (HR). Nous avons étudié les mécanismes clés régissant la nucléation et la croissance du matériau 3D sur la surface du graphène. Alors que la faible énergie de surface du graphène rend difficile la nucléation de Ge sur la surface propre sans défaut, une stratégie en deux étapes a été proposée : Nucléation à basse température (220 °C) et recuit à des températures plus élevées afin d’améliorer la qualité cristalline des cristaux de Ge. À travers les images HRTEM, nous avons déterminé une taille critique de 0,7-1 nm2 permettant la nucléation de Ge sur SLG. Cette taille critique, qui n’a jamais été rapportée avant ce rapport, est cohérente avec celle prédite par la théorie classique de la nucléation. En outre, les données en temps réel ont révélé que, en raison de faibles interactions vdW, les germes Ge peuvent flotter librement à la surface du substrat de graphène, et leuriv coalescence est gouverné par un processus de murissement d’Ostwald extrême rapide. Notre observation majeure, cependant, a été l’implémentation des doubles hétérostructures de Ge/SLG/Ge (3D/2D/3D). Dans les conditions expérimentales employées, nous avons découvert une diffusion verticale (DV) des particules de Ge à travers le réseau hexagonal compact du graphène. Un tel phénomène intrigant ne peut être observé à l’aide des méthodes conventionnelles d’analyse ex situ, qui sont normalement réalisées après la croissance. Ces résultats ont mis en évidence le mécanisme de croissance des semi-conducteurs sur les monocouches de graphène et ont offert une nouvelle voie vers des dispositifs hybrides semiconducteurs/graphène à hautes performances. Finalement, dans l’ambition d’optimiser la croissance de matériaux III-V avec de bonnes propriétés pour la VdWE, une nouvelle approche d’épitaxie hybride a été mise au point et évaluée. Cette technique hybride d’épitaxie, utilisant à la fois des sources solides et gazeuses, est alternative aux techniques standards comme l’épitaxie par faisceaux moléculaires (MBE) et chimiques (CBE). Les résultats expérimentaux de la croissance d’AlInAs et de GaInAs sur substrats d’InP, ont démontré que cette nouvelle approche est efficace pour croitre des couches avec d’excellentes propriétés cristallines, optiques et à faible dopage résiduel.Abstract : Conventional heteroepitaxy allows epitaxial growth of highly crystalline layers onto compatible substrates. However, due to the lattice/thermal mismatch, the formation of crystalline defects such as dislocations in heteroepitaxial layers severely impede the heterointegration of various semiconductors with complementary properties and the development of high-performance devices. Alternatively, Van der Waals epitaxy (vdWE), a new paradigm of epitaxial growth can enable the growth of crystalline semiconductors on 2D materials without the aforementioned constraints. This new concept of heteroepitaxy, mediated by weak VdW interactions, is mainly dictated by the surface properties of emerging 2D materials, which also have many novel electrical, optical, thermal, and mechanical properties. Graphene, a 2D material that combines mechanical flexibility and weak surface bonding, is found to be one of the most popular for VdW epitaxial growth. This is currently the subject of intense research in the community, but tangible exploitation of such a compelling phenomenon is impeded by the immature and incomplete understanding of the nucleation and growth processes. Therefore, the question remains open as no viable solution was reached yet and there is no clear picture of the nucleation step. In fact, the nucleation process, which is a fleeting event is very difficult to observe in detail by using conventional ex situ analyses. Besides, researchers could not provide hard evidence for the several speculations involving the kinetics of threedimensional (3D) crystal growth over 2D graphene, at early stages of growth process. This challenge raised the following question: “Is graphene the ultimate substrate to solve fundamental challenges of heterointegration of mismatched materials?” For matters as such, governing mechanisms for nucleation on graphene has been debated for more than a decade now; however, despite the promises of VdW epitaxy, the lack of understanding of basic phenomena is still a major obstacle to the new applications. In this thesis, we demonstrated for the first time, in-situ TEM observation of VdWE of Ge on freestanding single layer graphene suspended graphene monolayers (S-SLG). To do this, the synthesis of high-quality graphene layers was developed. Using a compatible approach for the monolithic integration of 3D semiconductors on 2D materials, graphene was synthesized on germanium (Ge) (100) by CVD. In this study, we demonstrated that the physical and chemical surface state of the substrate play a crucial role in the quality of deposited graphene layers. Thus, an effective surface treatment, based on hydrobromic acid (HBr) has been developed. Highquality graphene layers with an ID/IG ratio as low as 0.2 were obtained on Ge (100). To better control the nucleation that is the central phase of crystalline growth, we offer new perspectives from real-time observations of Ge's in situ growth on graphene using a highresolution TEM. Through meticulous analysis of the collected video data, we investigated the key mechanisms governing the nucleation and the growth of sp3-bonded 3D material on the weakly interacting graphene surfaces. Whereas the low surface energy of the graphene layer prevented the nucleation of Ge over pristine and defect-free graphene, a two-step strategy consists of nucleating at low temperature (220 °C) and annealing at higher temperatures, resulted in growth of highly crystalline quality Ge. In view of the high-resolution TEM images, we determined a critical size of 0.7-1 nm2 enabling the nucleation of Ge on SLG. This critical size, which has never been reported prior to this report, is consistent with the one predicted by the classical nucleation theory. Moreover, the real-time data revealed that, due to weak VdW interactions, the Ge germs can freely float on the surface of graphene substrate,vi making the coarsening process of Ge layer to be dominated by a very fast Ostwald ripening process. Our major finding, however, was achieved by examining the 3D/2D/3D (2D/2D/2D) configuration of the Ge/graphene/Ge double heterostructures. Under the experimental conditions employed in our work, we recorded a vertical diffusion (VD) of Ge particles through the closely packed hexagonal ring of single layers of graphene. Such an intriguing and yet unexplored phenomenon cannot be obtained by means of the conventional ex situ analysis methods, which are normally carried out after the growth of material. These findings highlighted the growth mechanism of semiconductors on graphene monolayers and provided a new path to high-performance semiconductor/graphene hybrid devices. Finally, in the ambition to optimize the growth of III-V materials with good properties for VdWE, a new hybrid epitaxy approach has been proposed and evaluated. This hybrid epitaxy technique, using both solid and gaseous sources, is an alternative approach to standard techniques such as molecular beam epitaxy (MBE) and chemical beam epitaxy (CBE). Experimental results of the growth of AlInAs and GaInAs on InP substrates showed that this new approach is effective in growing layers with excellent crystalline, optical properties, and low residual doping

Etude et illustration de méthodes itératives d'optimisation non linéaire

Il s'agira d'étudier un certain nombre de méthodes classiques basées notamment sur les gradients des fonctions à optimiser; ces techniques seront analysées du point de vue de leur convergence et le candidat aura pour tâche de les mettre en oeuvre en les programmant, de les comparer et d'élaborer un outil graphique permettant d'illustrer le fonctionnement des méthodes itératives de manière didactique. Il fournira enfin sous une forme aussi compacte que possible des précisions sur les champs d'application de ces techniques et sur leurs qualités respectives

Perceptions des infirmières et infirmiers du Québec de la prise en compte de l’alimentation durable dans leur pratique clinique : une étude qualitative

Introduction: A sustainable diet is a diet that is respectful of ecosystems, culturally acceptable, accessible and healthy. It is considered as a promising avenue for optimizing health and reducing the impacts of food on the environment. Several nursing associations have demonstrated a growing concern for nurses’ involvement in environmental and climate change issues, including in promoting sustainable diet. However, the literature reveals a lack of data on why and how nurses could address sustainable diet in their clinical practice. Objective: The aim of this study was to explore clinical nurses’ perceptions of their role in the promotion of sustainable diet. Methods: A descriptive qualitative study was conducted based on 6 focus groups involving 20 nurses from 7 regions of the province of Quebec, Canada. Computer-assisted thematic analysis was conducted on verbatim transcripts. Results: The discussions revealed 3 major themes. First, some dimensions of sustainable eating are already implicitly addressed and nurses were theoretically open to make further. However, it was difficult to see how nurses could translate this interest into concrete action due to a lack of time and their other clinical priorities. Lastly, in order to do this, nurses need support from health organizations as well as clear guidelines, training and tools. Discussion and conclusion: Despite experts’ recommendations, many barriers and inadequacies between experts’ recommendations and nurses’ reality prevent the implementation of concrete initiatives toward the promotion of sustainable diet among nurses. Nurses are invited to get involved and contribute to the promotion of sustainable diet with a “bottom-up” approach.Introduction : L’alimentation durable désigne une alimentation saine, solidaire et juste, présentant un faible impact environnemental et contribuant à la souveraineté, à la sécurité et à la santé alimentaires. Plusieurs associations infirmières ont manifesté un intérêt croissant pour favoriser la contribution infirmière en regard des enjeux climatiques, notamment en matière d’alimentation durable. Cependant, peu de données sont disponibles sur les rôles et les actions attendues des infirmières et infirmiers. Objectif : L’objectif de cette étude était d’explorer les perceptions infirmières de la prise en compte de l’alimentation durable dans leur pratique clinique. Méthodes : Une étude qualitative descriptive a été menée auprès de 6 groupes de discussion impliquant 20 infirmières et infirmiers de 7 régions de la province de Québec, au Canada. Les transcriptions intégrales des rencontres ont été analysées selon une analyse thématique assistée par ordinateur. Résultats : Les discussions ont révélé 3 thèmes principaux. Premièrement, les infirmières et infirmiers abordent déjà implicitement certaines dimensions de l’alimentation durable et ont une ouverture « théorique » pour l’intégrer davantage. Deuxièmement, les infirmières et infirmiers perçoivent difficilement comment cet intérêt peut se traduire par des actions concrètes en raison du manque de temps et de leurs autres priorités cliniques. Troisièmement, les infirmières et infirmiers ont besoin de soutien de la part des organisations de santé ainsi que des lignes directrices claires, des formations et des outils. Discussion et conclusion : Plusieurs barrières et inadéquations entre les recommandations émises par les experts et la réalité de la pratique infirmière empêchent la mise en place concrète d’initiatives chez les infirmières et infirmiers qui sont invités à s’engager et à contribuer à la promotion de l’alimentation durable avec une approche dite bottom-up

The mango in French-speaking West Africa : sistemas de produccion e itinerarios técnicos

Introduction. Les systèmes de production du manguier en Afrique de l'Ouest sont très variés. Chacun d'eux s'est développé dans un contexte spécifique où l'itinéraire technique et la composition variétale des plantations contribuent à la diversité observée. L'étude entreprise devrait permettre de mieux comprendre l'influence des débouchés potentiels sur l'évolution de cette filière horticole. Les principaux systèmes de plantation. Dans la région étudiée, l'essentiel des vergers de manguiers exploités a moins de 10 ha; leur production est extensive et utilise peu d'intrants. Ils appartiennent en majorité à des planteurs dont l'activité principale est centrée sur l'agriculture. Certaines plantations proches de 100 ha, trouvées au Sénégal ou en Côte d'Ivoire, appartiennent à des exportateurs et bénéficient d'un encadrement technique. Les itinéraires techniques. L'étude des itinéraires techniques utilisés en vergers de manguiers en Afrique de l'Ouest a permis d'analyser les aspects de production de plants, choix du site, aménagement du verger avant plantation, plantation des et entretien des arbres, protection contre les incendies, alimentation hydrique, ainsi que l'effet du marché d'exportation sur le choix variétal et l'offre variétale au cours d'une campagne de récolte. Maladies et ennemis. Un inventaire des problèmes pathologiques et des maladies physiologiques susceptibles de dévaloriser la production a été effectué. Commercialisation. Cette partie a permis de distinguer les exportations intercontinentales, nécessitant une organisation spécifique de la récolte et du conditionnement, et les marchés locaux, nationaux et régionaux. La transformation. Aujourd'hui, la part des mangues transformées en Afrique de l'Ouest n'utilise qu'une proportion infime de la production totale. Conclusion et perspectives. À côté d'une production traditionnelle qui présente des signes de fragilité apparaissent des vergers modernes. Plus qu'une intensification des vergers, par ailleurs nécessaire, une rationalisation des pratiques agronomiques, de la protection phytosanitaire, de la récolte ou de la manipulation des fruits est incontournable. En aval, la filière d'exportation se trouve confrontée à une évolution rapide des réglementations exogènes, basées sur des normes qualitatives et sanitaires de plus en plus strictes. (Résumé d'auteur

Devenir des pathologies du canal péritonéo-vaginal et de la migration testiculaire chez l’enfant : prise en charge au centre hospitalier de Louga, Sénégal: Outcome of processus vaginalis and testicular migration related pathologies in children treated at Louga Hospital, Senegal

Contexte et objectifs. Le devenir des pathologies du canal péritonéo-vaginal (CPV) et de la migration testiculaire chez l’enfant est peu connu. L’objectif de ce travail était de décrire les aspects cliniques et le devenir de ces pathologies. Méthodes. Etude documentaire descriptive portant sur les hernies, hydrocèles, cryptorchidies et torsions du cordon spermatique opérées chez le garçon âgé de 0 à 16 ans, au Centre hospitalier de Louga, Sénégal, de janvier 2018 à décembre 2019. Résultats. 184 dossiers des patients ont été colligés, soit 32,5 % de patients opérés au cours de la période. Leur âge moyen était de 5,4 ± 4,3 ans. Ces pathologies englobaient : hernies inguinales (n=37 dont 3 étranglements), hydrocèles (n=113), cryptorchidies (n=27), testicules oscillants (n=2) et torsions du cordon spermatique (n=5). L’abord a été inguinal dans 96,1 %. Le traitement a consisté en : ligature du CPV, abaissement testiculaire, orchidopexie, orchidectomie. Aucune récidive, atrophie ou fonte testiculaire n’a été observée en trois mois de suivi. Conclusion. La prise en charge en urgence ou non des pathologies du CPV et de la migration testiculaire chez l’enfant est fréquente dans notre pratique, sans complication à courte terme. Le défi réside dans le suivi à long terme en raison des complications tardives. Context and objectives. Little is known about the outcome of patent processus vaginalis and testicular migration pathologies in children. The objectives of this study were to analyze clinical and therapeutic features of these pathologies. Methods. This was a descriptive retrospective study involving boys aged 0 to 16 years, operated for inguinal hernias, hydroceles, cryptorchidisms and testicular torsions, at the Louga Regional Hospital Center, Senegal, from January 2018 to December 2019. Results. 184 patients were recorded, which represented 32.5 % of all patients operated in the same period. Their average age was 5.4 ± 4.3 years. The managed pathologies were: inguinal hernias (n= 37 including 3 incarcerated hernias), hydroceles (n= 113), cryptorchidisms (n= 27), retractile testicles (n=2) and testicular torsions (n= 5). Inguinal approach was performed in 96,1 % of cases. Surgical managements were: ligature of the patent processus vaginalis, relocating the testicle within the scrotum, orchidopexy and orchidectomy. No recurrence, no purulent testicular discharge or testicular atrophy was encountered. Conclusion. Processus vaginalis and testicular migration pathologies are common in our practice. At 3 months of surgical operation, no complication was observed. However, the challenge is long-term follow-up due to late complications