Simulation of Reciprocal Space Maps for Thin Ion-Implanted Layers in Yttrium-Iron Garnet Films with Defects

Numerical simulation of the reciprocal space maps measured from the ion-implanted single-crystal yttrium-iron garnet films on gadolinium-gallium garnet substrate has been carried out basing on the theoretical model of the triple-crystal dynamical diffractometry of crystalline multilayer systems with inhomogeneous strain distributions and randomly distributed defects. The presence of growth defects in both film and substrate as well as radiation defects created in subsurface layer of nanometer-scale thickness after 90 keV F+ ion implantation was taken into account in the proposed model of the film system

Influence of multi-walled carbon nanotubes in polytetrafluoroethylene on the parameters of electronic structure and absorption of ultra-high-frequency radiation

Using the methods of angular correlation of annihilation radiation (ACAR), attenuation of electromagnetic radiation in 1.5–2.2 GHz frequency range, and optical ellipsometry, it was shown that in composites of polytetrafluoroethylene (PTFE) + multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), a 2% decrease in the probability of annihilation of positrons in free volumes in PTFE leads to changes in other parameters of electronic structure of composites by 8–29%. Polytetrafluoroethylene is transparent to electromagnetic radiation, but after the addition of 10 wt.% or more of MWCNTs, the composites demonstrate 200–410-fold decrease in the electromagnetic radiation intensity when the radiation passes through a specimen with a thickness of ≈2 mm. It was found that the average radius of the free volumes and the probability of annihilation of positrons are determined by the defect and electronic structures of the polymer matrix only. The Fermi angle and the probability of positrons annihilation with free electrons are determined by the analogous structures of MWCNTs only. Since the electronic characteristics of the atoms and defects in the polymer matrix (at least outside the interphase) do not change, the changes in the other ACAR parameters are mainly due to changes in the imperfect MWCNTs’ atomic and electronic structures. The average radius of free volumes reaches its maximum value in the composite with 10 wt.% MWCNTs. It was found that in a specimen with 10 wt.% MWCNTs, the highest density of free electrons is observed due to charge transfer from free volumes to MWCNTs, and the highest electron density is observed on defects. A disorder of MWCNTs and their branched conductive network can form the ‘tails’ of electronic density of states in a band gap. Thus, composite with 10 wt.% MWCNTs has the highest absorption coefficient for electromagnetic radiation

Strong Electron Corrections in Short-range Magnetic Order and Electrical Resistance of Homogeneously Disordered Binary Crystals

The formation of both the short-range magnetic order and the electrical conductivity in homogeneously disordered binary crystals under the influence of strong electron correlations is considered (by the example of b.c.c.-Fe1-cCoc alloys). For the description of electron states in a crystal, the multiband model of a tight binding and the method of the cluster expansion for Green’s functions and the thermodynamic potential of a disordered crystal are used. Strong electron correlations and the well-developed short-range order of substitutional atoms lead to the appearance of a quasigap in the electron-energy spectrum. The microscopic mechanisms of magnetic ordering and formation of the electrical resistance are concerned with both the Fermi-level position within the quasigap region and the realignment of the electron-energy spectrum with changes of the temperature or the alloying-component concentration. The parameter of pairwise magnetic correlations decreases with increase in the temperature and tends to zero in a vicinity of the Curie temperature. The nonmonotonic concentration dependence of the Fe-Co-alloy electrical resistance is investigated as well. It is caused by strong electron correlations and the magnetic order resulting from these correlations.Розглянуто формування близького магнiтного порядку та електропровiдностi в однорiдно невпорядкованих бiнарних кристалах пiд впливом сильних електронних кореляцiй (на прикладi сильно корельованої електронної пiдсистеми сплаву ОЦК-Fe1\u100000cCoc). Для опису електронних станiв у кристалi використано багатозонну модель сильного зв’язку та метод кластерного розкладання для грiнових функцiй i термодинамiчного потенцiалу невпорядкованого кристала. Сильнi електроннi кореляцiї та “розвинутий” близький порядок атомiв замiщення приводять до появи квазiщiлини в енергетичному спектрi електронiв. Мiкроскопiчнi механiзми магнiтного упорядкування i формування електроопору пов’язанi з розташуванням рiвня Фермi в областi квазiщiлини, а також з перебудовою енергетичного спектра електронiв внаслiдок змiн температури або концентрацiї легуючої компоненти. Параметр парних магнiтних кореляцiй зменшується зi зростанням температури i прямує до нуля в областi температури Кюрi. Дослiджено також немонотонну концентрацiйну залежнiсть електроопору сплаву Fe–Co. Вона визначається сильними електронними кореляцiями та зумовленим ними магнiтним порядком

Dynamical X-Ray Diffraction Characterization of the Self-Organized Quantum Dot Formation In Imperfect Semiconductor Superlattices

The self-organized quantum dot (QD) formation in InGaAs/GaAs superlattices grown by molecular beam epitaxy was investigated by the high-resolution X-ray diffraction technique. The investigated samples had the identical structure consisting of fifteen periods of {InxGa1−xAs (8 ML)/GaAs (26 ML)} with the nominal In concentration x = 0.2. The diffraction profiles and reciprocal lattice maps for these samples have been measured at symmetrical (004) reflection by using the triple-crystal X-ray diffractometer. The analysis of the measured data was performed by using the proposed diffraction model based on the statistical theory of dynamical X-ray scattering in imperfect single crystals and multilayer structures

Simulation of Reciprocal Space Maps for Thin Ion-Implanted Layers in Yttrium-Iron Garnet Films with Defects

Numerical simulation of the reciprocal space maps measured from the ion-implanted single-crystal yttrium-iron garnet films on gadolinium-gallium garnet substrate has been carried out basing on the theoretical model of the triple-crystal dynamical diffractometry of crystalline multilayer systems with inhomogeneous strain distributions and randomly distributed defects. The presence of growth defects in both film and substrate as well as radiation defects created in subsurface layer of nanometer-scale thickness after 90 keV F+ ion implantation was taken into account in the proposed model of the film system

Double- and triple-crystal X-ray diffractometry of microdefects in silicon

The generalized dynamical theory of X-ray scattering by real single crystals allows to self-consistently describe intensities of coherent and diffuse scattering measured by double- and triple-crystal diffractometers (DCD and TCD) from single crystals with defects in crystal bulk and with strained subsurface layers. Being based on this theory, we offer the combined DCD+TCD method that exhibits the higher sensitivity to defect structures with wide size distributions as compared with any of these methods alone. In the investigated Czochralski-grown silicon crystals, the sizes and concentrations of small oxygen precipitates as well as small and large dislocation loops have been determined using this method

Dynamical Theory of Triple-Crystal X-ray Diffractometry and Characterization of Microdefects and Strains in Imperfect Single Crystals

A short review of basic principles and limitations in obtaining the analytical expressions for the coherent and diffuse scattering intensities measured by the triple-crystal diffractometer (TCD) are presented. Explicit analytical expressions are given for both the diffuse components of TCD profiles and the reciprocal-lattice maps measured within the Bragg diffraction geometry from crystals containing microdefects of several types. These formulas are derived by using the generalized dynamical theory of X-ray scattering by imperfect crystals with randomly distributed microdefects. Some examples demonstrating possibilities of the developed theory for quantitative characterization of structural imperfections in real single crystals are represented. In particular, characteristics of the complicated microdefect structures fabricated in various silicon crystals grown by Czochralski technique and floating-zone melting method are determined by analytical treatment of the measured TCD profiles, rocking curves, and reciprocal space maps.В роботі представлено короткий огляд основних принципів, що використовуються при одержанні аналітичних виразів для когерентної та дифузної інтенсивностей розсіяння, виміряних трикристальним дифрактометром (ТКД). Одержано точні аналітичні вирази для дифузних компонент як ТКД-профілів, так і мап оберненого простору, виміряних у геометрії дифракції за Бреґґом для кристалів, які містять мікродефекти декількох типів. Ці формули одержано при використанні узагальненої динамічної теорії розсіяння Рентґенових променів неідеальними кристалами з випадково розподіленими мікродефектами. Представлено деякі приклади, які демонструють можливості розробленої теорії для кількісної характеризації недосконалостей структури в реальних монокристалах. Зокрема, шляхом аналітичного обробляння виміряних ТКД-профілів, кривих відбивання і мап оберненого простору визначено характеристики складних структур мікродефектів, створених у кристалах силіцію методами Чохральського і зонного топлення.В работе представлен краткий обзор основных принципов, используемых при получении аналитических выражений для когерентной и диффузной интенсивностей рассеяния, измеряемых трёхкристальным дифрактометром (ТКД). Получены точные аналитические выражения для диффузных компонент как ТКД-профилей, так и карт обратного пространства, измеренных в геометрии дифракции по Брэггу для кристаллов, содержащих микродефекты нескольких типов. Эти формулы получены при использовании обобщённой динамической теории рассеяния рентгеновских лучей неидеальными кристаллами со случайно распределёнными микродефектами. Представлены некоторые примеры, демонстрирующие возможности разработанной теории для количественной характеризации несовершенств структуры в реальных монокристаллах. В частности, путём аналитической обработки измеренных ТКД-профилей, кривых отражения и карт обратного пространства определены характеристики сложных структур микродефектов, созданных в кристаллах кремния методами Чохральского и зонной плавки

Quantum-Mechanical Model of Interconsistent Amplitude and Dispersion Influences of Structure Imperfections on the Multiple Scattering Pattern for Mapping and Characterization of Strains and Defects in Ion-Implanted Garnet Films

Numerical simulation of the reciprocal-space maps for ion-implanted single-crystal yttrium—iron garnet films on gadolinium—gallium garnet substrates is carried out and based on the theoretical model of the triple-axes dynamical diffractometry of multilayer crystalline systems with inhomogeneous strain distributions and randomly distributed defects. In this model, the amplitude and dispersion mechanisms of influence of the structure imperfections on diffraction or refraction, absorption and extinction of radiation, respectively, for the coherent and diffuse scattering intensities are interconsistently taken into account for all the layers of the system, using derived recurrent relations between the coherent-scattering amplitudes. The presence of growth defects in both the film and the substrate as well as radiation defects created in subsurface layer of nanometre-scale thickness after 90 keV F⁺ ion implantation are taken into account in the proposed model of the multilayer systems. Using this model, the rocking curves measured from as-grown and ion-implanted samples are also treated for determination of realistic strain-profile parameters and structural-defect characteristics in both implanted films and substrates with the aim of numerical reconstruction of the diffraction patterns from multilayer imperfect single-crystal systems.Чисельне моделювання карт оберненого простору для йонно-імплантованих монокристалічних залізо-ітрійових плівок ферит-ґранатів на підложжях з ґадоліній-ґалійового ґранату здійснено на основі теоретичного моделю тривісної динамічної дифрактометрії для багатошарових кристалічних систем із неоднорідними розподілами деформації та випадково розподіленими дефектами. В цьому моделі амплітудний і дисперсійний механізми впливу недосконалостей структури відповідно на дифракцію чи на заломлення, поглинання й екстинкцію випромінення в інтенсивності когерентного та дифузного розсіяння взаємоузгоджено враховувалися для всіх шарів системи за допомогою одержаних рекурентних співвідношень між амплітудами когерентного розсіяння. В запропонованому моделі багатошарових систем враховано наявність ростових дефектів, як у плівці, так і в підложжі, а також радіяційних дефектів у приповерхневому шарі нанометрової товщини, утворених після імплантації йонів F⁺ з енергією у 90 кеВ. З використанням зазначеного моделю також оброблялися криві хитання вихідного та йонно-імплантованого зразків для визначення реалістичних параметрів профілів деформації та структурних характеристик дефектів у підложжях та імплантованих плівках з метою чисельної реконструкції картин динамічної дифракції від монокристалічних багатошарових зразків.Численное моделирование карт обратного пространства для ионно-имплантированных монокристаллических железо-иттриевых плёнок феррит-гранатов на подложках из гадолиний-галлиевого граната осуществлено на основе теоретической модели трёхосной динамической дифрактометрии для многослойных кристаллических систем с неоднородными распределениями деформации и случайно распределёнными дефектами. В этой модели амплитудный и дисперсионный механизмы влияния несовершенств структуры соответственно на дифракцию или на преломление, поглощение и экстинкцию излучений в интенсивности когерентного и диффузного рассеяния взаимосогласованно учитывались для всех слоёв системы с помощью полученных рекуррентных соотношений между амплитудами когерентного рассеяния. В предлагаемой модели многослойных систем учтено наличие ростовых дефектов, как в плёнке, так и в подложке, а также радиационных дефектов в приповерхностном слое нанометровой толщины, образованных после имплантации ионов F⁺ с энергией 90 кэВ. С использованием упомянутой модели также обрабатывались кривые качания исходного и ионно-имплантированного образцов для реалистичного определения параметров профилей деформации и структурных характеристик дефектов в подложках и имплантированных плёнках с целью численной реконструкции картин динамической дифракции от монокристаллических многослойных образцов

Recommendations for Management of Endemic Diseases and Travel Medicine in Solid-Organ Transplant Recipients and Donors: Latin America.

The Recommendations for Management of Endemic Diseases and Travel Medicine in Solid-Organ Transplant Recipients and Donors: Latin America clinical practice guideline is intended to guide clinicians caring for solid-organ transplant (SOT) donors, candidates and recipients regarding infectious diseases (ID) issues related to this geographical region, mostly located in the tropics. These recommendations are based on both systematic reviews of relevant literature and expert opinion from both transplant ID and travel medicine specialists. The guidelines provide recommendations for risk evaluation and laboratory investigation, as well as management and prevention of infection of the most relevant endemic diseases of Latin America. This summary includes a brief description of the guideline recommendations but does not include the complete rationale and references for each recommendation, which is available in the online version of the article, published in this journal as a supplement. The supplement contains 10 reviews referring to endemic or travel diseases (eg, tuberculosis, Chagas disease [ChD], leishmaniasis, malaria, strongyloidiasis and schistosomiasis, travelers diarrhea, arboviruses, endemic fungal infections, viral hepatitis, and vaccines) and an illustrative section with maps (http://www.pmourao.com/map/). Contributors included experts from 13 countries (Brazil, Canada, Chile, Denmark, France, Italy, Peru, Spain, Switzerland, Turkey, United Kingdom, United States, and Uruguay) representing four continents (Asia, the Americas and Europe), along with scientific and medical societies