Low Voltage Nanoelectromechanical Switches Based on Silicon Carbide Nanowires

We report experimental demonstrations of electrostatically actuated, contact-mode nanoelectromechanical switches based on very thin silicon carbide (SiC) nanowires (NWs). These NWs are lithographically patterned from a 50 nm thick SiC layer heteroepitaxially grown on single-crystal silicon (Si). Several generic designs of in-plane electrostatic SiC NW switches have been realized, with NW widths as small as ~20 nm and lateral switching gaps as narrow as ~10 nm. Very low switch-on voltages are obtained, from a few volts down to ~1 V level. Two-terminal, contact-mode “hot” switching with high on/off ratios (>10^2 or 10^3) has been demonstrated repeatedly for many devices. We find enhanced switching performance in bare SiC NWs, with lifetimes exceeding those based on metallized SiC NWs

Monocrystalline silicon carbide nanoelectromechanical systems

SiC is an extremely promising material for nanoelectromechanical systems given its large Young's modulus and robust surface properties. We have patterned nanometer scale electromechanical resonators from single-crystal 3C-SiC layers grown epitaxially upon Si substrates. A surface nanomachining process is described that involves electron beam lithography followed by dry anisotropic and selective electron cyclotron resonance plasma etching steps. Measurements on a representative family of the resulting devices demonstrate that, for a given geometry, nanometer-scale SiC resonators are capable of yielding substantially higher frequencies than GaAs and Si resonators

Quality factor issues in silicon carbide nanomechanical resonators

Nanomechanical resonators with fundamental mode resonance frequencies in the Very-High Frequency (VHF), Ultra-High Frequency (UHF) range and microwave L-band are fabricated from monocrystalline silicon carbide thin film material, and measured by magnetomotive transduction, combined with a balanced bridge read out circuit. For resonators made from the same film, we measured the frequency (i.e., geometry) dependence of the quality factor. It is found that the quality factor of these resonators decreases when the frequency increases. This indicates the importance of clamping loss in this regime. In addition, from studies of resonators made from different chips with varying surface roughness, we found a strong correlation between surface roughness of the silicon carbide thin film material and the quality factor of the resonators made from it. Understanding the dissipation mechanisms, and thus improving the quality factor of these resonators, is important for implementing applications promised by these devices

Dissipation in Single-Crystal 3C-SiC Ultra-High Frequency Nanomechanical Resonators

The energy dissipation 1/Q (where Q is the quality factor) and resonance frequency characteristics of single-crystal 3C-SiC ultrahigh frequency (UHF) nanomechanical resonators are measured, for a family of UHF resonators with resonance frequencies of 295MHz, 395MHz, 411MHz, 420MHz, 428MHz, and 482MHz. A temperature dependence of dissipation, 1/Q ~ T^(0.3) has been identified in these 3C-SiC devices. Possible mechanisms that contribute to dissipation in typical doubly-clamped beam UHF resonators are analyzed. Device size and dimensional effects on the dissipation are also examined. Clamping losses are found to be particularly important in these UHF resonators. The resonance frequency decreases as the temperature is increased, and the average frequency temperature coefficient is about -45ppm/K.Comment: Solid-State Sensors, Actuators, and Microsystems Workshop Hilton Head Island, South Carolina, June 4-8, 2006 (Invited

Wireless Capacitive Pressure Sensor With Directional RF Chip Antenna for High Temperature Environments

This paper presents the design, fabrication and characterization of a wireless capacitive pressure sensor with directional RF chip antenna that is envisioned for the health monitoring of aircraft engines operating in harsh environments. The sensing system is characterized from room temperature (25 C) to 300 C for a pressure range from 0 to 100 psi. The wireless pressure system consists of a Clapp-type oscillator design with a capacitive MEMS pressure sensor located in the LC-tank circuit of the oscillator. Therefore, as the pressure of the aircraft engine changes, so does the output resonant frequency of the sensing system. A chip antenna is integrated to transmit the system output to a receive antenna 10 m away.The design frequency of the wireless pressure sensor is 127 MHz and a 2 increase in resonant frequency over the temperature range of 25 to 300 C from 0 to 100 psi is observed. The phase noise is less than minus 30 dBcHz at the 1 kHz offset and decreases to less than minus 80 dBcHz at 10 kHz over the entire temperature range. The RF radiation patterns for two cuts of the wireless system have been measured and show that the system is highly directional and the MEMS pressure sensor is extremely linear from 0 to 100 psi

Short and oral antimicrobial therapy for diabetic foot infection: a narrative review of current knowledge

Diabetic foot infection is a frequent complication in long-standing diabetes mellitus. For antimicrobial therapy of this infection, both the optimal duration and the route of administration are often based more on expert opinion than on published evidence. We reviewed the scientific literature, specifically seeking prospective trials, and aimed at addressing two clinical issues: (1) shortening the currently recommended antibiotic duration and (2) using oral (rather than parenteral) therapy, especially after the patient has undergone debridement and revascularization. We also reviewed some older key articles that are critical to our understanding of the treatment of these infections, particularly with respect to diabetic foot osteomyelitis. Our conclusion is that the maximum duration of antibiotic therapy for osteomyelitis should be no more than to 4-6 weeks and might even be shorter in selected cases. In the future, in addition to conducting randomized trials and propagating national and international guidance, we should also explore innovative strategies, such as intraosseous antibiotic agents and bacteriophages

Monitorização dos problemas fitossanitários e fauna auxiliar presentes em pomares de macieiras da ilha Terceira

I Congresso de Fruticultura e Viticultura. Angra do Heroísmo 17-19 Abril 2008.Trabalho de investigação desenvolvido no projecto INTERFRUTA II, financiado pelo programa INTERREG III-B (05/MAC/3.1/A4).Nos objectivos do Projecto INTERFRUTA II, projecto desenvolvido nas Ilhas da Madeira, Tenerife (Canárias) e Terceira (Açores) destinado a contribuir para a promoção da fruticultura e viticultura nestas três regiões insulares, procurou-se atingir uma melhoria dos conhecimentos sobre diversas culturas abrangidas nos diversos trabalhos de investigação e de entre as quais a das macieiras, onde através deste trabalho, nas duas zonas de maior produtividade da Ilha Terceira (Biscoitos e São Sebastião), se procurou conhecer os seus problemas fitossanitários, de forma a determinar os períodos de maior actividade e risco principalmente das pragas que afectam a macieira e assim tentar encontrar a melhor forma de as poder combater através da aplicação prática dos conceitos da Protecção Integrada, o que contribuiu, decisivamente, para o conhecimento e procura de soluções inovadoras que conduziram ao acréscimo do rendimento dos produtores e a uma menor utilização e aplicação de pesticidas. Para além disso, pretendeuse identificar toda a fauna auxiliar presente nos pomares de macieira estudados. Nas macieiras, os principais problemas fitossanitários decorrem da presença de aranhiço vermelho (Panonychus ulmi Koch), traça-oriental (Cydia molesta) e bichado (Cydia pomonella L.). Nos fungos foram encontrados Alternaria mali Roberts, Aspergillium sp., Botryosphaeria lutea, Botryosphaeria ribis Gross.& Dungar, Phoma glomerata (Corda) Wolll. Rhizoctonia solani Kuhn, Verticillium sp. Nos vírus o único encontrado nas folhas de macieira foi o ACLSV – Apple chlorotic leafspot vírus. Da totalidade dos espécimes da fauna auxiliar encontrados nos pomares de macieira estudados foi elaborada uma tabela

VHF, UHF and microwave frequency nanomechanical resonators

Nanomechanical resonators with fundamental mode resonance frequencies in the very-high frequency (VHF), ultra-high frequency (UHF) and microwave L-band ranges are fabricated from monocystalline silicon carbide (SiC) thin film material, and measured by magnetomotive transduction, combined with a balanced-bridge readout circuit. For resonators made from the same film, we measured the frequency dependence (thus geometry dependence) of the quality factor. We have seen a steady decrease of quality factor as the frequency goes up. This indicates the importance of clamping losses in this regime. To study this source of dissipation, a free-free beam SiC nanomechanical resonator has been co-fabricated on the same chip with a doubly clamped beam resonator operating at similar frequencies. Device testing has been performed to directly compare their characteristics and performance. It is observed that a significant improvement in quality factor is attained from the free-free beam design. In addition, from studies of resonators made from different chips with varying surface roughness, we found a strong correlation between surface roughness of the SiC thin film material and the quality factor of the resonators made from it. Furthermore, we experimentally studied the eddy current damping effect in the context of magnetomotive transduction. A high-aspect ratio SiC nanowire resonator is fabricated and tested for this study. Understanding the dissipation mechanisms, and thus improving the quality factor of these resonators, is important for implementing applications promised by these devices

O projecto INTERFRUTA II e o seu papel no desenvolvimento da fruticultura na ilha Terceira

I Congresso de Fruticultura e Viticultura. Angra do Heroísmo 17-19 Abril 2008.Trabalho de investigação desenvolvido no projecto INTERFRUTA II, financiado pelo programa INTERREG III-B (05/MAC/3.1/A4).O Projecto INTERFRUTA II é um projecto desenvolvido nas Ilhas da Madeira, Tenerife (Canárias) e Terceira (Açores) destinado a contribuir para a promoção da fruticultura e viticultura nestas três regiões insulares, procurando uma melhoria dos conhecimentos sobre as culturas de macieiras, bananeiras, castanheiros e vinha. Englobando um estudo integrado que envolve a climatologia, fenologia, pedologia, problemas fitossanitários, pragas-chave e a fauna auxiliar presente nas parcelas estudadas, distribuídas pela zona Norte e Sul da Ilha, aplicando técnicas que contribuam decisivamente para o conhecimento e procura de soluções inovadoras que conduzam ao acréscimo do rendimento dos produtores e a uma menor utilização e aplicação de pesticidas. Para atingir estes objectivos numa fase inicial realizaram-se 160 inquéritos aos produtores e foi possível a identificação, através de SIG, das áreas de produção frutícola da Ilha. Para a análise dos factores climáticos ao nível da parcela, foram instaladas estações meteorológicas de leitura automática. Na parte relativa ao estudo da fenologia e produção para além da caracterização foi avaliado o impacto da polinização na taxa de vingamento dos frutos de macieira. Dentro dos problemas fitossanitários, na identificação das pragas-chave de cada cultura foi utilizada a observação visual de órgãos predefinidos e a monitorização através de armadilhas com feromona sexual e utilizadas placas cromotrópicas com cola. Nos fungos foi utilizada a observação visual e na prospecção de vírus e fitoplasmas utilizaram-se técnicas moleculares (ELISA) e PCR. Na prospecção da fauna auxiliar foi a técnica dos batimentos (ou pancadas) e a armadilha Malaise. Foi também realizado o levantamento das plantas auxiliares de produção e feita a sua identificação. Nas pragas-chave de cada uma das culturas, centrou-se a investigação sobre as mais importantes. A mosca-do-Mediterrâneo (C. capitata Wied.) foi uma delas, onde com o objectivo da sua monitorização, recorrendo aos SIG, foi montada uma rede de armadilhas em toda a ilha. Na bananeira, centrou-se todo o trabalho no gorgulho-da-bananeira (Cosmopolites sordidus Germar) e nas tripes. No castanheiro, no bichado-da-castanha (Cydia splendana Hubner) tendo sido avaliados os prejuízos que causa e conhecida a sua curva de voo através da sua monitorização usando armadilhas com feromona sexual. Na vinha, o míldio é a doença que mais contribuiu para a diminuição da produção de uva para vinho. Nas macieiras, os principais problemas decorrem da presença de aranhiço vermelho (Panonychus ulmi Koch), traça-oriental (Cydia molesta) e bichado (Cydia pomonella L.). Para a recolha e divulgação de toda a informação foi construída uma página Web do projecto, disponível na Internet (www.interfuta.angra.uac.pt) e uma base de dados fitossanitários de diagnóstico da Macaronésia (PROFITOMAC) para a identificação de todos os problemas que afectam estas culturas nos três arquipélagos em que o projecto de desenvolve. No âmbito das actividades do projecto foram ainda realizados alguns cursos de formação de curta duração para técnicos e produtores

O contributo do projecto INTERFRUTA II para o desenvolvimento da fruticultura na ilha Terceira, Açores

13º Congresso da APDR (Associação Portuguesa para o Desenvolvimento Rural). Angra do Heroísmo, Julho de 2007.O Projecto Interfruta II é um projecto apoiado pelo programa Interreg III-B, desenvolvido nas Ilhas da Madeira, Tenerife (Canárias) e Terceira (Açores) destinado a contribuir para a promoção da fruticultura e viticultura nestas três regiões insulares, procurando uma melhoria dos conhecimentos sobre os problemas fitossanitários que afectam as macieiras, bananeiras, castanheiros e a vinha, aplicando técnicas que contribuam decisivamente para o conhecimento e procura de soluções, numa vertente de prospecção das pragas-chave, fauna auxiliar, doenças e vírus que afectam essas culturas. Destaca-se o facto de inicialmente se ter procedido à realização de 160 inquéritos aos produtores e ao levantamento e identificação, através de SIG, das áreas de produção frutícola da Ilha. Para a análise dos factores climáticos ao nível da parcela, foram instaladas nas três zonas em estudo, estações meteorológicas de leitura automática.ABSTRACT: The INTERFRUTA project is financed by the European Commission Interreg III-B Programme and was developed for the islands of Madeira, Tenerife and Terceira for the improvement of fruit and vineyard production in these three Atlantic regions. The project goal is a better knowledge of the phytossanitary problems that affect apples, bananas, chestnut and vineyards, applying methods that will contribute to solutions based on the survey of key pests, diseases and beneficial organisms. All these work began with a survey to 160 producers and those data permitted, applying GIS techniques to them to identify the Terceira island fruit and vineyard production areas. To register the climate conditions in each area studied fully automatic meteorological stations were put in each of the three studied areas