Nanoszerkezetek vizsgálata és módosítása ionsugarakkal = Investigation and modification of nanostructures by ion beam

A nanoszerkezetek (nm-es dimenziójú rendszerek) mind a szilárdtestfizikai alapkutatás, mind pedig a technológiai alkalmazások szempontjából érdekesek. A nanoszerkezetek közé tartozik minden olyan szerkezet, amelynek egy vagy több dimenziója esik a nm-es mérettartományba, így a rétegszerkezetek, a nanokristályok vagy a porózus szerkezetek is. A kísérleteink tárgyát képező különféle nanoszerkezeteket - mind a fémes, félvezető és szigetelő rétegek és hordozók esetén - a technológiai szempontból érdekes problémák alapján választottuk. Vizsgáltuk a GMR tulajdonságot mutató Fe/Ag rendszert, orvosi implantátumok anyagaiként használható vanádiummentes titánötvözeteket oxidációs tulajdonságait, félvezető anyagokban az ionimplantációval okozott hibastruktúrákat, gyémántszerű szénrétegeket, a SiO2-ba implantált hélium viselkedését, mágneses nanohuzalokat, halak fülkövét (otolith), granuláris nanokompozitok mágneses és transzport tulajdonságait. A mérések kiértékeléséhez folyamatosan fejlesztettük kiértékelő programjainkat, ezek közül kiemelhető a nanoszerkezeteken történő visszaszórási spektrometria értelmezésére használható RBS-MAST program továbbfejlesztése. | The nanostructures (systems with nm dimension) are interesting also for fundamental research in solid-state physics and for the technological applications. All structures, for which one and more dimensions fall into the nm size ranges are called nanostructures eg., layer structures, nanocrystals and porous materials. Various nanostructures are subject of our experiments - metallic, semi-conductor and insulating layers on substrates. All of them were chosen as technologically interesting problems. Fe/Ag systems showing GMR characteristic, magnetic nanowires, magnetic and transport properties of granular nanocomposits, oxidising properties of vanadium free titanium alloys as the substances of medical implants, diamond-like carbon layers, ion implantation induced damage in semiconductor materials, the behaviour of ion implanted helium in SiO2 and the ear stones of fish (otolith) were investigated. To interpret the measurements our programs were developed further, we may stress the importance of RBS-MAST code, which is used for backscattering spectrometry on the nanostructures

Stress model for the wrinkling of ion-implanted layers

L

Mechanism of NO-SCR by methane over Co,H-ZSM-5 and Co,H-mordenite catalysts

Results of X-ray photoelectron spectroscopic (XPS) examination and temperatureprogrammed reduction measurements by H2 (H2-TPR) showed that the Co-zeolite catalysts, which were found most active in the selective catalytic reduction of NO by methane to N2 in the presence of excess O2 (NO-SCR), contain both Co2+/[Co-OH]+/H+ exchange cations, Cooxo species and cobalt oxide clusters. Using operando Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopic method (DRIFTS method) the NO-SCR reaction was shown to proceed in consecutive steps via bifunctional mechanism over active sites (i) promoting the oxidation of NO by O2 to NO2 (NO-COX reaction), and sites (ii) whereon disproportionation and charge separation of 2NO2 generates activated surface intermediate NO3 -/NO+ ion pair. Latter process was found to require Co2+ zeolite cations. The NO-COX reaction was shown to proceed over Co-oxo species and cobalt oxide, if present, and also over Brønsted acid sites but at a significantly lower rate. In the reaction of methane and the NO3 -/NO+ ion pair CO2, H2O, and N2 was formed and the active Co2+ sites were recovered (CH4/NO-SCR reaction). The surface concentration of the NO3 -/NO+ ion pair must have been controlled by the relative magnitude of the apparent rate constants of the consecutive NO-COX and CH4/NO-SCR reactions. Below about 700 K reaction temperature latter reaction governed the rate of the consecutive NO reduction process. Above about 700 K combustion became the main reaction of methane. Because of the low equilibrium NO2 concentration at these high temperatures the NO-COX reaction took over the control over the rate of the NO-SCR process. Under steady state reaction conditions a temperature-dependent fraction of the Co2+ active sites was always poisoned by adsorbed H2O formed in the CH4 oxidation reaction

Molecular epidemiology of the endemic multiresistance plasmid pSI54/04 of Salmonella Infantis in broiler and human population in Hungary

Salmonella Infantis (SI) became endemic in Hungary where the PFGE cluster B, characterized by a large multiresistance (MDR) plasmid emerged among broilers leading to an increased occurrence in humans. We hypothesised that this plasmid (pSI54/04) assisted dissemination of SI. Indeed, Nal-Sul-Tet phenotypes carrying pSI54/04 occurred increasingly between 2011-2013 among SI isolates from broilers and humans. Characterization of pSI54/04 based on genome sequence data of the MDR strain SI54/04 indicated a size of ~277 kb and a high sequence similarity with the megaplasmid pESI of SI predominant in Israel. Molecular characterization of 78 representative broiler and human isolates detected the prototype plasmid pSI54/04 and its variants of together with novel plasmid associations within the emerging cluster B. To test in vitro and in vivo pathogenicity of pSI54/04 we produced plasmidic transconjugant of the plasmid-free pre-emergent strain SI69/94. This parental strain and its transconjugant have been tested on chicken embryo fibroblasts (CEFs) and in orally infected day old chicks. The uptake of pSI54/04 did not increase the pathogenicity of the strain SI69/94 in these systems. Thus, dissemination of SI in poultry could be assisted by antimicrobial resistance rather than by virulence modules of the endemic plasmid pSI54/04 in Hungary

Insight into the molecular characteristics of new multiresistant clones and plasmids in Salmonella Infantis in poultry and man

The lack of the regular monitoring of Salmonella Infantis together with the effort to reduce prevalence of „top five” serovars lead to a dramatic increase of S. Infantis in poultry with reflection in human population. As a background of this study, a clonal change reported previously in Hungarian S. Infantis strains is remarkable (Nógrády et al., 2007). Accordingly, in the early 2000s, older pansensitive isolates of S. Infantis have been replaced by new tetraresistant clones carrying a large plasmid conferring the multiresistance phenotype. Based on the above finding, our aim is to characterize antimicrobial resistance pheno-and genotypes of recently isolated S. Infantis strains, and to provide the first description of the large multiresistance plasmid in a poultry isolate representing the prevalent tetraresistant Hungarian clone. For this purpose ~300 strains of S. Infantis were tested, originating mostly from broilers and from human clinical samples. Strains intended to represent the current status of S. Infantis infection in poultry and human between 2011-2013. The antimicrobial resistance phenotype, pulsotype and the plasmid content were determined, based on which representative strains were selected for resistance genotyping by PCR microarray. One poultry strain (SI 54/04), representative of the tetraresistant, plasmid containing strains was subjected to genome sequencing (Olasz et al., 2015), giving a basis for the characterization of the large multiresistance plasmid. Resistance phenotyping and PFGE analysis has shown a constant circulation of the former major multiresistant clones and patterns within the newly isolated strains of S. Infantis both in poultry and human. Multiresistance phenotypes were associated mostly with the presence of class 1 integrons (intI1)and the gene tetA for tetracycline resistance, being the prime genetic markers for the carriage of the large multiresistance plasmid. However, the coexistence of the tetA and other plasmid related genes for β-lactam and fluoroquinolone resistance such as blaTEM-1, bla CMY-9 or qnr indicate important and divergent plasmid associations in some of the strains. By sequence analysis we provide the characterization of the multiresistance megaplasmid (pSI54/04) of the strain SI 54/04 which can be considered as the first Hungarian reference plasmid of Salmonella Infantis. The backbone of this IncI type plasmid is a mosaic of resistance (nickel-, mercury resistance), and virulence regions (encoding siderophore Yersiniabactin, fimbriae) potentially promoting survival not only in the vertebrate hosts but also in their environment. Support of OTKA K101564 and the János Bolyai stipend of the Hungarian Academy of Sciences to A. Szmolka is acknowledged

Nemzetközi Rendészeti Figyelő III.

Recensions of foreign special literature, made by students of the Doctoral School of Law Enforcement, call attention to several papers which present coherences coming seldom into the interest circle of law enforcement literature. The presentation of the policeman in fiction books and its effect on acceptance of law enforcement by the society belong absolutely to this special category. The criminalistic approach of the protection of wildlife, that can support ecoconcious perspective of behaviour, is similarly special. The COVID-19 world pandemics is further a constant topic of law enforcement, but in a new approach, as it gives a warning on contradictions between special legal order and the protection of human rights. Beside exceptional topics you can read about recurrent questions of law enforcement literature, the general preventive effects of punishment, the newest forms of zero tolerance strategy, the consequences of militarisation of law enforcement, legal consequences replacing traditional criminal prosecution, or about algorithms forecasting dangers of violent actions.A Rendészettudományi Doktori Iskola hallgatói által készített recenziók a külföldi szakirodalomból több olyan tanulmányra hívják fel a figyelmet, amelyek – a hagyományos témák mellett – olyan összefüggésekre mutatnak rá, melyek ritkán kerülnek a rendvédelmi szakirodalom érdeklődési körébe. A rendőr személyiségének szépirodalmi ábrázolása, és annak a rendészeti igazgatás társadalmi elfogadottságára gyakorolt hatása feltétlenül ebbe a kivételezett tartományba sorolható. Hasonlóan egyedi a vadvilág védelmének kriminológiai megközelítése, ami hozzájárulhat a környezettudatos magatartás erősödéséhez. A COVID-19 világjárvány továbbra is visszatérő tematikája a rendészetnek, azonban ezúttal új megközelítésben, mert a különleges jogrend és az emberi jogok védelme között feszülő ellentmondásokról kapunk figyelmeztetést. A kivételek mellett olvashatunk a rendészeti szakirodalom visszatérő kérdéseiről, a büntetések általános megelőzést szolgáló hatásairól, a zéró tolerancia stratégiájának legújabb megjelenéseiről, a rendészet militarizálódásának következményeiről, a hagyományos büntető felelősségre vonást helyettesítő jogkövetkezményekről, avagy az erőszakos cselekmények veszélyeit előre jelző algoritmusokról

Nemzetközi Rendészeti Figyelő II.

This time we give an insight into the topics of the international law enforcement literature, which are the current issues of law enforcement administration, protection of public order and public safety, and law enforcement. Among these is the methodology of action defined as a police monopoly on violence, which the Anglo-Saxon concept interprets as the nationalization of violence. A lot of attention falls to one of the most sensitive stages of law enforcement, the investigation of suspects, and in particular the procedural and psychological aspects of interrogations. Another area worth noting is the the forgery of travel documents, the concealment of identity, which not only makes it more difficult to combat illegal migration, but is often an instrument of serious crimes such as human trafficking, criminal organization or terrorism. We are dealing with the consequences of the rise of digital data, which on the one hand makes it easier to establish identity and, on the other hand, raises barriers to data protection. We can learn about application plans for artificial intelligence that can provide a promising perspective on predictive law enforcement tactics focused on crime prevention. A recurring theme is the comparison of military and police culture, the observation of the convergence of two inherently different threat response strategies. One of the targets of police intelligence is the uncovering of prostitution, especially with regard to trap situation created by undercover investigators, which need to be revised both in terms of constitutionality and violation of the principles of fair trial. No less exciting is to examine how the methodology of effective and non-violent policing could be further enriched so that good solutions can also be included in police training.Ez alkalommal a nemzetközi rendészeti szakirodalomnak azokba a témaköreibe adunk betekintést, amelyek a rendészeti igazgatás, a közrend és a közbiztonság védelme, illetve a bűnüldözés aktuális vitakérdései. Ezek sorába illeszkedik a rendőrség erőszak-monopóliumaként meghatározott intézkedési módszertan, amit az angolszász felfogás inkább az erőszak államosításaként értelmez. Igen sok figyelem vetül a bűnüldözés egyik legérzékenyebb szakaszára, a gyanúsítottak elleni vizsgálatra, különösen pedig a kihallgatások eljárásjogi és lélektani vonatkozásaira. Ugyancsak figyelmet érdemlő terület az úti okmányok hamisítása, a személyazonosság elfedése, ami nem csupán az illegális migráció elleni küzdelmet nehezíti, de gyakran eszközcselekménye olyan súlyos deliktumoknak, mint az embercsempészés, a bűnszervezet létrehozása vagy a terrorizmus. Találkozunk a digitális adatok térnyerésének következményeivel, ami egyfelől a személyazonosság megállapítását könnyíti meg, másfelől viszont az adatvédelem útjába gördít akadályokat. Megismerkedünk a mesterséges intelligencia olyan alkalmazási terveivel, amelyek a prediktív, bűnmegelőzésre koncentráló rendészeti taktikának adhatnak ígéretes perspektívát. Visszatérő tematika a katonai és a rendőrségi kultúra összehasonlítása, a két, eredendően eltérő veszélyelhárítási stratégia konvergenciájának megfigyelése. A rendőrség titkosszolgálati felderítésének egyik célpontja a prostitúció leleplezése, különös tekintettel a fedett nyomozók által létrehozott csapdahelyzetekre, amelyek alkotmányossági szempontból és a tisztességes eljárás elveinek sérelme tekintetében is revízióra szorulnak. Nem kevésbé izgalmas annak vizsgálata, hogy az eredményes és erőszakkerülő rendészeti intézkedések módszertanát hogyan lehetne továbbgazdagítani akként, hogy a jó megoldások helyet kapjanak a rendőrképzésben is

Ionsugaras módszerek a fizikai nanotechnológiában (IONNANO) = Ion beam modifications in near-to-physics nanotechnology

Témavezeto: Gyulai József - SiO2 mátrixban Si, Pd-Pt és SiC, valamint SiC-ben gyémánt nanokristályokat állítottunk elő és minősítettünk. - Szén nanocsöveket Ar+ ionokkal besugározva, ponthibákat, kiemelkedő klasztereket és szuperstrukturákat figyeltünk meg. - Ellipszometriával mértük a szilíciumkarbidban ionimplantációval létrejövő roncsoltságot. - Az ionsugaras kutatásaink alapján eljárást fejlesztettünk ki, amellyel külön-külön detektálható a Si-, valamint a C-alrács károsodása. - Ezzel sikerült megbecsülni a He ion c-tengelyi csatorna irányú és random irányú energiaveszteség arányát. - Optikai modelleket fejlesztettünk ferroelektromos anyagok mérésére, valamint továbbfejlesztettük a rácskárosodás ellipszometriai modelljét. - Extrém kis energiájú ionok folyamatainak kutatása a porlasztást alkalmazó felületvizsgáló módszerek kvantifikálását célozta: - új ionkeveredési mechanizmust javaslunk birétegekre - Molekula-dinamikai szimulációnkat kiterjesztettük több ion szukcesszív becsapódásának a vizsgálatára a Ti/Pt kettősrétegben. - Súrlódó beesésnél a szén porlasztási sebessége nagyobb, mint a fémeké. - Kerámiák nanoszerkezetének módosítása témában kiemelkedő eredményünknek tartjuk, hogy a világon elsőként nekünk sikerült előállítani karbon nanocső - szilícium-nitrid kompozitot, amelyben a nanocsövek nem degradálódnak a szinterelés során. | Principal investigator: Gyulai József - Nanocrystals were prepared and characterized: Si in SiO2, Pd-Pt, SiC in Si, and diamond in SiC. - Argon ion irradiation of carbon nanotubes resulted in point defects, clusters and superstructures, as detected with atomic resolution AFM. - Ellipsometry proved itself as efficient method to study radiation damage in SiC. - New version of ion beam analysis applied to implanted SiC allowed us to detect the damage of the carbon and silicon sublattice separately - With defects as markers, ratio of channeled to random stopping power of He ions could be deduced. - Optical model was developed for ellipsometry allowing also characterization of ferroelectric (high-k) materials. - Modeling and experimental studies of damaging and sputtering processes at impact of extreme low-energy resulted in better quantification of surface analysis techniques (Auger profiling): - MC simulation of bilayers led us to a new model of ion beam mixing. - MD simulations were extended to multiple ion impact on Ti/Pt bilayers. - Sputtering coefficient of carbon was found (and modeled) to be higher than that of a metal for sputtering at glancing angle incidence. - Nanostructure of ceramic materials, firstly, of Si3N4, resulted in the first Si3N4-carbon nanotube nanocomposite, where the nanotubes will not degrade during high-temperature sintering