Specific Heat Anomaly and Adiabatic Hysteresis in Disordered Electron Systems in a Magnetic Field

We consider the thermodynamic behavior of a disordered interacting electron system in two dimensions. We show that the corrections to the thermodynamic potential in the weakly localized regime give rise to a non monotonic behavior of the specific heat both in temperature and magnetic field. From this effect we predict the appearance of adiabatic hysteresis in the magnetoconductance. Our results can be interpreted as precursor effect of formation of local moments in disordered electron systems. We also comment on the relevance of our analysis in three dimensional systems.Comment: 4 pages, RevTeX, 3 figures, accepted by EPJ

Electronic thermal conductivity of disordered metals

We calculate the thermal conductivity of interacting electrons in disordered metals. In our analysis we point out that the interaction affects thermal transport through two distinct mechanims, associated with quantum interference corrections and energy exchange of the quasi particles with the electromagnetic environment, respectively. The latter is seen to lead to a violation of the Wiedemann-Franz law. Our theory predicts a strong enhancement of the Lorenz ratio $\kappa /\sigma T$ over the value which is predicted by the Wiedemann-Franz law, when the electrons encounter a large environmental impedance.Comment: 4 page

Quasiclassical approach to the spin-Hall effect in the two-dimensional electron gas

We study the spin-charge coupled transport in a two-dimensional electron system using the method of quasiclassical ($\xi$-integrated) Green's functions. In particular we derive the Eilenberger equation in the presence of a generic spin-orbit field. The method allows us to study spin and charge transport from ballistic to diffusive regimes and continuity equations for spin and charge are automatically incorporated. In the clean limit we establish the connection between the spin-Hall conductivity and the Berry phase in momentum space. For finite systems we solve the Eilenberger equation numerically for the special case of the Rashba spin-orbit coupling and a two-terminal geometry. In particular, we calculate explicitly the spin-Hall induced spin polarization in the corners, predicted by Mishchenko et al. [13]. Furthermore we find universal spin currents in the short-time dynamics after switching on the voltage across the sample, and calculate the corresponding spin-Hall polarization at the edges. Where available, we find perfect agreement with analytical results.Comment: 9 pages, 6 figure

Protein Engineering of Luciferase to Enhance Bioluminescent Properties

Bioluminescence is the ability of naturally occurring organisms to emit light. Many instances of bioluminescence have been identified ranging from fireflies to bacteria. The protein responsible for bioluminescence in all of these organisms is luciferase. The exact function and structure of this protein are still unknown to this day. This project aims at better understanding luciferase as well as enhancing its bioluminescent properties. In order to work with luciferase, we had to isolate all of the genes necessary for bioluminescence. The six genes necessary for bioluminescence are Lux A,B,C,D,E,G. We isolated each of these genes from original bacterial DNA. We then put these genes back together into our own synthesized plasmids through a method called Gibson Assembly. These plasmids were then mutated through a process called site-directed mutagenesis. The mutated plasmids were introduced to E.coli cells and mutated protein were produced and screened for enhanced bioluminescent properties. We were able to successfully isolate all of the DNA fragments necessary for bioluminescence. We were then able to successfully create one of the two plasmids necessary for bioluminescence. The successful creation of this plasmid shows that we were able to successfully isolate and combine the DNA fragments. By shifting a few small experimental parameters we should be able to complete our second plasmid and achieve bioluminescence, and move onto mutating the DNA. Luciferase doesn’t have many applications in today’s world because it remains so understudied. By mutating luciferase, we hope to shed some light on this protein and allow it to be widely used. One possible application is being explored by a company called the Glowing Plant Project, located in San Francisco. They are using the luciferase and inserting it into plant genomes to create glow in the dark plants. These have some amazing promise not just aesthetically in our gardens but also as a potential light source for third world and developing countries

Structural and Electronic Properties of the Interface between the High-k oxide LaAlO3 and Si(001)

The structural and electronic properties of the LaAlO3/Si(001) interface are determined using state-of-the-art electronic structure calculations. The atomic structure differs from previous proposals, but is reminiscent of La adsorption structures on silicon. A phase diagram of the interface stability is calculated as a function of oxygen and Al chemical potentials. We find that an electronically saturated interface is obtained only if dopant atoms segregate to the interface. These findings raise serious doubts whether LaAlO3 can be used as an epitaxial gate dielectric.Comment: 4 pages, 5 figure

Quasiclassical approach and spin-orbit coupling

We discuss the quasiclassical Green function method for a two-dimensional electron gas in the presence of spin-orbit coupling, with emphasis on the meaning of the $\xi$-integration procedure. As an application of our approach, we demonstrate how the spin-Hall conductivity, in the presence of spin-flip scattering, can be easily obtained from the spin-density continuity equation.Comment: 3 pages, Submitted to Physica

Das Wissenschaftsmodul des Zentralen Internetportals "Ökologischer Landbau"

Mit der Bekanntmachung Nr. 03/02/51 hat die Geschäftsstelle Bundesprogramm Ökologischer Landbau dazu aufgerufen, Angebote zur Erstellung eines Wissenschaftsmoduls des zentralen Internetportals "Ökologischer Landbau" einzureichen. Ziel ist es, so der Ausschreibungstext, eine Informationsplattform zu schaffen, auf der Angaben zu kompetenten Ansprechpartnern, einschlägig arbeitenden Forschungs- und Beratungsinstitutionen sowie aktuelle Erkenntnisse und Ergebnisse zu den verschiedensten Themen des ökologischen Landbaus zur Verfügung gestellt werden. Die Informationsplattform soll Daten und Informationen aus Wissenschaft, Beratung und Praxis aufbereiten und interessierten Nutzern zugänglich machen. Das Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL) hat den Zuschlag für dieses Projekt erhalten, und es erstellt nun das Wissenschaftsmodul gemeinsam mit dem Fachgebiet Ökologische Land- und Pflanzenbausysteme der Universität Kassel Witzenhausen, dem Institut für ökologischen Landbau der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft, dem Ökoinstitut und der Stiftung Oekologie & Landbau (SÖL). Das Wissenschaftsmodul wird an das zentrale Internetportal ökologischer Landbau angekoppelt, welches gemeinsam von FiBL, SÖL und ZADI (Zentralstelle für Agrarinforma-tion und Dokumentation) erstellt wird (www.oekolandbau.de). Projektlaufzeit ist der 1.12.2002 bis 31.12.2003. Das Wissenschaftsmodul wird neben einer umfangreichen Wissensdatenbank auch Services für Forscher bereitstellen: Terminhinweise, Stellenangebote, Adressen von Forschungseinrichtungen und Wissenschaftlern. Dieses Angebot soll bereits im Frühjahr 2003 bereit stehen. Mit der Wissensdatenbank sollen die wichtigsten Projekte und Ergebnisse der Biolandbauforschung der letzten drei Jahre zur Verfügung gestellt werden. Die Informationen werden darüber hinaus nutzergerecht für das zentrale Internetportal aufbereitet. Erfasst werden schwerpunktmässig Projekte und Ergebnisse aus Deutschland der letzten drei Jahre, aber es sollen auch die wichtigsten Informationen aus dem europäischen Ausland (Schwerpunkt deutschsprachiger Raum) berücksichtigt werden. Wo immer möglich sollen Verknüpfungen zu Dokumenten und Projekthomepages gelegt werden. Die Wissensdatenbank soll im Juli 2003 im Internet abrufbar sein. Sie wird bis zum Ende der Projektlaufzeit im Dezember 2003 durch das Projektteam mit Informationen gefüllt. Ab Juli 2003 wird zusätzlich ein Online-Formular zur Verfügung stehen, mittels welchem Nutzer Angaben zu eigenen Projekten und Ergebnissen selbsttätig in die Da-tenbank eingeben können. Die Angaben werden nach einer Qualitätsüberprüfung durch die Projektkoordination im Internet bereit stehen. Damit das Wissenschaftsmodul ein Erfolg wird, sind wir in hohem Masse auf die Mitarbeit aller in der Biolandbauforschung Tätigen angewiesen. Dies betrifft zunächst die Bereitstellung von Informationen (Stellenagebote, News, Adressen. Termine, Projektinformationen, Literaturangaben, Bereitstellung von Dokumenten im PDF-Format). Darüber hinaus wird die dauerhafte Aktualisierung der Datenbank nur dann möglich sein, wenn wissenschaftliche Einrichtungen die Pflege der Online-Wissensdatenbank unterstützen. Weiterhin wäre es gut, wenn alle Institutionen, die in der Biolandbauforschung tätig sind, auf ihren eigenen Homepages vertiefende Informationen über Projekte sowie Ergebnisse zur Verfügung stellen würden. Vorschläge zur Gestaltung sind ab März 2003 über www.fibl.org/forschung/wissenschaftsmodul abrufbar

Entwicklung von Beurteilungsverfahren für Betriebs- und Hilfsstoffe in der ökologischen Produktion im Hinblick auf deren Vereinbarkeit mit den Prinzipien des ökologischen Landbaus

Ziel der vorliegenden Studie ist es, klare Kriterien sowie ein System für die Zulassung von Betriebsmitteln für den ökologischen Landbau sowohl auf Wirkstoffebene als auch auf der Ebene von Handelsprodukten zu entwickeln. Dazu wurden bereits bestehende Systeme im In- und Ausland recherchiert, ausgewertet und auf ihre Stärken und Schwächen untersucht. Aus den Ergebnissen wurden Kriterien abgeleitet und Modelle für Beurteilungssysteme entwickelt. Die Resultate wurden mit Vertretern und Akteuren des ökologischen Landbaus im Rahmen einer Workshopveranstaltung diskutiert. Vorschläge für Systeme zur Beurteilung von Wirkstoffen und Handelsprodukten: Das System für die Beurteilung von Wirkstoffen umfasst eine Fachstelle, die die fachliche Beurteilung einer Substanz vornimmt sowie einen Beirat, der vom Träger des Systems aufgebaut wird und auf Grundlage der von der Fachstelle erarbeiteten fachlichen Beurteilung darüber entscheidet, ob die Aufnahme eines Wirkstoffes in die EG-Öko-Verordnung oder in privatrechtliche Regelungen verfolgt werden soll. Im System für die Beurteilung von Handelsprodukten hat der Beirat die Aufgabe, Grundsatzentscheidungen über alle in den Handelsprodukten verwendeten Komponenten zu treffen. Als Grundlage für die Grundsatzentscheidungen dient eine fachlich-inhaltliche Beurteilung der Fachstelle. Auf Grundlage von Grundsatzentscheidungen, welche der Beirat gefällt hat, beurteilt die Fachstelle die Handelsprodukte. Positiv beurteilte Produkt werden in eine Hilfsstoffliste aufgenommen. Grundsätzlich sollte die Liste vor einer Veröffentlichung den Beiratsmitgliedern sowie ausgewählten Behörden (z.B. BBA, BLE) zur Stellungnahme vorgelegt werden. Ausblick Die in der vorliegenden Studie präsentierten Vorschläge für Systeme zur Beurteilung von (Wirk-)Stoffen und Handelsprodukten bieten die Grundlage für ihre Umsetzung und Nutzung in der Praxis. Die Implementierung solcher Systeme bietet ein verlässliches und transparentes Verfahren für die Aufnahme von (Wirk-)Stoffen in Regelwerke des ökologischen Landbaus wie für die Listung von Handelsprodukten in Betriebsmittellisten. Mit der Einführung solcher Systeme würde ein wesentlicher Beitrag geleistet für die Weiterentwicklung des ökologischen Landbaus und seiner Regelwerke in Deutschland wie in der EU