Characterisation of single semiconductor nanowires by non-destructive spectroscopies

Los nanohilos semiconductores (NWs, de su nombre inglés, nanowires) tienen una amplia gama de aplicaciones en el campo de la optoelectrónica (emisores de luz y diodos láser), nano-electrónica (circuitos lógicos y transistores de efecto de campo), y detección y producción de energía (células solares). En términos generales, los NWs pueden ser descritos como nanoestructuras de forma alargada con diámetros que van típicamente de decenas a cientos de nanómetros, y con longitudes que oscilan desde pocas hasta las decenas de micras. Dicha morfología ofrece dos ventajas principales en comparación con las capas: su alta relación superficie-volumen y su mayor calidad cristalina, ambas beneficiosas para muchas nuevas aplicaciones. El advenimiento de la nanotecnología no sólo ha traído consigo aplicaciones potenciales muy interesantes en muchos campos, sino también nuevos retos para las técnicas de caracterización, que deben permitir correlacionar las propiedades fundamentales de los materiales nanoestructurados y el rendimiento de los dispositivos. En el campo de la optoelectrónica, por ejemplo, la determinación de la relación entre las propiedades estructurales y ópticas de los materiales a nivel nanométrico requiere la aplicación en un mismo nano-objeto de diferentes técnicas complementarias. Esta tesis se centra en la caracterización de NWs semiconductores individuales mediante una combinación de técnicas espectroscópicas nuevas y algunas más convencionales. Todas las técnicas empleadas deben ser no destructivas y han de tener una resolución espacial submicrométrica. El estudio del mismo NW con diferentes técnicas complementarias proporciona información más completa sobre la morfología, las propiedades cristalinas, la composición química, los campos de deformación, y la respuesta óptica, entre otras propiedades. Los objetivos principales de este trabajo son tres y se pueden resumir como sigue. Primero, las propiedades de NWs de GaN crecidos de forma controlada a través de una máscara (SAG NWs) obtenidos mediante crecimiento epitaxial por haces moleculares (MBE) han sido estudiadas con el fin de comprobar si el crecimiento SAG es una alternativa válida al asistido por un catalizador o al auto-organizado. Además, hemos investigado los efectos de la geometría de la máscara de crecimiento SAG en las propiedades estructurales y ópticas de los NWs de GaN. Los estudios se realizaron tanto en conjuntos como en NWs individuales mediante micro-dispersión Raman y micro-fotoluminiscencia (micro-PL). Segundo, se ha llevado a cabo la determinación de la composición, la estructura y las propiedades ópticas de NWs individuales de GaN/InGaN con estructura núcleo-corteza mediante el uso de varias técnicas espectroscópicas tanto ópticas (Raman y PL), como de rayos X (fluorescencia de rayos X, difracción a rayos X y espectroscopía XANES). Se ha conseguido así el mapa de la distribución de las diferentes especies químicas y de los campos de deformación en NWs individuales. Tercero, se demostrado la dispersión Raman amplificada en la superficie (SERS) en NWs semiconductores individuales utilizando sistemas híbridos compuestos por NWs de ZnO y nanopartículas de Au como una prueba de concepto. Para ello, se ha realizado SERS a energías por debajo de la banda prohibida, con el fin de evitar los problemas que origina la dispersión Raman resonante. Además, se han tenido en cuenta las condiciones de resonancia de las nanopartículas y la reproducibilidad de la frecuencia y la intensidad de los picos SERS. Las principales conclusiones de esta investigación se resumen brevemente a continuación. Las medidas Raman demostraron que los NWs de GaN obtenidos por SAG crecen libres de campos de deformación macroscópicos. La calidad estructural del material no está influenciada por el diámetro de los NWs, sino que disminuye para las zonas de la muestra con mayor densidad de NWs. Este efecto se atribuye a la mayor densidad de dislocaciones presentes en estos NWs. Los espectros de PL muestran una considerable presencia de defectos estructurales (en particular, fallos de apilamiento basal, BSFs) en los NWs, cuya densidad aumenta al disminuir del diámetro, indicando la importancia de la dirección de crecimiento en el mecanismo de formación de los BSFs. Se ha observado la formación de pozos cuánticos en la superficie lateral de los NWs mediante espectroscopía de energía dispersiva de rayos X, gracias a su alta resolución espacial (alrededor de 4 nm). Además, se ha cuantificado el contenido en In de la aleación por fluorescencia de rayos X aprovechando su elevada sensibilidad química (1ppm). Nuestros estudios muestran también que hay mayor concentración de In en la punta de los NWs; y que la concentración de In en los pozos no es uniforme, sino que crece a lo largo del eje de los NWs desde la base hacia la punta. Los NWs tienen las constantes de red del GaN masivo relajado, tal y como confirman las caracterizaciones mediante difracción de rayos X y Raman. El material no presenta desorden cristalino a nivel local como demuestran los resultados del XANES. Por otro lado, no se observa ninguna señal proveniente de los MQWs de InGaN. Esto sugiere que los MQWs están tensionados. Los espectros de PL a baja temperatura obtenidos en conjuntos y en NWs individuales están dominados por las transiciones excitonicas de los MQWs. Los resultados obtenidos en las medidas de difracción de rayos X y PL está contrastados por simulaciones teóricas. Éstas demuestran que los MQWs se encuentran completamente acoplados al núcleo de GaN y la emisión del InGaN comprimido está en el rango observado en la medidas de PL. Éstos resultados coinciden en gran medida con las observaciones experimentales. Finalmente, se estudió el potencial de la utilización de la SERS para la caracterización de las propiedades vibracionales de superficie de los NWs semiconductores. Las mediciones de SERS se realizaron en NWs de ZnO individuales funcionalizados con nanovarillas de oro. Se observaron modos ópticos de superficie del ZnO a través de la excitación de la resonancia plasmonica longitudinal de los nanorods. Los resultados obtenidos no son tan excepcionales como los reportados para la SERS de moléculas. De hecho, la amplificación de la señal del semiconductor es drásticamente menor, y la variabilidad de la frecuencia y de la intensidad de los picos relacionados con el sustrato obligan a llevar a cabo un análisis estadístico sistemático que consume mucho tiempo. Por esta razón, a pesar de las ventajas ofrecidas por la SERS en NWs semiconductores, se requiere un optimización futura para mejorar la reproducibilidad y la estabilidad de la señal. No obstante, este trabajo proporciona la evidencia del potencial que ofrece la SERS para la caracterización de la superficie de los NWs semiconductores en condiciones no resonantes, extendiendo las capacidades de la espectroscopia Raman tradicional para NWs

Avaliação da eficiencia da clorexidina na redução da carga microbiana em linhas de água de equipamentos odontológicos / Evaluation of chlorhexidine efficiency in reduction of microbial load in water lines of dental equipment

A água desempenha papel fundamental na prática odontológica por participar do resfriamento e controle de temperatura de equipamentos de alta rotação, aspiração de detritos e enxague da cavidade oral. As unidades dentais utilizadas nestes procedimentos promovem a formação de aerossóis que podem carregar fragmentos de biofilme formados nas linhas de água, colocando em risco a saúde tanto dos pacientes como também da equipe odontológica. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade da clorexidina (CHX) em reduzir a carga microbiana da água que abastece equipos odontológicos. Os reservatórios dos equipos odontológicos de uma clínica odontológica de uma faculdade particular foram preenchidos com água de abastecimento público com e sem solução de CHX 0,2% para a lavagem das linhas de água. Após o procedimento de lavagem as amostras de água foram semeadas e as análises morfocolorimétrica e bioquímicas foram realizadas nas placas que apresentaram crescimento microbiano. Os resultados obtidos mostraram que as soluções de 0,2% de CHX utilizadas na lavagem dos equipamentos reduziu de 90% a 100% o crescimento bacteriano em todos os equipamentos analisados. Observou-se um crescimento predominante de cocos Gram positivos e catalase positivo e com arranjo em cachos, o que é compatível com as bactérias do gênero Staphylococcus. Os resultados obtidos mostraram que é imprescindível a adoção de uma rotina de lavagem para promover a descontaminação das linhas de água e neste contexto, a clorexidina se mostrou um eficiente na prevenção de contaminação cruzada

Structural and electronic properties of polycrystalline InAs thin films deposited on silicon dioxide and glass at temperatures below 500 °c

Polycrystalline indium arsenide (poly InAs) thin films grown at 475 °C by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) are explored as possible candidates for low-temperature-grown semiconducting materials. Structural and transport properties of the films are reported, with electron mobilities of ~100 cm2/V·s achieved at room temperature, and values reaching 155 cm2/V·s for a heterostructure including the polycrystalline InAs film. Test structures fabricated with an aluminum oxide (Al2O3) top-gate dielectric show that transistor-type behavior is possible when poly InAs films are implemented as the channel material, with maximum ION/IOFF > 250 achieved at −50 °C and ION/IOFF = 90 at room temperature. Factors limiting the ION/IOFF ratio are investigated and recommendations are made for future implementation of this material

Loss of PML Nuclear Bodies in Familial Amyotrophic Lateral Sclerosis-Frontotemporal Dementia

Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) and Frontotemporal Dementia (FTD) are two neurodegenerative disorders that share genetic causes and pathogenic mechanisms. The critical genetic players of ALS and FTD are the TARDBP, FUS and C9orf72 genes, whose protein products, TDP-43, FUS and the C9orf72-dipeptide repeat proteins, accumulate in form of cytoplasmic inclusions. The majority of the studies focus on the understanding of how cells control TDP-43 and FUS aggregation in the cytoplasm, overlooking how dysfunctions occurring at the nuclear level may influence the maintenance of protein solubility outside of the nucleus. However, protein quality control (PQC) systems that maintain protein homeostasis comprise a cytoplasmic and a nuclear arm that are interconnected and share key players. It is thus conceivable that impairment of the nuclear arm of the PQC may have a negative impact on the cytoplasmic arm of the PQC, contributing to the formation of the cytoplasmic pathological inclusions. Here we focused on two stress-inducible condensates that act as transient deposition sites for misfolding-prone proteins: Promyelocytic leukemia protein (PML) nuclear bodies (PML-NBs) and cytoplasmic stress granules (SGs). Upon stress, PML-NBs compartmentalize misfolded proteins, including defective ribosomal products (DRiPs), and recruit chaperones and proteasomes to promote their nuclear clearance. SGs transiently sequester aggregation-prone RNA-binding proteins linked to ALS-FTD and mRNAs to attenuate their translation. We report that PML assembly is impaired in the human brain and spinal cord of familial C9orf72 and FUS ALS-FTD cases. We also show that defective PML-NB assembly impairs the compartmentalization of DRiPs in the nucleus, leading to their accumulation inside cytoplasmic SGs, negatively influencing SG dynamics. Although it is currently unclear what causes the decrease of PML-NBs in ALS-FTD, our data highlight the existence of a cross-talk between the cytoplasmic and nuclear PQC systems, whose alteration can contribute to SG accumulation and cytoplasmic protein aggregation in ALS-FTD

Constraints on dark matter to dark radiation conversion in the late universe with DES-Y1 and external data

84siWe study a class of decaying dark matter models as a possible resolution to the observed discrepancies between early- and late-time probes of the universe. This class of models, dubbed DDM, characterizes the evolution of comoving dark matter density with two extra parameters. We investigate how DDM affects key cosmological observables such as the CMB temperature and matter power spectra. Combining 3x2pt data from Year 1 of the Dark Energy Survey,Planck-2018 CMB temperature and polarization data, Supernova (SN) Type Ia data from Pantheon, and BAO data from BOSS DR12, MGS and 6dFGS, we place new constraints on the amount of dark matter that has decayed and the rate with which it converts to dark radiation. The fraction of the decayed dark matter in units of the current amount of dark matter, $zeta$, is constrained at 68% confidence level to be <0.32 for DES-Y1 3x2pt data, <0.030 for CMB+SN+BAO data, and <0.037 for the combined dataset. The probability that the DES and CMB+SN+BAO datasets are concordant increases from 4% for the $Lambda$CDM model to 8% (less tension) for DDM. Moreover, tension in $S_8=sigma_8sqrt{Omega_m/0.3}$ between DES-Y1 3x2pt and CMB+SN+BAO is reduced from 2.3$sigma$ to 1.9$sigma$. We find no reduction in the Hubble tension when the combined data is compared to distance-ladder measurements in the DDM model. The maximum-posterior goodness-of-fit statistics of DDM and $Lambda$CDM are comparable, indicating no preference for the DDM cosmology over $Lambda$CDM....partially_openopenChen, Angela; Huterer, Dragan; Lee, Sujeong; Ferté, Agnès; Weaverdyck, Noah; Alonso Alves, Otavio; Leonard, C. Danielle; MacCrann, Niall; Raveri, Marco; Porredon, Anna; Di Valentino, Eleonora; Muir, Jessica; Lemos, Pablo; Liddle, Andrew; Blazek, Jonathan; Campos, Andresa; Cawthon, Ross; Choi, Ami; Dodelson, Scott; Elvin-Poole, Jack; Gruen, Daniel; Ross, Ashley; Secco, Lucas F.; Sevilla, Ignacio; Sheldon, Erin; Troxel, Michael A.; Zuntz, Joe; Abbott, Tim; Aguena, Michel; Allam, Sahar; Annis, James; Avila, Santiago; Bertin, Emmanuel; Bhargava, Sunayana; Bridle, Sarah; Brooks, David; Carnero Rosell, Aurelio; Carrasco Kind, Matias; Carretero, Jorge; Costanzi, Matteo; Crocce, Martin; da Costa, Luiz; Elidaiana da Silva Pereira, Maria; Davis, Tamara; Doel, Peter; Eifler, Tim; Ferrero, Ismael; Fosalba, Pablo; Frieman, Josh; Garcia-Bellido, Juan; Gaztanaga, Enrique; Gerdes, David; Gruendl, Robert; Gschwend, Julia; Gutierrez, Gaston; Hinton, Samuel; Hollowood, Devon L.; Honscheid, Klaus; Hoyle, Ben; James, David; Jarvis, Mike; Kuehn, Kyler; Lahav, Ofer; Maia, Marcio; Marshall, Jennifer; Menanteau, Felipe; Miquel, Ramon; Morgan, Robert; Palmese, Antonella; Paz-Chinchon, Francisco; Plazas Malagón, Andrés; Roodman, Aaron; Sanchez, Eusebio; Scarpine, Vic; Schubnell, Michael; Serrano, Santiago; Smith, Mathew; Suchyta, Eric; Tarle, Gregory; Thomas, Daniel; To, Chun-Hao; Varga, Tamas Norbert; Weller, Jochen; Wilkinson, ReeseChen, Angela; Huterer, Dragan; Lee, Sujeong; Ferté, Agnès; Weaverdyck, Noah; Alonso Alves, Otavio; Leonard, C. Danielle; Maccrann, Niall; Raveri, Marco; Porredon, Anna; Di Valentino, Eleonora; Muir, Jessica; Lemos, Pablo; Liddle, Andrew; Blazek, Jonathan; Campos, Andresa; Cawthon, Ross; Choi, Ami; Dodelson, Scott; Elvin-Poole, Jack; Gruen, Daniel; Ross, Ashley; Secco, Lucas F.; Sevilla, Ignacio; Sheldon, Erin; Troxel, Michael A.; Zuntz, Joe; Abbott, Tim; Aguena, Michel; Allam, Sahar; Annis, James; Avila, Santiago; Bertin, Emmanuel; Bhargava, Sunayana; Bridle, Sarah; Brooks, David; Carnero Rosell, Aurelio; Carrasco Kind, Matias; Carretero, Jorge; Costanzi, Matteo; Crocce, Martin; da Costa, Luiz; Elidaiana da Silva Pereira, Maria; Davis, Tamara; Doel, Peter; Eifler, Tim; Ferrero, Ismael; Fosalba, Pablo; Frieman, Josh; Garcia-Bellido, Juan; Gaztanaga, Enrique; Gerdes, David; Gruendl, Robert; Gschwend, Julia; Gutierrez, Gaston; Hinton, Samuel; Hollowood, Devon L.; Honscheid, Klaus; Hoyle, Ben; James, David; Jarvis, Mike; Kuehn, Kyler; Lahav, Ofer; Maia, Marcio; Marshall, Jennifer; Menanteau, Felipe; Miquel, Ramon; Morgan, Robert; Palmese, Antonella; Paz-Chinchon, Francisco; Plazas Malagón, Andrés; Roodman, Aaron; Sanchez, Eusebio; Scarpine, Vic; Schubnell, Michael; Serrano, Santiago; Smith, Mathew; Suchyta, Eric; Tarle, Gregory; Thomas, Daniel; Chun-Hao, To; Varga, Tamas Norbert; Weller, Jochen; Wilkinson, Rees

Elemental Distribution and Structural Characterization of GaN/InGaN Core-Shell Single Nanowires by Hard X-ray Synchrotron Nanoprobes

Improvements in the spatial resolution of synchrotron-based X-ray probes have reached the nano-scale and they, nowadays, constitute a powerful platform for the study of semiconductor nanostructures and nanodevices that provides high sensitivity without destroying the material. Three complementary hard X-ray synchrotron techniques at the nanoscale have been applied to the study of individual nanowires (NWs) containing non-polar GaN/InGaN multi-quantum-wells. The trace elemental sensitivity of X-ray fluorescence allows one to determine the In concentration of the quantum wells and their inhomogeneities along the NW. It is also possible to rule out any contamination from the gold nanoparticle catalyst employed during the NW growth. X-ray diffraction and X-ray absorption near edge-structure probe long- and short-range order, respectively, and lead us to the conclusion that while the GaN core and barriers are fully relaxed, there is an induced strain in InGaN layers corresponding to a perfect lattice matching with the GaN core. The photoluminescence spectrum of non-polar InGaN quntum wells is affected by strain and the inhomogeneous alloy distribution but still exhibits a reasonable 20% relative internal quantum efficiency

Transient Type 1 Brugada Pattern without Ongoing Fever during COVID-19 Pneumonia

Patients with COVID-19 pneumonia can develop heart problems and may also may be susceptible to proarrhythmia, virus-related issues such as fever, stress, electrolyte disturbance and adverse effects from the use of antiviral drugs. We report a transient Brugada-like ECG pattern without ongoing fever in a 57-year-old man, admitted with a diagnosis of COVID-19 pneumonia, who did not have syncope or a family history of sudden cardiac deat

A possible benefit from therapeutic anticoagulation in patients with coronavirus disease 2019: the Dolo hospital experience in Veneto, Italy

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A hydrophilic interaction liquid chromatography-tandem mass spectrometry method for the identification and determination of cationic starch derivatives in air samples

Air monitoring of potential carcinogenic starch derivatives by a new high-throughput HILIC-MS/MS method to protect the health of workers.</p

Stress Cardiomyopathy in COVID-19 Disease

Patients affected by COVID-19 pneumonia may develop stress cardiomyopathy, also known as Takotsubo syndrome (TTS), at different stages during the disease and with different degrees of left ventricular dysfunction. We describe three cases of TTS in COVID-19-positive patients with different clinical presentations and outcomes. One of them died, while in the other two coronary angiography confirmed the diagnosis but was postponed until after pneumonia resolution because of the risk of virus spread