Giant magnetoelectric effect in an L 2₁-ordered Co₂FeSi/Pb(Mg₁/₃Nb₂/₃)O₃-PbTiO₃ multiferroic heterostructure

We experimentally show a giant magnetoelectric (ME) effect at room temperature in an interfacial multiferroic heterostructure consisting of L2₁-ordered Co₂FeSi and Pb(Mg₁/₃Nb₂/₃)O₃-PbTiO₃ (PMN-PT). Molecular beam epitaxy growth at 400 °C enables us to obtain epitaxial and L2₁-ordered Co₂FeSi films on PMN-PT(001). For the epitaxial Co₂FeSi/PMN-PT heterostructure, the remanent magnetization state can be largely modulated by varying electric fields. We note that the room-temperature ME coupling coefficient (α) is estimated to be 6.0-6.3 × 10 - ⁶ s/m, comparable to the highest α value reported previously. Nonvolatile and repeatable magnetization changes in remanent states are also demonstrated. These results will pave the way for room-temperature electric-field control of the magnetization of half-metallic Heusler alloys in high-performance spintronic devices.T. Usami, S. Fujii, S. Yamada, Y. Shiratsuchi, R. Nakatani, and K. Hamaya, Appl. Phys. Lett. 118, 142402 (2021); https://doi.org/10.1063/5.004409

Adubação e arranjo de plantas no consórcio milho e braquiária.

A otimização do manejo de milho consorciado com braquiária depende da fertilidade do solo, da densidade de plantas de braquiária e do arranjo de plantas do milho. Avaliaram-se as interações desses fatores e sua influência na produtividade de grãos e da pastagem, em experimento conduzido por duas safras, num fatorial 2x2x3+1, combinando-se duas condições de adubação do milho (para produtividade de 6 ou > 10 t ha-1 de grãos), densidade média ou alta de braquiária ( 30 plantas m-2), três arranjos de plantas de milho (A = 90 cm entre linhas, 5 plantas m-1; B = 45 cm entre linhas, 2,5 plantas m-1; e C = 45 cm entre linhas, 3 plantas m-1) e um tratamento adicional (maior adubação, sem braquiária e arranjo A do milho). A disponibilidade hídrica influenciou as respostas aos tratamentos. Em ano chuvoso, maior adubação resultou em expressivo incremento da produtividade de grãos, independentemente do arranjo de plantas de milho e da presença de braquiária. Em ano com veranico, o ganho do milho, devido à adubação, foi menor e houve efeito prejudicial da maior densidade de braquiária. A produção de matéria seca pela braquiária não apresentou relação direta com a variação na densidade de plantas

Effect of Fe atomic layers at the ferromagnet-semiconductor interface on temperature-dependent spin transport in semiconductors

Using artificially controlled ferromagnet (FM)-semiconductor (SC) interfaces, we study the decay of the nonlocal spin signals with increasing temperature in SC-based lateral spin-valve devices. When more than five atomic layers of Fe are inserted at the FM/SC interfaces, the temperature-dependent spin injection/detection efficiency (P inj /det) can be interpreted in terms of the T3/2 law, meaning a model of the thermally excited spin waves in the FM electrodes. For the FM/SC interfaces with the insufficient insertion of Fe atomic layers, on the other hand, the decay of P inj /det is more rapid than the T3/2 curve. Using magneto-optical Kerr effect measurements, we find that more than five atomic layers of Fe inserted between FM and SC enable us to enhance the ferromagnetic nature of the FM/SC heterointerfaces. Thus, the ferromagnetism in the ultra-thin FM layer just on top of SC is strongly related to the temperature-dependent nonlocal spin transport in SC-based lateral spin-valve devices. We propose that the sufficient ferromagnetism near the FM/SC interface is essential for high-performance FM-SC hybrid devices above room temperature.M. Yamada, Y. Shiratsuchi, H. Kambe, K. Kudo, S. Yamada, K. Sawano, R. Nakatani, and K. Hamaya, Journal of Applied Physics 129, 183901 (2021); https://doi.org/10.1063/5.0048321

Mapeamento da altura de plantas de algodão utilizando sensor ultra-som.

bitstream/CPAC-2009/26823/1/p2005_29.pd

Significant effect of interfacial spin moments in ferromagnet-semiconductor heterojunctions on spin transport in a semiconductor

Using controlled ferromagnet (FM) -semiconductor (SC) interfaces in SC-based lateral spin-valve (LSV) devices, we experimentally study the effect of interfacial spin moments in FM-SC heterojunctions on spin transport in SC. First-principles calculations predict that the spin moment of FM-SC junctions can be artificially reduced by inserting 3d transition metal V, Cr, or Cu atomic layers between FM and SC. When all-epitaxial FM-SC Schottky-tunnel contacts with a 0.4-0.5-nm-thick V, Cr, or Cu interfacial layer are formed, we find that the spin signals in FM-SC LSV devices are significantly decreased at 8 K. When we increase the interfacial spin moment by inserting an ∼0.3-nm-thick Co layer between FM and SC, the spin signals at 8 K are significantly enhanced again. From these experiments, we conclude that the interfacial spin moments at FM-SC interfaces are one of the important factors to achieve large spin signals even in SC-based spintronic devices.T. Naito, R. Nishimura, M. Yamada, A. Masago, Y. Shiratsuchi, Y. Wagatsuma, K. Sawano, R. Nakatani, T. Oguchi, and K. Hamaya, Significant effect of interfacial spin moments in ferromagnet-semiconductor heterojunctions on spin transport in a semiconductor, Phys. Rev. B 105, 195308

Spatial Distribution of Dung in Integrated Dairy Systems

Animals in grazing work as catalyst in the nutrient cycling processes of the ecosystems. Part of biomass that animal intake returning to soil in the degraded way like faeces and urine. The return is around 90% of the mineral nutrients, including nitrogen. However, it is necessary to know how these dejects are distributed on the area by animals. The environment management affects directly spatial distribution of these dejects. Drinking fountain, salt and feed trough, portress, rest area and shadow are structures that change the way that animal graze. Sward structure and herbage morphology affect the grazing behaviour as well. So, the objective this experiment was evaluate the spatial distribution of dung from dairy heifers in integrated systems of production at Mato Grosso, Brazil. The experiment was accomplished at Embrapa (Sinop/Mato Grosso/ Brazil). The experimental area was 10 ha divided in three systems: full sun, marginal shadowing (300 trees per ha) and intensive shadowing (750 trees per ha). Each system had different sizes, but 2.4 ha was useful area for all systems divided in 10 paddocks each. The tree used was Eucalyptus urograndis, H13 clone and the pasture was piata Grass (Urochloa brizantha). The grazing was done when the sward reached 95% light interception. It was evaluated a group of 24 breed heifers with 350 kg in three periods of year. Each paddock was divided in 25 grids for count of faeces boards. The spatial faeces distribution was evaluated with GPS, by walking and capturing points where there was faeces boards in all steps for the grassland paddocks, in three periods of year (rainy, rainy-drought transition and dry period). The dataset was analysed by SAS 9.2 version, using PROC MIXED and PDIFF to 5% of significance. The spatial distribution of dung had significant difference only in rainy-drought transition period (P=0.0165) and interaction effect between shadowing and site (P=0.0025) in this period of year and dry period as well (P=0. 0465). In both periods, the distribution was the same. The full sun system promoted more concentration of faeces boards in sites next portress and border fence in site opposite to portress. In marginal shadowing system, the major concentration was in the central area and under shadow. In intensive shadowing system, the major concentration of dung boards was under shadow, sites preferred by heifers for rumination and leisure activities. The kind of shade and the year periods affected in spatial dung distribution. There were places with more dung concentration, in all kind of shade, but when the pasture had the intensive shade, the dispersion was more homogeneous. Unlike expected, the dung deposition didn?t happens only under treetops. The distribution is more homogeneous when trees are in large quantities. The shadow area available in the grassland affected the spatial dung distribution, and can be more homogeneous than no shadow

Improved grazing activity of dairy heifers in shaded tropical grasslands.

Trees in the production systems can effectively reduce hot weather-induced stress in the Brazilian Midwest. High temperatures cause changes in animals daily routine, and trees into pastures can promote benefits. The aim of this research was to evaluate the behavior of dairy heifers in silvopastoral systems in the state of Mato Grosso, Brazil. A herd of 24 crossbreed heifers (3/4 and 7/8 Holstein/Zebu), 350kg average weight, was evaluated over three seasons. Piatã grass was managed under three shade levels: full-sun, moderate-shade, and intensive-shade provided by 10 to 12m high Eucalyptus trees. Behavior data were collected every 15 minutes from 8:30h to 16h. Shade availability significantly impacted heifer behavior, mainly affecting grazing frequency and time during the hottest hours. Grazing behavior was affected by shade levels during the different seasons. Heifers showed preferred grazing times. Heifers in the intensive-shade system visited shady areas during the hottest hours throughout the seasons. Heifers in the full sun-system avoided grazing during the warmer times, ceasing feeding activities. Our results from the Brazilian Midwest showed that shade availability causes breed heifers to change their daily routine

Desenvolvimento de um algoritmo baseado em sensores ativos de dossel para recomendação da adubação nitrogenada em taxas variáveis.

O uso de sensores ativos de dossel (ACS) para o ajuste da aplicação localizada em tempo real de fertilizantes nitrogenados é promissor na região do Cerrado, onde grande quantidade de fertilizantes à base de nitrogênio (N) são aplicados em doses uniformes. A vantagem desta técnica comparada com a aplicação tradicional em dose uniforme é principalmente na sincronia da aplicação do N com a época ideal de absorção do nutriente pela planta no decurso da cultura considerando a variabilidade espacial. O objetivo deste estudo foi a geração de um primeiro algoritmo para cálculo da dose de N em milho baseado em leituras destes ACS na região do Cerrado. O experimento foi conduzido em fazenda em 7 locais (durante as safras 2010 e 2011), utilizando faixas longas experimentais com diferentes doses de N (0, 72, 144, 216, 288 and 360 kg N ha-1) com três repetições. Cada uma consistiu de uma faixa de 500m de comprimento em sistema de plantio direto em sequeiro. As medições com os sensores foram realizadas entre os estádios fenológicos de V11 e V13 utilizando um sensor ativo de três bandas (infravermelho próximo, vermelho e vermelho próximo) e um clorofilômetro portátil. A produtividade de grãos foi medida com colhedoras equipadas com monitores de produtividade e DGPS. Foi possível a geração de um primeiro algoritmo para utilização no segundo estágio do projeto, onde serão realizadas as validações comparando com outros procedimentos e abordagens para manejo localizado de N

Agricultura de precisão no Brasil: avanços, dificuldades e impactos no manejo e conservação do solo, segurança alimentar e sustentabilidade.

De acordo com uma de suas definições, a agricultura de precisão (AP) consiste de um conjunto de princípios e tecnologias aplicados no manejo da variabilidade espacial e temporal associada à produção agrícola, objetivando aumentar a produtividade das culturas e a qualidade ambiental (Pierce & Nowak, 1999). Em termos práticos, envolve a obtenção e processamento de informações detalhadas e georreferenciadas sobre as áreas de cultivo agrícola, visando definir estratégias de manejo mais eficientes, em especial, o uso racional de insumos. Com desenvolvimento recente, a AP foi introduzida no Brasil a pouco mais de uma década, mas apresenta grande potencial de aplicação na produção de grãos e em culturas perenes, o que, certamente, contribuirá de forma positiva para a garantia da segurança alimentar, com sustentabilidade econômica e ambiental. As técnicas associadas à AP despertam crescente interesse no meio científico e entre aqueles que se dedicam à atividade agropecuária no Brasil, incluindo produtores rurais e, principalmente, fabricantes de equipamentos, prestadores de serviços e consultores agrícolas. Áreas muito expressivas, ocupadas sobretudo por culturas anuais e cana-de-açúcar, já são manejadas sob algum enfoque da AP, destacando-se a utilização de amostragem georeferenciada para o mapeamento da fertilidade do solo e posterior aplicação de corretivos e fertilizantes a taxa variável. O impacto mais imediato do tratamento diferenciado das lavouras em relação ao manejo de corretivos e fertilizantes tem sido a possibilidade de economia de insumos comparativamente ao manejo tradicional, no qual se utilizam dosagens uniformes em área total baseadas na condição média de fertilidade do talhão. Apesar de certa euforia observada entre os agricultores, impulsionada pelas vantagens econômicas imediatas e pela intensa propaganda difundida pelas empresas prestadoras de serviços de AP, as ações de pesquisa associadas a essa temática vêm evoluindo em ritmo aquém do desejável, em parte, devido à maior complexidade dos procedimentos experimentais envolvidos nos estudos de AP. Nesse cenário, constata-se uma grande defasagem entre as práticas que vêm sendo utilizadas em larga escala no setor produtivo e o que seriam tecnologias de AP validadas com rigor científico. Neste trabalho, é apresentada uma análise crítica sobre a situação atual da agricultura de precisão no Brasil, com foco no manejo da fertilidade do solo em sistemas de produção de culturas anuais, procurando-se destacar os principais aspectos positivos, as limitações, os benefícios potenciais e a necessidade de pesquisa relacionada a essa importante e inovadora abordagem na atividade agropecuária