Proprietà ottiche di sistemi silicio poroso - nanoparticelle d'oro

Il silicio poroso, materiale dalla caratteristica struttura spugnosa risultante dall'attacco (etching) del silicio cristallino, ha suscitato l'interesse della comunità scientifica in particolare dopo che Canham nel 1990 ne ha scoperto la forte luminescenza nel visibile a temperatura ambiente. Tuttavia, nonostante gli sforzi compiuti da più parti, il potenziale applicativo del silicio poroso nell'ambito dell'optolelettronica e della fotonica non ha ancora avuto significative attuazioni pratiche, lasciando tuttora aperta la strada per ulteriori ricerche. Vi sono vari metodi per la produzione del silicio poroso: il più noto e utilizzato, l'etching anodico con illuminazione nel caso di silicio di tipo n e senza nel caso di silicio di tipo p, l'etching fotochimico, l'etching chimico in un'opportuna soluzione acida. Recentemente è stato proposto un metodo che non fa uso di anodizzazione, l'etching chimico assistito da metallo, che consiste essenzialmente nell'immergere un wafer di silicio precedentemente coperto da uno strato di metallo nobile (oro, argento o platino) in una soluzione di H2O2 e HF, da cui il nome di HOMA-HF (H2O2 metal-HF etching). Brevemente, il metallo svolge un ruolo catalitico nella reazione innescando la formazione del silicio poroso solo nelle zone in cui esso è presente. Nel mio lavoro di tesi ho analizzato le proprietà ottiche di campioni prodotti con una variante di questo metodo messa a punto, nell'ambito di un progetto di ricerca comune, presso il gruppo del Prof. Diligenti e Dr. Barillaro del Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione dell'Università di Pisa. In questo approccio, wafer di silicio (di vario tipo), sono ricoperti da un sottile film d'oro che, in seguito ad opportuni trattamenti termici, forma delle nanoparticelle di diametro tipico di qualche decina di nanometri, le quali costituiscono il punto di innesco per la successiva fase di etching chimico; durante il processo, alcune delle nanoparticelle restano ancorate sulla superficie porizzata o addirittura penetrano all'interno della struttura porosa in formazione, dando luogo ad un sistema composto silicio poroso - nanoparticelle d'oro. Dal punto di vista pratico questa tecnica possiede degli aspetti vantaggiosi rispetto a quelle tradizionali: ad esempio, si evita la necessità di anodizzare il campione, e quindi la tecnica risulta compatibile con diversi processi industriali di fabbricazione del silicio. Inoltre, almeno in linea di principio, il controllo morfologico delle nanoparticelle (le loro dimensioni medie, che dipende dalla quantità d'oro depositato e dal trattamento termico, e la loro distribuzione spaziale, che può essere modificata con opportuni sistemi litografici) è in grado di influenzare il processo di porizzazione, offrendo un utile strumento per determinare la struttura del silicio poroso prodotto. Esiste poi un altro aspetto che, in prospettiva, dà grande interesse a questi campioni: infatti è noto che nanoparticelle d'oro di simili dimensioni possono mostrare proprietà ottiche specifiche, collocate a lunghezza d'onda prossima a 500-550 nm, dovute a risonanze plasmoniche. Recentemente sono stati proposti diversi sistemi in cui queste proprietà vengono sfruttate per applicazioni particolarmente rilevanti nel settore della fotonica e della nano-ottica, orientate sostanzialmente a "manipolare" la radiazione (ad esempio guidarla, modificarne la polarizzazione, aumentarne localmente l'intensità) su una scala dimensionale nanometrica. La possibilità di integrare nanoparticelle metalliche e substrati di silicio ha poi un'ovvia rilevanza applicativa, consentendo di estendere, almeno in linea di principio, le tecnologie attuali della micro e nanoelettronica. Dato che le nanoparticelle metalliche hanno grandi possibilità di utilizzo nel campo della fotonica e che il silicio poroso, grazie alle sue proprietà di fotoluminescenza, è un buon candidato alla fabricazione didispositivi ottici ed optoelettronici, la disponibilità sperimentale di questi sistemi composti ci spinge a chiederci se ci siano e quali siano gli effetti ottici dell'interazione tra i nanocristalli del silicio poroso e le nanoparticelle. Infatti i metodi di fabbricazione di sistemi di questo genere sono tuttora in fase di sviluppo e la letteratura riporta solo pochissime indicazioni. Con lo scopo di dare una prima risposta a questa domanda, sono stati analizzati diversi campioni prodotti con la variante HOMA-HF messa a punto qui a Pisa impiegando diversi tipi di silicio. In seguito alla produzione i campioni sono stati divisi in due parti ed una metà è stata trattata con un agente chimico in grado di eliminare almeno in parte l'oro rimasto sulla superficie del campione. Su questi campioni sono state effettuate numerose misure di fotoluminescenza con eccitazione in continua (lambda =405 nm) ed impulsata (lambda = 308 nm, durata dell'impulso circa 10 ns), ottenendo spettri di fotoluminescenza nel visibile e vicino infrarosso e, nel caso delle misure in impulsata, andamenti temporali del segnale di emissione (con una risoluzione temporale migliore di 10 ns). Particolare cura è stata posta ad ottenere risultati significativi ed affidabili, ad esempio separando spettralmente e temporalmente il contributo della luminescenza del silicio e della diffusione (scattering) da parte della superficie, attuando procedure di calibrazione per determinare l'andamento spettrale dell'emissione a prescindere dalla risposta dei diversi sistemi impiegati in laboratorio, e realizzando specifici metodi per l'acquisizione ed il trattamento automatizzato dei dati, finalizzati ad ottenere il maggior numero di informazioni possibili da ogni misura. Inoltre, usando un criostato ad elio compresso, alcune misure sono state eseguite in funzione della temperatura (fino a circa 50 °K) per evidenziare il contributo non radiativo legato alla presenza di diseccitazione fotonica e per verificare indirettemante le modifiche morfologiche dei campioni in funzione della temperatura. Infine, mettendo a punto un semplice apparato sperimentale basato su lampada alogena e monocromatore, sono state eseguite delle misure di riflettanza nel visibile dei campioni. Da ultimo, in avvio di un'attività che procederà nel futuro, sono state compiute alcune indagini preliminari di nanoscopia superficiale usando un microscopio a scansione a campo ottico prossimo (SNOM), raccolte in un'appendice del lavoro di tesi. L'insieme dei dati raccolti e l'analisi preliminare a cui sono stati sottoposti, oltre a fornire una caratterizzazione delle proprietà di fotoluminescenza dei campioni prodotti e ad indicare possibili linee di sviluppo e miglioramento dei processi produttivi, suggeriscono l'esistenza di probabili effetti di interazione tra comportamento ottico delle nanoparticelle e del silicio poroso, che potrebbero risultare rilevanti da un lato per migliorare (o controllare) l'emissione nel visibile di campioni a base di silicio, e dall'altro per ideare e realizzare dispositivi per impieghi innovativi nel settore della fotonica e della nano-ottica

I Diritti dei bambini aborigeni nel <i>Commonwealth of Australia</i>: un caso di federalismo paternalista

Sommario: 1. Premessa. – 2. La «questione» degli aborigeni australiani. – 3. Il piano federale per la tutela dei minori aborigeni. – 4. Il Northern Territory Emergency Response. – 5. Il modello federale australiano e il potere di intervento federale. – 6. Poteri di emergenza per la salvaguardia dei diritti e rischi i di strumentalizzazione

La Tipologia delle azioni svolte dall'Unione europea e dagli stati membri in tema di mantenimento della pace

Per perseguire gli obiettivi della PESC, uno dei quali, come si è sottolineato, è il mantenimento della pace, sono previste due procedure: 1) la cooperazione sistematica tra gli Stati membri per la condotta della loro politica e la definizione di una posizione comune; 2) l'adozione di azioni comuni. Lo studio affronta le problematiche relative a: gli strumenti giuridici di attuazione: posizioni comuni e azioni comuni; le azioni statali unilaterali degli Stati membri alla luce del Trattato sull'Unione europea; la funzione "conciliativa"; le missioni di aiuto umanitario, le missioni di soccorso e le operazioni di gestione delle crisi; l'adozione di misure sanzionatorie di tipo economico; il finanziamento delle operazioni di pace

Associations between Neighborhood Deprivation Index, Parent Perceptions and Preschooler Lifestyle Behaviors

Parental perceptions and use of neighborhood facilities are important factors that are related to children’s dietary intake and physical activity. The aim of this study was to examine the association between neighborhood deprivation index, parents’ perceptions of their neighborhood environment, and healthy/unhealthy markers of child dietary intake, physical activity, and TV screen time. This cross-sectional study was conducted in Dublin, Ireland. The lifestyle behaviors among children and parental perceptions of their neighborhood environment were reported by the parents of 276 children aged 3–5 years by using parent-completed questionnaires. Deprivation index was assessed using the geographic information system (GIS). Data were analyzed using binary logistic regression, adjusting for socio-demographic confounders. In adjusted models, high deprivation index was associated with parental perception of the neighborhood as unsafe for walking and cycling due to crime (OR 1.59, 95% CI 1.04–2.43, p = 0.031) and children’s low engagement in structured physical activity (OR 0.35, 95% CI 0.17–0.72, p = 0.004). Parental perceptions of an unsafe neighborhood due to heavy traffic were negatively correlated with children’s active play (OR 0.73, 95% CI 0.55–0.95, p = 0.022). Children whose parents reported high satisfaction with the number of local sit-in and takeaway restaurants were 41% more likely to consume confectionary/sugar sweetened beverages (SSBs) weekly. In this age group, parents play an important role in children’s lifestyle behaviors; therefore, a better understanding of parents’ perceptions and their use of neighborhood facilities could contribute to creating a healthy environment for this age group

Associations Between Home Environment, Children’s and Parents’ Characteristics and Children’s TV Screen Time Behavior

In Ireland, television (TV) screen time is a highly prevalent sedentary behavior among children aged less than five years. Little is known about the influence of parental rules and policies or screen time availability and accessibility within the home on children\u27s TV screen time behaviors. This cross-sectional study aimed to examine the extent to which parents\u27 sociodemographic and sedentary behaviors are associated with children\u27s TV screen time; and to determine the associations between parents\u27 rules and practices, home physical environment and children\u27s daily TV viewing. Three hundred and thirty-two children aged 3-5 years and their parents participated in the study. Children\u27s TV screen time and home environmental characteristics (parents\u27 rules and practices and the physical environment) were assessed using questions from standardized and validated questionnaires. The data were analyzed using binary logistic regression. Within the different sedentary behaviors evaluated, parents\u27 TV viewing was positively associated with children\u27s TV screen time (OR 1.65, 95%CI 1.09-2.50, p = 0.018). Leaving the TV on, whether or not it was being watched, was associated with a 38% increased probability of children watching ≥ 1 h TV daily. Children whose parents restricted their outdoor activity were more likely to watch ≥ 1 h TV daily (OR 2.01, 95%CI 1.04-3.88, p = 0.036). Findings from the study demonstrated that parents\u27 own screen time behaviors, leaving the TV on whether it was being watched or not and restricting outdoor play were associated with higher children\u27s TV viewing in the home environment. This knowledge is essential to inform future interventions aimed to address the increase in screen time among young children

Associations Between the Home Environment, Feeding Practices and Children’s Intakes of Fruit, Vegetables and Confectionary/Sugar-Sweetened Beverages

Within the home environment, parents influence their children’s dietary intakes through their parenting and dietary practices, and the foods they make available/accessible. The aim of this cross-sectional study was to examine the associations between home environmental characteristics and children’s dietary intakes. Three hundred and thirty-two children aged three–five years and their parents participated in the study. Home environmental characteristics, including parental control feeding practices, were explored using validated and standardized questionnaires such as the Child Feeding Questionnaire (CFQ), the Physical and Nutritional Home Environment Inventory (PNHEI) and the Healthy Home Survey (HHS). Parent and child food consumption was also measured. Pressure to eat from parents was associated with lower fruit intake in children (OR 0.67, 95% CI 0.47–0.96, p = 0.032). Greater variety of fruit available in the home increased the likelihood of fruit consumption in children (OR 1.35 95% CI 1.09–1.68, p = 0.005). Watching television for ≥1 h per day was associated with a decreased probability of children eating vegetables daily (OR 0.38, 95% CI 0.20–0.72, p = 0.003) and doubled their likelihood of consuming confectionary/sugar-sweetened beverages more than once weekly (OR 2.15, 95% CI 1.06–4.38, p = 0.034). Children whose parents had lower vegetable consumption were 59% less likely to eat vegetables daily. This study demonstrates that modifiable home environmental characteristics are significantly associated with children’s dietary intakes

Detection of alien Pelophylax species in Sardinia (western Mediterranean, Italy)

Sardinian herpetofauna represent a valuable biodiversity resource in the Mediterranean Basin. Among amphibians, most of the taxa are indeed endemic to the island. In contrast, water frogs of the Pelophylax genus are considered allochthonous to Sardinia, and are traditionally assigned to the Italian pool frog (P. bergeri) and its hybridogenetic hybrid (P. kl. hispanicus). Members of this genus were recently found in certain sites in northern and southern Sardinia, and ascribed to the “ridibundus” group (the “Marsh frog” species complex). As the absence of clear phenotypic diagnostic features complicates the identification of distinct Pelophylax species, particularly European P. ridibundus, P. kurtmuelleri and several still undescribed “bedriagae” taxa, an informative diagnostic mitochondrial marker (ND3) was isolated in this work in order to detect the occurrence of distinct lineages in alien Sardinian populations. As water frogs are known to readily hybridize in the wild, two further diagnostic nuclear markers (SAI-1 and 4 microsatellite loci) were subsequently screened in order to exclude the occurrence of hybrid genotypes. According to our results, three distinct taxa were detected on the island, and assigned to P. kurtmuelleri (the Balkan frog), and two cryptic taxa of the “bedriagae” group. Nuclear markers only successfully amplified alleles diagnostic for the “ridibundus”-type (R) genome. Accordingly, we can exclude hybridization with the Italian pool frog already introduced on the island, although further studies are needed to better address the occurrence of new hybrid lineages stemming from the cross between the taxa detected in this work. As eggs and tadpoles have been detected in the field, alien populations can thus be considered successfully established in Sardinia. Our study revealed for the first time the occurrence of the alien Balkan frog in the western Mediterranean. It is worthy of note that this taxon shows a high invasion potential in mainland Europe. The establishment of alien Pelophylax populations in Sardinia may be favored by vacant niches. Nonetheless, the dry hot season could limit their expansion along rivers

Applicazioni tecnico metodologiche per il miglioramento della performance riproduttiva nel cane di allevamento

Breeders often complain about a decreased fertility and veterinarians are more and more requested to solve fertility problems. In this study 5 breeds of dogs were selected on the basis of an infertility anamnesis. Newfoundland, English Bulldog, Hold English Mastiff, Great Dane and Dogue de Bordeaux. The purpose of this research was to determine the correlation between various fertility parameters and try to improve the production. There was no relation between parity and breeds in our population. In this study, there were more natural covers in great danes as compared to other breeds. English bulldogs and Old English Mastiffs in particular had significantly less natural breeding. There were significantly more positive pregnancy diagnoses in both primiparous and multiparous bitches in all breeds but in the great danes. This suggests a reduced fertility in that breed. Considering the number of puppies produced by a particular tecnic of insemination there is an effect only in Great Dane. In that breed, it seems that natual breeding is more efficient than the Artificial Insemination. A significant effect of the breed on the type of delivery was demonstrated (more c-sections in Bulldogs and Mastiffs, more natural deliveries in Newfoundland and Dogues de Bordeaux and no difference in Great Danes). Primiparous were not less likely to give birth naturally than multiparous bitches. Perpetuating artificial reproduction in dogs that, under natural conditions, could never contribute to the genetic pool, the low fertility in some bloodlines is probably explained by wrong breeder selection

Energy Consumption and Thermal Comfort Assessment in Retail Stores: Monitoring and Dynamic Simulation Applied to a Case Study in Turin

Maintaining suitable microclimate internal conditions in retails store is of great importance, because thermal comfort needs to be satisfied for both customers and employees. In the present work, energy consumptions and microclimate quality assessment of a retail store are shown. Buildings dynamic simulation tool, and energy and environmental monitoring were both used for the building climate quality and energy efficiency investigation. The paper shows how monitoring data, combined with dynamic simulation, allow to improve the correct system control increasing energy efficiency, and enhancing moreover the indoor thermal comfort in retails