Development of membrane-based calorimeters to measure phase transitions at the nanoscale

Consultable des del TDXTítol obtingut de la portada digitalitzadaLa nanocalorimetria abre la posibilidad de realizar medidas calorimétricas en capas finas o ultra finas debido al substancial aumento de sensibilidad que presenta respecto a los sistemas comerciales. Basándonos en esa premisa, este trabajo de investigación se ha dedicado al desarrollo de nanocalorimetros basados en membranas que incorporan calentadores y termómetros en capa fina, que permiten reducir la capacidad calorífica de la celda calorimétrica y por tanto al aumento den sensibilidad. En la primera parte de la tesis describimos las técnicas de procesado de semiconductores que se usan para fabricar los microdispositivos con una especial atención a su estabilidad térmica a alta temperatura. Se muestra que usando como actuador una la combinación metálica de Pt/Ti cubierta por Al2O3, se puede utilizar con gran reproducibilidad para calentar/sensar hasta temperaturas de alrededor de 1200K. La nanocalorimetria adiabática se presenta en el capitulo 4. La técnica trabaja a ritmos de calentamiento alrededor de 104 K/s. A estos ritmos de calentamiento se pueden estudiar transformaciones de fase en capas ultrafinas con una sensitividad en energía inferior al nJ. El ruido pico a pico asociado a las medidas de capacidad calorífica es de alrededor a 20 pJ/K, para transformaciones reversibles. La dependencia con el tamaño del punto de fusión y de la entalpía de transformación para capas finas de In se han analizado como estudio preliminar. También presentamos una nueva metodología para poder evaluar la potencia de pérdidas a altas temperaturas. Empleando esta metodología se ha determinado la capacidad calorífica de capas muy finas de Ni alrededor de la transición de curie. Se presencia un estudio en el que se evidencia como los efectos de tamaño tienen un rol fundamental en la transición. La última parte de este capítulo presenta el análisis de capas ultrafinas de Ge encapsuladas entre capas de SiO2 cuando son sometidas a calentamientos ultrarápidos hasta 1200K. Se describen la transformación de amorfo a líquido así como la dependencia con el tamaño de la fusión y el sobreenfriamiento de nanocristales de Ge. En el capítulo 5 presentamos un nuevo sistema de control digital que hemos desarrollado para trabajar con los nanocalorímetros en modo compensación de potencia a ritmos de calentamiento que se expanden desde 0.1 hasta 103 K/s. Este sistema ha permitido analizar muestras de microgramos con sensitividades energéticas de µJ. Este nuevo desarrollo abre la posibilidad al estudio de transformaciones cinéticamente limitadas que típicamente necesitan de ritmos de calentamiento bajos, como por ejemplo para analizar los procesos de RTA (rápidos recocidos térmicos) usados en la industria microelectrónica. Finalmente, en los apéndices tratamos la teoría de control calorimetría y la cristalización de capas finas de Ge de diferentes espesores.Thin film calorimetry opens the possibility to perform calorimetric measurements on ultra-thin or thin films due to the substantial increase in sensitivity compared to commercial systems. Based on this premise, the present research work deals with the development of membrane-based nanocalorimeters incorporating thin film heaters and thermometers which can work with high sensitivity because of their very low thermal mass. In the first part we describe semiconductor processing techniques that are used to fabricate the microdevices with a special care devoted to their high temperature thermomechanical stability. It is shown that alumina coated Pt/Ti resistive elements can be reproducibly used for heating/sensing up to temperatures around 1200 K. Quasi-adiabatic nanocalorimetry is presented in Chapter 4. The technique works at heating rates above 104 K/s. At these rates phase transitions in ultra-thin films can be measured with energy sensitivity in the nJ range. The associated noise in heat capacity is around 20 pJ/K, for reversible transitions. The size-dependent melting point and enthalpy of ultra-thin films of In is analyzed as a case study. A new methodology to account for power losses at high temperatures is presented in this chapter. By employing this methodology the heat capacity of very thin films of Ni at the Curie transition is determined. It is shown that size effects also play a key role in this transition. The last part of this chapter is devoted to the analysis of ultra-thin films of Ge embedded within SiO2 layers during ultrafast heating up to 1200K. The melting of the amorphous phase along with the size-dependent melting and supercooling of Ge nanocrystals is also described. In Chapter 5 we present a new digital-based control system which has been developed to work in power compensation mode at heating rates spanning from 0.1 to 103 K/s. It permits to analyze samples in the microgram range with a energy sensitivity around the µJ. This new development opens the possibility to study kinetically limited transformations that typically need for lower rates or to mimic real conditions similar to those achieved in rapid thermal processing in the microelectronic industry. Finally, several appendix dealing with control theory, calorimetry and the crystallization of Ge films of different thickness are also presented

Bohr y su filosofía de la física: epistemología y complementariedad

[ES] Hoy en día hay sobradas razones para considerar la teoría cuántica como uno de los mayores éxitos de la física moderna. Después de unos primeros años dificultosos, inaugurados por el descubrimiento del cuanto de acción por Max Planck en 1900, la teoría física cuántica acumula éxitos y consigue describir una cantidad de fenómenos cada vez mayor. No obstante, también es una teoría que desafía a nuestra intuición, pues choca con las nociones más elementales de la física clásica. La validez del formalismo de la mecánica cuántica está fuera de toda duda, pero de este no se desprende inmediatamente una imagen de la realidad microscópica. Esto supone un problema serio, ya que el objetivo de la física es dar una descripción de la realidad, además de permitirnos manipularla. Profundizar en este tema es el motivo principal para hacer este trabajo. Una de las primeras soluciones al problema presentado, y también la más dominante,1 es la interpretación de Copenhague. Se asocian comúnmente a esta físicos como Max Born, Werner Heisenberg y Niels Bohr. Esta interpretación suele entenderse como sinónimo de indeterminismo, el principio de correspondencia de Bohr, la interpretación estadística de la función de onda de Born y la interpretación complementaria de Bohr de ciertos fenómenos atómicos.2 Sin embargo, a día de hoy se dispone de suficiente información para saber que bajo este término se agrupan interpretaciones muy diferentes entre sí.3 A pesar de las divergencias entre los autores mencionados, está ampliamente aceptado que la perspectiva general que comparten tiene su origen en el trabajo de Bohr.4 Así, he centrado el trabajo en su solución al problema de la física cuántica y en su filosofía de la física

Chutes and Ladders: Dual Tracks and the Motherhood Dip

Using rich panel data recently available from Spanish Social Security records, we find that a negative motherhood earnings differential of 2.3 log points remains even after controlling for both individual- and firm-level unobserved heterogeneity. The analysis of the mothers and childless women's earnings trajectories over time reveals that "mothers to be" experience important earnings increases (of up to 6 log points) several years prior to giving birth to their first child. However, this earnings' advantage gets seriously hit right after birth, and it is not until nine years later that mothers' earnings return to their pre-birth (relative) levels. The study finds that heterogeneity matters as most of the motherhood penalty and earnings' dip is driven by mothers working in the primary labor market (with permanent contracts). For these women, much of the earnings losses occur because mothers change employers to work part-time, or (if they stay with their former employer) they take leave of absence. An instrumental variable approach is used to address concerns of selection into type of contract. We exploit variation in the amount, timing and profiling of subsidies offered to firms when hiring permanent workers, a policy that started to be implemented in Spain in 1997.earnings trajectories, individual- and firm-level fixed-effects estimator, permanent and fixed-term contracts, underlying channels

Natural and anthropogenic dynamics of the vegetation on the Eastern Cantabrian Coast: Late Pleistocene, Holocene and Anthropocene.

338 p.Los ecosistemas costeros se han caracterizado siempre por su dinamismo y su continua exposición a cambios de carácter natural, como las oscilaciones climáticas o la actividad geofísica de la Tierra. Sin embargo, el ser humano se ha convertido gracias a su desarrollo evolutivo y tecnológico en un agente muy agresivo de transformación y alteración de estos ecosistemas. La vegetación es uno de los elementos que mejor refleja los cambios que se han producido a lo largo de la historia de nuestro planeta. Por eso, en esta tesis doctoral se ha realizado el estudio de 5 sondeos largos y 5 sondeos cortos, 7 de ellos en estuarios, 2 de ellos marinos y 1 en un antiguo lago kárstico con el objetivo de registrar el marco cronológico más amplio posible a la vez que analizamos de manera más detallada los momentos históricos de mayor impacto humano. Estos sondeos nos han permitido retroceder en el tiempo hasta el Pleistoceno y el Holoceno llegando hasta cronologías recientes del Antropoceno. Durante el Pleistoceno, se observan dinámicas de cambio en la vegetación, con alternancia en la dominancia de la vegetación arborea y herbácea. Estas oscilaciones climáticas registradas en la vegetación se corresponderían con eventos muy fríos y secos (eventos Heinrich/H-E. La dinámica de la vegetación mostrada por los sondeos encuadrados cronológicamente en el Holoceno, muestran generalmente una recuperación de la vegetación de tipo boscoso. Esto podría deberse a la mejora climática ocurrida tras el Younger Dryas con un aumento muy rápido de las temperaturas (Optimo Climático Holoceno). En torno al ~6.000 años cal BP, la actividad humana se empieza a hacer más notable en los registros sedimentarios estuarinos. Durante el Antropoceno, la vegetación durante los últimos 200 años. El impacto humano en las zonas estuarinas desde el siglo XIX se intensificó, debido fundamentalmente a la Revolución Industrial. En el caso concreto de la Península Ibérica, es precisamente en la Cornisa Cantábrica donde el proceso industrializador tiene su mayor desarrollo

On the spatial dependence of Casimir friction in graphene

We study the spatial properties of the Casimir friction phenomenon for an atom moving at a non-relativistic constant velocity parallel to a planar graphene sheet. The coupling of the atom to the vacuum electromagnetic (EM) field is implemented by an electric dipole term, plus a R\"ontgen term. We study the fermion pair production, evaluating the angular dependence of the fermion emission probability. The phenomenon exhibits a threshold: it only exists when the speed of the sliding motion is larger than the Fermi velocity of the medium.Comment: 10 pages, LaTe

Characterisation and efficiency test of a li-ion energy storage system for PV systems

Li-ion batteries are modern electrical energy storage systems which are undergoing an intense development in their technological features. Their high specific energy, efficiency and durability, together with the lowering of their production costs, are placing them as one of the most promising actors in the field of electrical energy storage technology used as tool for integrating renewable energy sources. But due to the fact that they are in an early stage of development, their reliability must be trusted. This paper describes a method and the results for testing round trip efficiencies of a modern Li-ion battery based energy storage system integrated in a PV system. According to the related standards, the efficiency of a battery and an inverter/charger has been characterised, under technical restrictions and specific operation conditions for its use with PV systems

Soil compaction and vegetation cover in a Scots pine stand at the Mediterranean rangelands

Right development of ROOT SYSTEMS is essential to ensure seedling survival in the initial stages of natural regeneration processes. Soil compaction determines this development both because of its influence on soil Tª & moisture dynamics and for its direct effect on soil mechanical impedance to root growth. All this effects can be assessed as a whole through soil penetration resistance (Soil Strength) measurements. SOIL STRENGTH has been usually evaluated in forest research in connection with severe disturbances derived from heavy machinery works during forest operations. Nevertheless, undisturbed soils are also expected to show different levels of compaction for root development. Organic matter modifies soil structure and so on porosity, compaction and resultant soil resistance to penetration. Its concentration in surface layers is rather related to vegetation cover composition and density. So within forest stands, a relationship is expected to be found between VEGETATION COVER density and compaction measured as resistance to penetration (soil strength

Estresse, mal-estar psicológico, bem-estar psicológico e satisfação com a vida segundo as modalidades de trabalho nas mães de família

The purpose of the research was to compare stress, psychological distress, psychological well-being, and life satisfaction according to work patterns in mothers. A descriptive and comparative study was carried out, with a non-experimental design, quantitative and cross-sectional approach. The participants were 436 Ecuadorian mothers, divided into three groups: face-to-face work, telework, and unpaid work. The ANOVA statistical analysis indicated significant differences in the variables of psychological distress (F = 4.67; p < .01), psychological well-being (F = 7.64; p < .001), and life satisfaction (F = 8.69; p < .001), with unpaid work group showing higher levels of psychological distress and lower levels of well-being and satisfaction, and teleworking with better scores in well-being and satisfaction and low levels of psychological distress. Differences in stress were found between the groups (F = 5.13; p = .02) when the covariate educational follow-up through ANCOVA is analyzed. The unpaid work group presented higher levels of stress as the hours of educational follow-up increased. It is concluded that work mode is related to psychological distress, psychological well-being, and life satisfaction. Stress levels increase as a function of modality and when more hours of educational follow-up are allocated.La investigación tuvo como propósito comparar estrés, malestar psicológico, bienestar psicológico y satisfacción con la vida según las modalidades de trabajo en madres de familia. Se realizó un estudio descriptivo y comparativo, con diseño no experimental, enfoque cuantitativo y de corte transversal. Las participantes fueron 436 madres ecuatorianas, divididas en tres grupos: trabajo presencial, teletrabajo y trabajo no remunerado. El análisis estadístico ANOVA indicó diferencias significativas en las variables de malestar psicológico (F = 4.67; p < .01), bienestar psicológico (F = 7.64; p < .001) y satisfacción con la vida (F = 8.69; p < .001), siendo el grupo de trabajo no remunerado el que muestra mayores niveles de malestar psicológico y menores niveles en bienestar y satisfacción, y el teletrabajo con mejores puntuaciones en bienestar y satisfacción y bajos niveles en malestar psicológico. Se encontró en el estrés diferencias entre los grupos (F = 5.13; p = .02) al analizarlo con la covariable seguimiento educativo a través del ANCOVA. El grupo de trabajo no remunerado presentó niveles más altos en estrés al aumentar las horas de seguimiento educativo. Se concluye que la modalidad de trabajo está relacionada con el malestar psicológico, bienestar psicológico y satisfacción con la vida. Los niveles de estrés varían en función de la modalidad y aumentan cuando se destina más horas de seguimiento educativo.O objetivo desta pesquisa foi comparar o estresse, o mal-estar psicológico, o bem-estar psicológico e a satisfação com a vida segundo as modalidades de trabalho das mães de família. Foi realizado um estudo descritivo e comparativo, com um desenho não-experimental, enfoque quantitativo e corte transversal. As participantes foram 436 mães equatorianas, divididas em três grupos: trabalho presencial, teletrabalho e trabalho não remunerado. A análise estatística da ANOVA indicou diferenças significativas nas variáveis de mal-estar psicológico (F = 4,67; p < 0,01), bem-estar psicológico (F = 7,64; p < 0,001) e satisfação com a vida (F = 8.69; p < 0,001), sendo o grupo de trabalho não remunerado o que apresenta níveis mais altos de mal-estar psicológico e níveis mais baixos de bem-estar e satisfação com a vida; e o de teletrabalho com os melhores resultados em bem-estar e satisfação e baixos níveis de mal-estar psicológico. Foram encontradas diferenças de estresse entre os grupos (F = 5,13; p = 0,02) quando analisados com a covariável de acompanhamento educacional através da ANCOVA. O grupo de trabalho não remunerado apresentou níveis mais altos de estresse à medida que as horas de acompanhamento educacional aumentavam. Conclui-se que a modalidade de trabalho está relacionada ao mal-estar psicológico, ao bem-estar psicológico e à satisfação com a vida. Os níveis de estresse variam em função da modalidade e aumentam quando se destinam mais horas de acompanhamento educacional

Revisión bibliográfica: evidencia científica sobre los tratamientos más eficaces en las primeras fases de la disfunción del tendón tibial posterior

Objetivos: Analizar la evidencia científica de los tratamientos conservadores en las fases I y II de la DTTP y conocer las alternativas y novedades en la práctica clínica. Metodología: Se realizó una búsqueda bibliográfica en las principales bases de datos internacionales y nacionales (Medline, PubMed, Cochrane, Dialnet, IME), en busca de artículos que aportaran datos sobre la eficacia de los tratamientos conservadores de la DTTP en fases iniciales. Resultados: Se encontraron un total de 27 referencias de las que se seleccionaron 15 para el estudio por cumplir los criterios de inclusión. Conclusiones: El tratamiento en las fases I y II de la DTTP se basará en un protocolo compuesto por terapia física y ortesis de tobillo y pie para mejorar la funcionalidad y corregir la posición de las estructuras alteradas, y tratamiento farmacológico, crioterapia y vendajes con KT para la inflamación y el dolor. El tratamiento se adaptará en cada caso a las características de cada paciente y en función de la fase en la que se presente la alteración.ABSTRACT Objectives: To analyze the evidence of conservative treatments in phases I and II of DTTP and discuss alternatives and innovations in clinical practice. Methodology: A literature search was conducted in the main bases of international and national databases (Medline, PubMed, Cochrane, Dialnet, IME), looking for items to provide data on the effectiveness of conservative treatments DTTP in early stages. Results: A total of 27 references were found of which 15 were selected for the study to meet the inclusion criteria. Conclusions: The treatment for stages I and II of DTTP will be based on a protocol consisting of physical therapy and ankle foot orthoses to improve the functionality and correct the position of the altered structures and pharmacological treatment, cryotherapy and bandages with KT for inflammation and pain. The treatment will be adapted in each case to the characteristics of each patient, depending on the phase in which the alteration is present.Traballo fin de grao (UDC.FEP). Podoloxía. Curso 2013/201