Graphene transistors for radio frequency applications

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Física (área de especialização em Dispositivos, Microssistemas e Nanotecnologias)O grafeno atraiu imensa atenção devido à alta mobilidade dos portadores de carga, tornando um potencial novo material para eletrónica de radio frequência. Transístores fabricados com grafeno, fabricados até à data, possuem frequência de corte intrínsecas de 427 GHz. O fabrico de transístores de grafeno para aplicações de radiofrequência é dificultado devido às tecnologias de fabrico CMOS não poderem ser usadas, no seu estado atual, para este novo material. Neste trabalho, uma deposição física da porta e do óxido da porta foi escolhida de forma a minimizar os danos causados à rede de grafeno e um processo de auto alinhamento para reduzir as resistências de contacto. De forma a maximizar as figuras de mérito das estruturas pretendidas, foram feitas simulações que correlacionam os parâmetros físicos do dispositivo com as figuras de mérito. Os resultados obtidos dessas simulações mostraram que a elevada discrepância entre as figuras de mérito intrínsecas e extrínsecas resultam do elevado rácio entre as capacitâncias da porta dreno e porta-fonte para as capacitâncias parasíticas da porta e do dreno. Um aumento da camada de passivação e redução dos pads resultam na redução significativa do rácio entre os dois. As simulações também mostraram que reduzindo as resistências, capacidades e indutâncias parasitas resulta numa melhoria das figuras de mérito. A redução da largura do canal e aumento do comprimento do canal resulta no aumento das figuras de mérito intrínsecas e consequentemente as extrínsecas. O grafeno foi crescido por CVD numa folha de cobre, que produz alta qualidade e grandes áreas, e transferido para um substrato isolador. Nano-fios de níquel foram crescidos por deposição eletroquímica usando estruturas de oxido de alumínio anodizado (AAO) com uma camada de semente fina de ouro e uma mistura de NiSO4, NiCl2 e H3BO3, produziram nano-fios com diâmetros entre 200 e 400 nm. A estrutura foi removida com uma solução de NaOH, expondo os nano-fios. A cobertura dos nano-fios foi realizada através da oxidação do níquel e deposição de dióxido de silício. Ambas estas estruturas de núcleo-concha foram utilizadas na fabricação dos transístores. Os nano-fios núcleo-concha foram libertados da camada semente com uma solução de KI e I2, e subsequentemente aleatoriamente posicionados em cima do grafeno. Imagens de alta resolução foram obtidas da exata posição dos nano-fios e com a ajuda de marcadores de Titânio- Tungstênio (TiW), previamente depositados, mascaras para os processos litográficos foram desenhadas, estabelecendo um comprimento do canal em 3 μm. O processo de auto alinhamento foi por fim usado para depositar os contactos do dreno e fonte (Cr/Pd), alinhando-os perfeitamente e reduzindo a resistência de contacto por consequência. Um processo dieletroforético foi também desenvolvido para posicionar precisamente os nano-fios no substrato e possibilitar a escalabilidade do processo de fabrico. Por último, caracterização dos dispositivos fabricados foi realizada. Os dispositivos fabricados na primeira iteração mostraram baixo isolamento entre a porta e o canal, sendo esta atribuída ao dielétrico escolhido. Os dispositivos da segunda iteração do processo de fabrico foram impossíveis de caracterizar eletricamente devido à falta de conexão elétrica após a primeira ligação das sondas de medição.Graphene has attracted an immense amount of attention due to its high carrier mobility, making it a potentially new material for radio-frequency electronics. Transistors fabricated with graphene have reached intrinsic cut-off frequencies of 300 GHz. The fabrication of graphene RF transistors is challenging as most of the standard CMOS technologies cannot be employed in their current state to this new material. In this work, a physical deposition of the gate and gate oxide was chosen to minimize the damages to the graphene lattice and a self-aligned process to reduce the contact resistance. In order to maximize the figures of merit of the intended structure, simulations were made correlating the physical parameters to the figures of merit. Results obtained from these simulations showed that the high discrepancy between intrinsic and extrinsic figures of merit resulted from the high ratio between the gate-drain and gate-source capacitances to the parasitic gate and drain parasitic capacitances. An increase in the passivation layer and reduction of the gate and drain pads results in a significantly lower ratio between the two. Simulations also showed that, by minimizing the parasitic resistances, capacitances and inductances results in the increase of both intrinsic and extrinsic figures of merit. Reduction of the channel length and increase of the channel width results in the increase of the intrinsic, and subsequently extrinsic, figures of merit. Graphene was grown by CVD on a copper foil, which yielded high quality and large area graphene, and transferred onto the insulating substrate. Nickel nanowires were grown by electrochemical deposition using an Anodized Aluminum Oxide (AAO) template with a gold seed layer and a mixture of NiSO4, NiCl2 and H3BO3, resulting in nanowires with diameters ranging from 200 to 400 nanometers. The template was removed with a solution of NaOH creating free standing nanowires. Coating of the nanowires was performed through the oxidation of nickel and deposition of silicon dioxide. Both of these types of core-shell nanowires were used in the fabrication of the transistors. The core-shell nanowires were released from the seed layer with a solution of KI and I2 and subsequently randomly placed on top of the graphene. High resolution images of the nanowires precise position were taken and with the aid of Titanium-Tungsten (TiW) markers previously deposited, masks for a lithographic process were designed, setting the channel width to 3 μm. A self-aligned process was lastly employed to deposit the Drain-Source contacts (Cr/Pd), perfectly aligning them and in turn, greatly reducing the access resistance. A dielectrophoretic method was also developed to perfectly position the nanowires on the substrate and in turn scale up the device fabrication process. Lastly, characterization of the fabrication took place. Devices fabricated on the first run of the experiment showed poor isolation between the gate and channel of the devices. This was attributed to the dielectric choice. The second set of fabricated devices were unable to be characterized as connections made onto the devices failed to provide electrical contact after the first placement of the measuring probes

Task scheduling sensitivity to L1 cache settings on an area-constrained 32-core RISC-V processor

High-performance applications are highly sensitive to memory performance characteristics. While programs with comparatively low memory-to-computation ratio are less likely to be hampered by limited memory bandwidth, most parallel applications will be severely impacted by the absence of hardware support for low-latency inter-thread synchronization and data sharing. In this paper, we report a design exploration that sought to identify the cache configuration that maximizes performance of task parallel OpenMP workloads running on a Linux-capable 32-core RISC-V system. We show that, under the constraints of a U200 Alveo FPGA, the best single-level cache configuration consists in 160 KB of coherent, core-private data caches, with a 32/128 split among instruction and program data. With such configuration, we have achieved speedups of up to 28x and 19x for the nbody and cholesky applications, respectively

Avaliação de Metodologias de Aprendizagem de Programação em Engenharia de Computação

Dificuldades na aprendizagem de conceitos e habilidades de programação sãotemas recorrentes de pesquisa em educação em computação. Uma survey revisa váriasexperiências na área, realçando as dificuldades causadas por um modelo excessivamenteformal de ensino (Pears et al., 2007). Um outro trabalho revisa algumas das causas paraas dificuldades de aprendizagem de programação, que variam de questões cognitivas decada estudante, a questões mais sociais relacionadas a motivação e atitude (Robing,2010).Estima-se que até 2022 haja um déficit de 408 mil profissionais nas atividades desoftware e serviços de tecnologia de informação (TI). Uma das soluções propostas paracombater esta carência de pessoal especializado envolve aumentar o número deingressantes nos cursos da área e a redução na evasão. Para atingir este objetivo, énecessário elaborar estratégias de atração de um número maior de jovens talentos paraos cursos de Computação e Informática e tornar o curso mais acessível nas disciplinasiniciais (Observatório Softex, 2013). Por conta desta carência, o governo federal temtomado inciativas com o objetivo de suprir essas necessidades. Um exemplo disso foi oedital lançado em 2012 pela parceria CNPq/Vale no âmbito do programa Forma-Engenharia para projetos que estimulem a formação de engenheiros no Brasil,combatendo a evasão nos primeiros anos dos cursos, despertando a vocação em alunosdo ensino médio para carreiras ligadas a engenharia, pesquisa científica e tecnológicapor meio de forte interação com escolas do ensino médio (Chamada CNPq/VALE05/2012).Ao considerar os problemas que contribuem para a evasão e reprovação nossemestres iniciais dos cursos de Computação, pesquisadores mencionam a dificuldadeda abstração dos conceitos e a repetição sistemática de exercícios tornando o processode ensino e aprendizagem monótono e cansativo (Rapkiewicz et al. 2006). Outrosmencionam abordagens que não motivam (Begosso et al. 2012), ou conteúdos distantesda rotina diária dos estudantes (Koulouri et al. 2015), acrescentando a complexidade deaprender a sintaxe e semântica de uma nova linguagem e ao mesmo tempo, e sugerindoa utilização de uma linguagem de programação de aprendizado mais simples.Dado este cenário de dificuldades múltiplas no processo de aprendizagem deprogramação, torna-se necessário descobrir/desenhar estratégias e metodologias paramelhorar este processo, procurando, especialmente, atuar nos níveis de evasão ereprovação nos anos iniciais dos cursos de graduação em computação. É sobre esteproblema de pesquisa que se debruçou este trabalho de iniciação científica.Com o objetivo de investigar tais estratégias/metodologias, este grupo de pesquisarealiza oficinas de programação com alunos do primeiro ano do curso de Engenharia deComputação da Universidade Estadual de Feira de Santana, além de outras instituiçõesparceiras. A utilização de tais estratégias/metodologias foi feita não somente nosprimeiros semestres deste curso, mas também em escolas do ensino médio de Feira deSantana e na disciplina de Introdução à Ciências da Computação do curso deEngenharia Civil (UEFS), com os calouros do semestre 2015.2.A continuação deste trabalho de iniciação científica objetivou aplicar e avaliaruma metodologia de aprendizagem de programação de computadores alicerçada ematividades lúdicas que permita reduzir a evasão nos anos iniciais de um curso degraduação em computação

The yeast Saccharomyces cerevisiae is sensitive to colorectal cancer routine treatment EGFR antibody Cetuximab

Cetuximab/Erbitux® (Merk Sereno), a drug used in routine treatment of colorectal cancer and other malignant pathologies, is a monoclonal antibody against the Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR). A frequent problem affecting the clinical use of Cetuximab is the lack of effectiveness deriving from frequent mutations in K-ras (1-3). A set of mutations in K-ras gene, KRAS c.35G>A (G12D), KRAS c.38G>A (G13D) in exon 2, and KRAS c.183A>T (Q61H) in exon 3, all implicated in the development of colorectal cancer, have been recognized as impeding Cetuximab’s EGFR inhibitory action in human (1). Ras human genes have recognized counterparts in yeast, RAS1 and RAS2. The corresponding proteins belong to the PKA/cAMP MAPK pathway are involved in cell proliferation, in differentiation into hyphae and spores, in response to nitrogen starvation, and in carbon source regulation (4, 5). In opposition to Ras, yeasts do not have a recognized ortholog of EGFR. Nevertheless, yeast is sensitive to Imatinib, another drug that targets specifically EGFR in human cells (6). We generated recombinant yeast strains expressing human wild-type (wt) and mutated open reading frames (ORFs) of K-ras to use in the optimization of phenotypic tests appropriate for the assessment of cell sensitivity to Cetuximab. We observed that Saccharomyces cerevisiae, is sensitive to the treatment with this drug at identical concentration as human cell cultures. Moreover, the complementation of yeast deletions in RAS1 and/or RAS2 with wt or the above mentioned mutated forms of human K-RAS did not alter the response of the cells to the treatment. This suggests that the sensitivity of S. cerevisiae to Cetuximab is independent of the Ras/cAMP pathway. These results further indicate the existence of a paralog of EGFR protein in yeast cell surface. In view of these results, research focused on identifying the EGFR yeast counterpart, downstream effectors and target genes, and determining the correspondent Cetuximab/Erbitux® mode of action.Este trabalho é financiado por Fundos FEDER através do Programa Operacional Factores de Competitividade – COMPETE e por Fundos Nacionais através da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia no âmbito do projecto PEst-C/BIA/UI4050/201

Dupla jornada do atleta-estudante e seus desafios no brasil e em algumas nações da União Europeia

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Educação Física, 2017.O processo de desenvolvimento tecnológico está cada vez mais intenso, os processos empresariais cada vez mais rápidos, as exigências do mercado cada vez maiores e as pessoas cada vez mais sem tempo. Nessa conjuntura de sociedade, a vida do atleta-estudante se situa externamente a um quadro de simples adequação, pois tem a árdua tarefa de conciliar o treinamento esportivo e os estudos, sem contar com as outras atividades do seu dia-a-dia. O objetivo desse estudo foi averiguar quais os principais desafios e motivações, além da importância da tarefa de ter que conciliar as atividades inerentes ao papel de atleta e de estudante, ao longo da Educação básica e do Ensino superior, no Brasil e em alguns países da União Europeia. Foi um artigo de revisão narrativa, com coleta de dados por meio de levantamento documental e bibliográfico. Os resultados indicam que a organização do tempo é primordial para que os jovens consigam bons resultados esportivos e acadêmicos, sendo necessário para isso, a flexibilidade dos centros educacionais e dos centros de treinamento, além de ser extremamente benéfica um auxílio profissional especializado, como é sugerido por Wyllemann, Lavallee e Alfermann (1999)

Comportamento dos consumidores brasileiros em plataformas de jogos online: estudo dos usuários da Steam

O presente trabalho tem por finalidade contribuir com informações para o meio acadêmico acerca dos consumidores de jogos digitais e apresentar seus comportamentos em relação à plataforma Steam. Uma pesquisa exploratória com um estudo baseado em uma análise bibliográfica sobre a história e conceitos dos temas abordados, buscando fundamentar a pesquisa e trazendo a opinião de autores da área digital e comportamental. A partir deste estimulo surgiu o presente trabalho, onde foi possível mapear o perfil de usuário da plataforma Steam. A pesquisa consolidou-se através de dados obtidos por meio de um questionário respondido por 100 participantes pertencentes a um grupo do Facebook intitulado Steam Brasil e que está representado em gráficos na análise descritiva. Através da coleta de dados da pesquisa é possível afirmar que o consumidor ingressa na plataforma não somente para jogar, mas também para se beneficiar das ferramentas de negociação que a Steam disponibiliza, podendo assim conhecer suas motivações

Nitrogênio no solo e no arroz em experimento de longo prazo sobre Sistemas Integrados de Produção Agropecuária em Treinta y Tres (Uruguai)

Os sistemas de monocultivos de arroz irrigado associados com a alta mobilização do solo têm se mostrado insustentáveis no âmbito econômico e ambiental. Desse modo, discussões sobre a intensificação sustentável dos sistemas de produção estão aumentando. Sistemas integrados de produção agropecuária são uma forma de alcançar maiores produtividades com uso racional dos recursos naturais. Assim, este estágio curricular obrigatório foi realizado no Instituto Nacional de Investigação Agropecuária de Treinta y Tres no Uruguai, na sede e na estação experimental Paso de la Laguna no experimento de rotações arroz-pastagem e outros cultivos, com o objetivo de demonstrar, avaliar e fixar os conhecimentos adquiridos durante a experiência. As principais atividades realizadas foram amostragens a campo, processamento de amostras em laboratório e de dados remotamente, em sub-experimento de mineralização e eficiência de uso de nitrogênio