Strain distribution due to surface domains: a self-consistent approach with respect to surface elasticity

International audienceElastically mediated interactions between surface domains are classically described in terms of point forces. Such point forces lead to local strain divergences that are usually avoided by introducing a poorly defined cutoff length. In this work, we develop a self-consistent approach in which the strain field induced by the surface domains is expressed as the solution of an integral equation that contains surface elastic constants, S ij. For surfaces with positive S ij the new approach avoids the introduction of a cutoff length. The classical and the new approaches are compared in case of 1-D periodic ribbons

Effect of N interstitial complexes on the electronic properties of GaAs1−xNx alloys from first principles

Although several approaches have been used in the past to investigate the impact of nitrogen (N) on the electronic structure of GaAs1−xNx alloys, there is no agreement between theory and experiments about the importance of the different N interstitial defects in these alloys, and their nature is still unknown. Here we analyse the impact of five different N defects on the electronic structure of GaAs1−xNx alloys, using density-functional methods: we calculate electronic states, formation energies, and charge transition levels. The studied defects include NAs, AsGa, AsGa-NAs substitutional defects and (N-N)As, (N-As)As split-interstitial complex defects. Our calculated defect formation energies agree with those reported by Zhang et al. [Phys. Rev. Lett. 86, 1789 (2001)], who predicted these defects. Among the interstitial defects, we found that (N-As)As emerges as the lowest energy configuration in comparison with (N-N)As, in agreement with recent experiments [Jen et al., Appl. Phys. Lett. 107, 221904 (2015)]. We also calculated the levels induced in the electronic structure due to each of these defects: defect states may occur as deep levels in the gap, shallow levels close to the band edges, and as levels resonant with bulk states. We find that the largest changes in the band structure are produced by an isolated N atom in GaAs, which is resonant with the conduction band, exhibiting a strong hybridization between N and GaAs states. Deeper levels in the band gap are obtained with (N-N)As split-interstitial defects. Our results confirm the formation of highly localized states around the N sites, which is convenient for photovoltaics and photoluminescence applications

2D Cu-TCNQ Metal-Organic Networks Induced by Surface Alloying

We have studied the self-assembly of 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane molecules on the (3√2 × √2)R45° reconstruction of the SnCu(001) surface alloy by means of X-ray photoemission spectroscopy, scanning tunneling microscopy, near-edge X-ray absorption fine structure spectroscopy, and density functional theory calculations. Our results show that surface alloying strongly attenuates the chemical interaction of the molecule with the surface, but it does not inhibit the charge transfer from the substrate to the molecules. The assembly mechanism of the molecules is completely modified with respect to the bare Cu(001) surface. We show that, on the SnCu(100) surface alloy, the strong CN-Cu interaction drives the formation of different coordination structures with native Cu adatoms. We found that the flexible coordination chemistry of Cu allows the formation of three different stable phases, each one with the Cu ions in a different coordination geometry (coordinations 4, 3, and 2). Moreover, we show that both the formation of lateral H bonds between adjacent molecules and the interaction of the Cu ion with the substrate play determinant roles in the stabilization of the structures.Fil: Fuhr, Javier Daniel. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Robino, L.I.. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Rodríguez, L.M.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Verdini, A.. No especifíca;Fil: Floreano, L.. No especifíca;Fil: Ascolani, Hugo del Lujan. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Gayone, Julio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentin

Van der Waals interactions in the self-assembly of 5-amino[6]helicene on Cu(100) and Au(111)

A combination of Scanning Tunnelling Microscopy and Density Functional Theory simulations highlights the role of van der Waals interactions in the self-assembly of an aminohelicene on Cu(100) and Au(111).Fil: Ascolani, Hugo del Lujan. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Van Der Meijden, Maarten W.. Syncom BV; Países BajosFil: Cristina, Lucila Josefina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Gayone, Julio Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Kellogg, Richard M.. Syncom BV; Países BajosFil: Fuhr, Javier Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Lingenfelder, Magalí. Max Planck-EPFL Laboratory for Molecular Nanoscience; Suiz

Controlling Carboxyl Deprotonation on Cu(001) by Surface Sn Alloying

We find that for adsorbed terephthalic acid (TPA) molecules surface Sn alloying deactivates the Cu(001) surface by decoupling the adsorbed molecules from the substrate. This effect is investigated for the case of the 0.5 ML phase of the Sn/Cu(001) surface alloy by applying fast X-ray photoemission spectroscopy, scanning tunneling microscopy, near-edge Xray absorption fine structure spectroscopy, and density functional theory calculations. The experimental results conclusively show that the deprotonation reaction of the carboxyl groups occurring in the clean Cu(001) is fully inhibited on this Sn/Cu(001) surface alloy, which allows the molecules to form two-dimensional arrays stabilized by [OH···O] hydrogen bonds. The formed arrays exhibit a crystal structure that is practically indistinguishable from that theoretically obtained for unsupported TPA sheets, suggesting an extremely weak molecule/substrate interaction. This is supported by DFT calculations of the adsorption energy landscape of the TPA sheets formed on the Sn/Cu(001) template: the lateral variation of the adsorption energy (corrugation) is estimated to be less than 0.2 eV, with an adsorption energy per molecule in the range 1.6−1.8 eV and a contribution of each double [OH···O] bond of 1 eV. Finally, the performed thermal desorption experiments show that the TPA sheets remain stable on the surface alloy until their desorption. From these experiments, a value of 1.5 eV was determined for the desorption energy barrier, which is consistent with the important contribution of the [OH···O] bonds to the stability of the sheets as theoretically predicted. The results reported in this study suggest that a gradual activation of the interaction between the TPA molecules and the Cu(001) surface will also be obtained for decreasing Sn coverage.Fil: Carrera, Alvaro Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Cristina, Lucila Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Bengió, Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Cossaro, A. . Italian National Research Council. Istituto Officina dei Materiali; ItaliaFil: Verdini, A. . Italian National Research Council. Istituto Officina dei Materiali; ItaliaFil: Floreano, L.. Italian National Research Council. Istituto Officina dei Materiali; ItaliaFil: Fuhr, Javier Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Gayone, Julio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Ascolani, Hugo del Lujan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentin

Interplay between Hydrogen Bonding and Molecule-Substrate Interactions in the Case of Terephthalic Acid Molecules on Cu(001) Surfaces

The adsorption and self-assembling properties of terephthalic acid (TPA) molecules deposited on Cu(001) at room temperature have been systematically studied using both experimental and theoretical tools. The system forms two phases at room temperature, the metastable β-phase and the stable 3×3 one. In the case of the β phase, the low-energy electron diffraction and scanning-tunneling microscopy (STM) results indicate that the β phase has a (9 √ 2×2 √ 2)R45◦ unit cell with exactly the same molecular coverage as the 3×3 phase. In addition, the high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy O1s spectra indicate that the irreversible β → 3 × 3 transition involves the following two processes: i) deprotonation of the complete carboxyl groups remaining in the metastable phase and ii) re-arrangement of the molecules into the 3×3 configuration. On the other hand, we explored possible molecular configurations for the β phase with different degree of deprotonation (including structures with Cu adatoms) by means of density functional theory calculations. Our theoretical results indicate the formation of strong bonds between the O atoms in carboxylates and the Cu atoms of the surface, which causes a bending of the molecules and a buckling of the first Cu layer. In the 3 × 3 phases, we show that the bending produces observable effects in the molecular STM images. We also observed that the strong interaction between the carboxylates and the Cu atoms at the step edges drives the reorientation of the surface steps along the crystallographic directions.Fil: Fuhr, Javier Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Carrera, Alvaro Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Murillo Quiros, Natalia Maria. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cristina, Lucila Josefina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cossaro, Albano. Consiglio Nazionale delle Ricerche. Istituto Officina dei Materiali; ItaliaFil: Verdini, Alberto. Consiglio Nazionale delle Ricerche. Istituto Officina dei Materiali; ItaliaFil: Floreano, Luca. Consiglio Nazionale delle Ricerche. Istituto Officina dei Materiali; ItaliaFil: Gayone, Julio Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ascolani, Hugo del Lujan. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Ubiquitous deprotonation of terephthalic acid in the self-assembled phases on Cu(100)

We performed an exhaustive study of terephthalic acid (TPA) self-assembly on a Cu(100) surface, where first-layer molecules display two sequential phase transitions in the 200-400 K temperature range, corresponding to different stages of molecular deprotonation. We followed the chemical and structural changes by means of high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and variable-temperature scanning tunneling microscopy (STM), which were interpreted on the basis of density functional theory (DFT) calculations and photoemission simulations. In order to reveal the spectroscopic contributions of the molecules in different states of deprotonation, we modified the substrate reactivity by deposition of a small amount of Sn, which hampers the deprotonation reaction. We found that the characteristic molecular ribbons of the TPA/Cu(100) α-phase at a low temperature contain a significant fraction of partially deprotonated molecules, in contrast to the expectation of a fully protonated phase, where the self-assembly was claimed to be simply driven by the intermolecular double hydrogen bonds [OH⋯O]. On the basis of our simulations, we propose a model where the carboxylate groups of the partially deprotonated molecules form single hydrogen bonds with the carboxylic groups of the fully protonated molecules. Using real time XPS, we also monitored the kinetics of the deprotonation reaction. We show that the network of mixed single and double hydrogen bonds inhibits further deprotonation up to ∼270 K, whereas the isolated molecules display a much lower deprotonation barrier.Fil: Quiroga Argañaraz, Maria Bernarda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Cristina, Lucila Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Parra Rodríguez, Laura María. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Cossaro, A.. Consiglio Nazionale delle Ricerche; ItaliaFil: Verdini, A.. Consiglio Nazionale delle Ricerche; ItaliaFil: Floreano, L.. Consiglio Nazionale delle Ricerche; ItaliaFil: Fuhr, Javier Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Gayone, Julio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Ascolani, Hugo del Lujan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentin

Separación de gases mediante difusión por presión en una tobera curva

La evolución de la concentración de cada especie en una mezcla de gases se puede obtener a través de la ecuación de transporte por difusión, derivada de la teoría cinética de gases. Éste es el problema a resolver en procesos de separación de gases, como son por ejemplo los procesos centrífugos, las toberas curvas y la expansión libre o free-jet. En este trabajo nos enfocamos en la separación de gases que se genera a partir del gradiente de presión obtenido en una tobera curva. Se resolvieron las ecuaciones de Navier-Stokes de flujo compresible utilizando el código FLUENT de volúmenes finitos. Con las soluciones obtenidas se modeló el proceso de difusión de especies a partir de una ecuación constitutiva para los flujos de entrada y salida de los volúmenes finitos, donde se tiene en cuenta el efecto del gradiente de presión. Los resultados se compararon con datos experimentales de concentración de oxígeno en un flujo de aire.Fil: Guouzden, T.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Clausse, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Cortizo, E.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Fainstein, Pablo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Fiol, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Fregenal, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Fuhr, Javier Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Kaul, Enrique Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Knoblauch, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Invap S. E.; ArgentinaFil: Lamagna, Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Maceira, P.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Rozas, G.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Zarco, Maximiliano Alfredo. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentin

Key Learning Outcomes for Clinical Pharmacology and Therapeutics Education in Europe: A Modified Delphi Study.

Harmonizing clinical pharmacology and therapeutics (CPT) education in Europe is necessary to ensure that the prescribing competency of future doctors is of a uniform high standard. As there are currently no uniform requirements, our aim was to achieve consensus on key learning outcomes for undergraduate CPT education in Europe. We used a modified Delphi method consisting of three questionnaire rounds and a panel meeting. A total of 129 experts from 27 European countries were asked to rate 307 learning outcomes. In all, 92 experts (71%) completed all three questionnaire rounds, and 33 experts (26%) attended the meeting. 232 learning outcomes from the original list, 15 newly suggested and 5 rephrased outcomes were included. These 252 learning outcomes should be included in undergraduate CPT curricula to ensure that European graduates are able to prescribe safely and effectively. We provide a blueprint of a European core curriculum describing when and how the learning outcomes might be acquired