This dissertation documents alternative designs of the Zero Forcing decoding algorithm with Successive Interference Cancellation (ZF-SIC) for use in Vertical Bell Laboratories Layered Space Time Architecture (V-BLAST) Multiple Input Multiple Output (MIMO) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems, in an effort to reduce the computational complexity of the receiver. The development of a wireless platform utilizing this architecture intended for use in an indoor wireless multipath environment was created to analyze the multipath environment. This implementation is the result of efforts from several individuals within the CST group. My contributions are documented in this dissertation. In order to obtain channel state information (CSI), a training sequence is sent with each incoming frame. A pseudo-inverse operation is performed on the channel matrix and applied to each OFDM symbol that was received. Performing this operation on each tone and across each OFDM symbol is computationally inefficient in a MIMO configuration. If the number of pseudo-inverses can be reduced while maintaining acceptable levels of bit error, the processing time of each frame can be decreased. Traditionally, tests of the performance of ZF-SIC have been conducted with simulations modelling a multipath channel. In this thesis, CSI is observed using an open loop platform developed for MIMO-OFDM communications. The rate of change of the channel is observed for different multipath environments. The proposed methods of decoding require modifications to ZF-SIC. The suggested changes are only applicable to a MIMO OFDM based method of data transmission. The most effective method of reducing decoding complexity and maintaining an acceptable number of bit errors was observed to occur in the time domain rather than in the frequency domain. For selecting frames and averaging frames in the time domain it was determined that the optimal number of OFDM symbols per frame is 1932 and 174, respectively.

The latest generation of fighter aircraft utilizes a 270Vdc power system [1]. Such high voltage DC power systems are difficult to protect with conventional circuit breakers because the current does not automatically go to zero twice per cycle during a fault like it does in an AC power system and thus arcing of the contacts is a problem. Solid state power controllers (SSPCs) are the solid state equivalent of a circuit breaker that do not arc and which can respond more rapidly to a fault than a mechanical breaker [2]. Present SSPCs are limited to lower voltages and currents by the available power semiconductors [8,9]. This dissertation presents design and experimental results for a SSPC that utilizes SiC power JFETs for the SSPC power switch to extend SSPC capability to higher voltages and currents in a space that is smaller than what is practically achievable with a Si power switch. The research started with the thermal analysis of the SSPCs power switch, which will guide the development of a SiC JFET multi-chip power module to be fabricated by Solid State Devices Inc. (SSDI) using JFETs from SiCED and/or Semisouth LLC. Multiple multi-chip power modules will be paralleled to make the SSPC switch. Fabricated devices were evaluated thermally both statically and dynamically and electrically both statically and dynamically. In addition to the SiC module research a detailed design of the high voltage SSPC control circuit capable of operating at 200andamp;ordm;C was completed including detailed analysis, modeling and simulations, detailed schematic diagrams and detailed drawings. Finally breadboards of selected control circuits were fabricated and tested to verify simulation results. Methods for testing SiC JFET devices under transient thermal conditions unique to the SSPC application was also developed.

The use of silicon carbide (SiC) as a base material in power electronics has manyadvantages, including high breakdown voltage and excellent temperature endurance.However, the packaging of such electronics presents major challenges and there is aneed for packaging that can operate in higher temperature. The purpose of this thesishas been to develop a test method and verify the functionality of SiC powertransistors prototypes with a new packaging technique developed by Swerea IVF AB.It includes setting up an electrical test-bed for power and high temperature cyclingand analysis of the results. Even though test confirmed functionality after thepackaging process, (at room temperature) the performance seemed to have been reduced. This could be a result of the measurement setup and the packaging process.In higher temperature the transistors failed to operate longer than a couple ofminutes which showed the weaknesses in the design and the challenges with this typeof packaging.

Diss. Recht Bern, 1945. / Erschien auch als Heft 224 der Abhandlungen zum schweizerischen Recht, N.F.

Durante los últimos años se ha comprobado que existe una búsqueda de nuevos materiales que posean maneras de fabricación novedosa y simple. Una de las opciones es utilizar materiales biomórficos producidos de manera natural, los cuales poseen propiedades que permiten su uso en diferentes aplicaciones de la ingeniería. El objetivo general de este trabajo fue determinar la factibilidad de obtener Carburo de Silicio (SiC) en el país, a partir de madera de Pino. Para esto se definió e implementó una metodología experimental compuesta por tres etapas principales. Primero se realizó una Pirólisis a las probetas, posteriormente se infiltró un compuesto rico en Silicio y por último se realizó una reducción carbotermal (Síntesis de SiC). Estos procesos tienen la particularidad de ser simples y de bajo costo. Las probetas ceramizadas se caracterizaron en base a ensayos de difracción de rayos X, microscopía electrónica (SEM) y pruebas de conductividad eléctrica y térmica. La Pirólisis, que consiste en carbonizar las muestras, se realizó en una atmósfera de Nitrógeno a temperaturas máximas de 1050°C y a tasas entre 5 y 25°C/min. Mientras que la Infiltración se realizó en conjunto con la Síntesis de SiC a temperaturas del orden de los 1600°C y por un tiempo de 5,5 h, para permitir que todo el Silicio infiltrara en la probeta y reaccionara con el Carbono existente. Se ceramizaron probetas con distintas cantidades de Silicio. Se encontró que altas concentraciones de Silicio infiltrado provocaron un exceso de este elemento, el cual cubría la porosidad del material en gran parte de su volumen. Mientras que bajas concentraciones produjeron un déficit de Silicio en la zona superior de las probetas y una cobertura de porosidad en la zona inferior, generando un material frágil y agrietado. En cada una de las probetas se confirmó la existencia de SiC. Se concluye que mediante el procedimiento experimental implementado se puede obtener SiC biomórfico con una morfología propia de la madera.

Ces travaux de thèse sont consacrés à l’étude de l’activation des dopants implantés dans le carbure de silicium. L’objectif est de proposer des conditions d’implantation optimisées pour réaliser le dopage de type n dans le 3C-SiC et de type p dans le 4H-SiC.Nous avons tout d’abord étudié les implantations de type n dans le 3C-SiC. Pour cela, des implantations de N, de P et une co-implantation N&P avec les recuits d’activation associés ont été étudiés. L’implantation d’azote suivie d’un recuit à 1400°C-30min a permis une activation proche de 100% tout en conservant une bonne qualité cristalline. Une étude sur les propriétés électriques des défauts étendus dans le 3C-SiC a également été réalisée. A l’aide de mesures SSRM, nous avons mis en évidence l’activité électrique de ces défauts, ce qui rend difficile la réalisation de composants électroniques sur le 3C-SiC.Nous avons ensuite réalisé une étude du dopage de type p par implantation d’Al dans le 4H-SiC, en fonction de la température d’implantation et du recuit d’activation. Nous avons pu montrer qu’une implantation à 200°C suivie d’un recuit à 1850°C-30min donne les meilleures résultats en termes de propriétés physiques et électriques. / This work was dedicated to the activation of implanted dopants in 3C-SiC and 4H-SiC. The goal is to propose optimized process conditions for n-type implantation in 3C-SiC and for p-type in 4H-SiC.We have first studied the n-type implantation in 3C-SiC. To do so, N, P implantations, N&P co-implantation and the associated annealings were performed. The nitrogen implanted sample, annealed at 1400°C-30 min evidences a dopant activation rate close to 100% while maintaining a good crystal quality. Furthermore, the electrical properties of extended defects in 3C-SiC have been studied. Using the SSRM measurements, we have evidenced for the first time that these defects have a very high electrical activity and as a consequence on future devices.Then, we have realized a study on p-type doping by Al implantation in 4H-SiC with different implantation and annealing temperatures. Al implantation at 200°C followed by an annealing at 1850°C-30min lead to the best results in terms of physical and electrical properties.

OLIVEIRA, Erlania Lima de. Propriedades Eletrônicas de Dispositivos MOS Baseados em SiC. 2005. 95 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-07T17:23:34Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_eloliveira.pdf: 1943111 bytes, checksum: 4c7f59af1ab6ffe6fa88b03b1c341459 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-07T17:24:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_eloliveira.pdf: 1943111 bytes, checksum: 4c7f59af1ab6ffe6fa88b03b1c341459 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-07T17:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_eloliveira.pdf: 1943111 bytes, checksum: 4c7f59af1ab6ffe6fa88b03b1c341459 (MD5) Previous issue date: 2005 / O carbeto de silício (SiC) é considerado um material promissor para aplicações que demandam altas potências, altas freqüências, e para funcionamento em temperaturas elevadas e ambientes quimicamente hostis, condições nas quais as atuais tecnologias baseadas em Si e GaAs não oferecem performances satisfatórias. Esta versatilidade deve-se a características notáveis como grande gap de energia, alta mobilidade eletrônica, alta condutividade térmica, altos campos de ruptura dielétrica, estabilidade e resistência mecânica. Além disso, o SiC pode ser crescido em mais de 200 politipos envolvendo três estruturas cristalinas: cúbica (zincoblenda), hexagonal (wurtizita) e romboédrica. A vantagem mais significativa do SiC sobre outros semicondutores de gap largo é a capacidade de se crescer SiO2 termicamente, similar a do Si. Infelizmente, dispositivos baseados em SiC não podem competir com tecnologias baseadas em Si nas áreas de baixo custo, densidade funcional e temperaturas moderadas. Embora a tecnologia do SiC esteja evoluindo rapidamente, há ainda vários problemas a serem resolvidos como crescimento cristalino em larga escala, minimização de defeitos e otimização da performance dos dispositivos. A finalidade deste trabalho é desenvolver ferramentas teóricas e computacionais para a investigação das propriedades elétricas e eletrônicas de capacitores MOS baseados em SiC. O modelo físico utilizado baseia-se na solução das equações acopladas de Poisson e Schrödinger. Embora o modelo descrito seja geral o suficiente para ser aplicado em dispositivos mais complexos e geometrias tridimensionais, optou-se por um modelamento unidimensional, uma vez que os fenômenos físicos que regem o funcionamento básico de dispositivos MOSFET's podem ser perfeitamente capturados pelo modelamento unidimensional de capacitores MOS.

Made available in DSpace on 2016-08-30T10:50:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2529_.pdf: 1324736 bytes, checksum: 3e15fdde1df97ce4dc1402907e7efc04 (MD5) Previous issue date: 2008-03-27 / Objetivo: Analisar as desigualdades na distribuição da cárie dentária entre crianças brasileiras na idade de 12 anos, caracterizando, nos planos individual e municipal, o grupo mais atingido pela doença. Método: Trata-se de um estudo de natureza quantitativa que utilizou dois desenhos. No primeiro, as unidades de análise foram indivíduos e no segundo, as unidades de análise foram agregados populacionais em municípios. A variável de desfecho foi o índice CPOD categorizado em 2 grupos: o grupo com maior severidade de cárie dentária e o grupo com menor severidade de cárie dentária. As medidas de experiência de cárie dentária foram obtidas dos levantamentos epidemiológicos de saúde bucal realizados no Brasil em 1986 e em 2002-2003. As informações sobre características socioeconômicas municipais foram obtidas no Atlas de Desenvolvimento Humano no Brasil. Resultados: Em 2003, no estudo de nível individual, o valor do índice CPOD aos 12 anos no grupo com maior severidade de cárie dentária foi 6 vezes maior que a média do CPOD no restante da população. A desigualdade na distribuição de cárie dentária, medida pelo coeficiente de Gini, aumentou 67,7% entre 1986 e 2003. O grupo com maior severidade de cárie dentária foi significativamente associado à condições sociodemográficas. Crianças do sexo feminino, estudantes de escolas públicas, estudantes de escolas localizadas em zona rural, residentes em municípios: sem água de abastecimento fluoretada, com porte menor que 100 mil habitantes e localizados na região Centro- Oeste apresentaram maior prevalência de CPOD > 4. No nível municipal, em 2003, a média do índice CPOD aos 12 anos nos municípios do grupo com maior severidade de cárie dentária foi 2 vezes maior que no restante dos municípios. Os municípios com maior severidade de cárie dentária apresentaram piores perfis de condições socioeconômicas e de provisão de água de abastecimento fluoretada. Apenas uma variável, o tempo de fluoretação das águas de abastecimento, correlacionou significativamente com o CPOD no grupo com maior severidade de cárie dentária. No grupo com menor severidade de cárie dentária, a análise de regressão linear múltipla, identificou apenas o tempo de fluoretação das águas de abastecimento e o percentual de domicílios ligados à rede geral de abastecimento de água como estatisticamente significantes com a variação do CPOD. Conclusão: Os resultados deste estudo evidenciam grandes diferenças na experiência de cárie dentária aos 12 anos no Brasil. Nesse sentido, destaca-se a necessidade de se conhecer o perfil da doença em unidades menores como os municípios. Reafirma-se o importante papel da água fluoretada no controle da doença e sugere-se, com base nas desigualdades observadas, que as políticas públicas de saúde bucal no Brasil sejam adequadas à magnitude das desigualdades identificadas, pois não apreender as diferenças entre populações pode significar a padronização das mesmas políticas de saúde para todos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / We use first principles calculations based upon the density functional theory to investigate the stability, geometry, electronic and magnetic properties of cibic silicon carbide (SiC) surfaces aligned along the (001) direction (β−SiC(001)) and nanoribbons (SiCNRs). The β−SiC(001) can be terminated in C or Si. For both terminations a great number of possible reconstruction are studied. To study the stability of the β−SiC(001) surface the formation energy is calculated, which shows that the two terminations (C or Si) have similar stability. Surfaces states are find in the bandgap for the two possible terminations. These surfaces states rule the electronic properties of the β−SiC(001) surface, which present metallic or semiconductor characteristics depending on the surface reconstruction. Aiming to saturate the dangling bonds and functionalize the C terminated β− SiC(001) surface, H atoms are adsorbed in the most stable configuration: the β− SiC(001) in the c(2x2) reconstruction where there are C dimers aligned in row and column. First we observe that the H adsorption is exothermic, indicating to a greater stability of the β−SiC(001) surface. Increasing the number of adsorbed H atoms (up to the third layer) we observe the formation of a nanotunnel structure. There tunnels are stable and small cavities present in the subsurface of the β−SiC(001). The semiconductor character of the β−SiC(001) in the presence of nanotunnels is preserved. The top of the valence band and of the boton of the band are surface states localized in hydrogenated C dimers near to the nanotunnel. Adsorbing Fe atoms on the β−SiC(001) surface we observe that the electronic and magnetic properties of the β−SiC(001) surface are strongly modified. There is a strong magnetic moment localized in Fe atoms adsorbed on the β−SiC(001) surface, which can present metallic or half metallic characteristics. The antiferromagnetic (AFM) interaction between the magnetic moments is favorable when compared to the ferromagnetic (FM) interaction. The electronic and magnetic properties of SiCNRs depend on the border structure. The SiCNRs terminated by H atoms and with armchair borders are semiconductor and no magnetic. Whereas the electronic and magnetic properties of SiCNRs terminated by H atoms and with zigzag border depend on the ribbon width and can be metallic or semiconductor. For pristine zigzag SiCNRs, the ferrimagnetic interaction between the borders is the ground state. The adsorption of Fe (atom and dimer) on a SiC sheet give rise to new electronic levels inside the bandgap and lead the SiC sheet to shows magnetic properties. The magnetic moment for Fe adsorbed on a SiC sheet is 2 μB and 6 μB, for a Fe atom or dimer adsorbed, respectively. The adsorption of Fe structures (atoms and dimers) on the SiCNRs is more stable near the borders of the ribbon. Depending on the Fe coverage and the magnetic interactions we can obtain, metallic, half-metallic, semiconductor or even a spin gapless semiconductor (SGS). These results show that functionalized SiC nanostructures are important materials for nanodevices. / Utilizando cálculos de primeiro princípios dentro do formalismo da teoria do funcional da densidade (DFT) realizou-se um estudo da estabilidade, geometria, propriedades eletrônicas e magnéticas de superfícies de carbeto de silício (SiC) cúbica alinhada ao longo da direção (001) (β−SiC(001)) e nanofitas de SiC. A superfície β−SiC(001) apresenta dois tipos de terminação: terminação em C ou em Si. Para cada terminação (C ou Si) foi estudado um grande número de reconstruções possíveis. No estudo da estabilidade da superfície β−SiC(001) calculamos a energia de superfície, que mostrou que as duas terminações (C ou Si) apresentam similar estabilidade. Para as duas terminações a análise das propriedades eletrônicas mostra que estados de superfície estão presentes no gap. Estes estados de superfície regem as propriedades eletrônicas da β−SiC(001) que apresentam comportamento metálico ou semicondutor, dependendo da reconstrução. Com o objetivo de saturar as ligações pendentes na superfície e ao mesmo tempo funcionalizar a superfície, efetuamos o estudo da hidrogenação da superfície β−SiC(001) terminada em C e na reconstrução mais estável que é a c(2x2), onde linhas e colunas de dímeros de C estão presentes. Inicialmente observamos que a adsorção de H é exotérmica indicando uma maior estabilidade da superfície β−SiC(001) hidrogenada. Aumentando o número de H adsorvido (hidrogenação até a terceira camada) foi possível mostrar a formação de nanotúnel na superfície. Os nanotúneis são pequenas cavidades presentes na subsuperfície da β−SiC(001). Na presença dos nanotúneis o carácter semicondutor é preservado. Com adsorção de átomos de Fe na β−SiC(001) as propriedades eletrônicas e magnéticas são fortemente influenciadas. Existe a presença de um forte momento magnético localizados nos átomos de Fe adsorvidos na β−SiC(001), que pode apresentar características metálicas ou meio-metálicas. A interação entre os momentos magnéticos favorece a uma interação do tipo antiferromagnética (AFM) se comparada com a interação do tipo ferromagnética (FM). As propriedades eletrônicas e magnéticas das nanofitas de SiC (SiCNFTs) são dependentes das bordas. As SiCNFTs terminadas em H e com bordas armchair são semicondutoras não magnéticas. No entanto, as propriedades eletrônicas e magnéticas das SiCNFTs terminadas em H e com bordas zigzag dependem da largura da fita e podem ser metálicas ou semicondutoras. Para as SiCNFTs na forma pristina, o estado fundamental ocorre quando há uma interação do tipo ferrimagnética entre as bordas. A adsorção de Fe (átomo e dímero) em uma folha de SiC faz com que novos níveis eletrônicos estejam presentes no gap e a folha de SiC apresenta propriedades magnéticas. O momento magnético para o átomo de Fe adsorvido sobre a folha de SiC é de 2 μB e para um dímero de Fe adsorvido este momento magnético é de 6 μB. A adsorção de Fe (átomo ou dímero) sobre as SiCNFTs é mais estável nas bordas das fitas. Dependendo da cobertura de Fe e das interações magnéticas podemos obter metais, meio-metais, semicondutores ou mesmo semicondutores com polarização de spin e gap nulo (SGS). Estes resultados mostram que nanoestruturas de SiC funcionalizadas são importantes materiais para nanodispositivos.

The effect of ion irradiation and annealing on the microstructure and migration behaviour of implanted Sr and Ag in SiC have been investigated. SiC is used as the main barrier for fission products in modern high temperature gas cooled reactors. An understanding of the transport behaviour of the implanted ions under irradiation by swift heavy ions (SHI) will shed some light into SiC’s effectiveness in the retention of fission products. The diffusion behaviour of silver (Ag) and strontium (Sr) implanted separately into SiC was investigated after irradiation by xenon ions and isochronal annealing methods from 1100 ˚C up to temperatures of 1500 ˚C in step of 100 ˚C for 5 hours. Ion implantation and ion irradiation were performed at room temperature. The implantation fluences in all cases were in the order of 2×10 16 ions per cm 2 . Some of the implanted samples were then irradiated by SHI at different fluences (i.e. 3.4×10 14 and 8.4×10 14 ions per cm 2 ). The implantation depth profiles before and after irradiation and annealing were determined by Rutherford backscattering spectroscopy (RBS). The microstructure of SiC individually implanted with Ag and Sr were investigated using Raman spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). Implantation of Ag and Sr amorphized the SiC, while SHIs irradiation of the as-implanted SiC resulted in limited recrystallization of the initially amorphized SiC. Annealing at 1100 °C caused more recrystallization on the un-irradiated but implanted samples compared to SHI irradiated samples. This poor recrystallization of the irradiated SiC samples was due to the amount of impurities (i.e. concentration of Ag or Sr atoms) retained after annealing at 1100 o C. Raman and SEM results showed that annealing of the un-irradiated but implanted samples at 1100 °C resulted in large average crystal size compared to the irradiated samples annealed in the same conditions. RBS results showed that SHI irradiation alone induced no change in the implanted Ag and Sr. However, annealing the SHI irradiated samples iscohonally up to 1500 ˚C showed a strong diffusion and release of Ag and Sr as compared to the un-irradiated but implanted samples. The differences in the migration behavior of Ag and Sr is due to the difference in SiC structure and recrystallization in the irradiated and un-irradiated but implanted samples. / Thesis (PhD (Physics))--University of Pretoria, 2019. / National Research Foundation (NRF) and The World Academy of Sciences (TWAS). / Physics / PhD (Physics) / Unrestricted