Spectral Representation for the Effective Macroscopic Response of a Polycrystal: Application to Third-Order Nonlinear Susceptibility

Erratum: In our paper, we show that the spectral representation for isotropic two-component composites also applies to uniaxial polycrystals. We have learned that this result was, in fact, first conjectured by G.W. Milton. While our derivation is more detailed, our result for the spectral function is the same as Milton's. We very much regret not having been aware of this work at the time of writing our paper. Original abstract: We extend the spectral theory used for the calculation of the effective linear response functions of composites to the case of a polycrystalline material with uniaxially anisotropic microscopic symmetry. As an application, we combine these results with a nonlinear decoupling approximation as modified by Ma et al., to calculate the third-order nonlinear optical susceptibility of a uniaxial polycrystal, assuming that the effective dielectric function of the polycrystal can be calculated within the effective-medium approximation.Comment: v2 includes erratum and the original preprin

Characterization of high-temperature PbTe p-n junctions prepared by thermal diffusion and by ion-implantation

We describe here the characteristics of two types of high-quality PbTe p-n-junctions, prepared in this work: (1) by thermal diffusion of In4Te3 gas (TDJ), and (2) by ion implantation (implanted junction, IJ) of In (In-IJ) and Zn (Zn-IJ). The results, as presented here, demonstrate the high quality of these PbTe diodes. Capacitance-voltage and current-voltage characteristics have been measured. The measurements were carried out over a temperature range from ~ 10 K to ~ 180 K. The latter was the highest temperature, where the diode still demonstrated rectifying properties. This maximum operating temperature is higher than any of the earlier reported results. The saturation current density, J0, in both diode types, was ~ 10^-5 A/cm2 at 80 K, while at 180 K J0 ~ 10^-1 A/cm2 in TDJ and ~ 1 A/cm2 in both ion-implanted junctions. At 80 K the reverse current started to increase markedly at a bias of ~ 400 mV for TDJ, and at ~550 mV for IJ. The ideality factor n was about 1.5-2 for both diode types at 80 K. The analysis of the C-V plots shows that the junctions in both diode types are linearly graded. The analysis of the C-V plots allows also determining the height of the junction barrier, the concentrations and the concentration gradient of the impurities, and the temperature dependence of the static dielectric constant. The zero-bias-resistance x area products (R0Ae) at 80 K are: 850 OHMcm2 for TDJ, 250 OHMcm2 for In-IJ, and ~ 80 OHMcm2 for Zn-IJ, while at 180 K R0Ae ~ 0.38 OHMcm2 for TDJ, and ~ 0.1 OHMcm2 for IJ. The estimated detectivity is: D* ~ 10^10 cmHz^(1/2)/W up to T=140 K, determined mainly by background radiation, while at T=180 K, D* decreases to 108-107 cmHz^(1/2)/W, and is determined by the Johnson noise

Extended elliptic skyrmion gratings in epitaxial MnSi thin films

A detailed investigation of the magnetization processes in epitaxial MnSi thin film reveals the existence of elliptically distorted skyrmion strings that lie in the plane of the film. We provide proof that the uniaxial anisotropy stabilizes this state over extended regions of the magnetic phase diagram. Theoretical analysis of an observed cascade of first-order phase transitions is based on rig- orous numerical calculations of competing chiral modulations, which shows the existence of helicoids, elliptic skyrmions, and cone phases

Antagonistic peptide technology for functional dissection of CLE peptides revisited

Information collected using antagonistic peptide approaches can be very useful, but these approaches do not work in all cases and require insight on ligand-receptor interactions and peptide ligand structur

Потенциальные продуценты биогенных магнитных наночастиц среди патогенных и условно-патогенных микроорганизмов

Проблематика. Ускладнені форми інфекції при запальних процесах характеризуються зростанням резистентності мікрофлори до антибіотиків, що змушує шукати нові способи лікування, які б запобігали розвитку патогенних мікроорганізмів, підвищували місцевий імунітет і тим самим прискорювали регенеративні процеси. Мета дослідження. Метою роботи є класифікація патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів, які можуть бути потенційними продуцентами біогенних магнітних наночастинок (БМН), на предмет локалізації та властивостей БМН за допомогою методів порівняльної геноміки з перспективою їх подальшого використання як магнітокерованих векторів для цільової доставки лікарських препаратів. Це дасть змогу використовувати методи гіпертермії для знешкодження патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів, які здатні до біомінералізації БМН, застосовуючи для нагріву клітин безпосередньо внутрішньоклітинні БМН цих мікроорганізмів. Методика реалізації. У роботі застосовано методи попарного та множинного вирівнювання з використанням вільної в доступі програми “BLAST” Національного центру біотехнологічної інформації. Результати дослідження. Виявлено, що такі штами, як E. coli (541-15), K. pneumoniae 342, C. perfringens str. 13, P. fluorescens, є потенційними продуцентами саме кристалічного магнетиту, а мікроорганізми S. Aureus RF122, S. suis BM407, E. aerogenes KCTC 2190, K. pneumoniae RYC492, P. aeruginosa M18 можуть бути продуцентами внутрішньоклітинних аморфних БМН. Сила магнітодипольної взаємодії між БМН бактерій і БМН пухлин становить 10⁻⁷–10⁻⁸ Н. Висновки. Пояснюється ефект знешкодження патогенних мікроорганізмів за допомогою методу магнітної гіпертермії за рахунок наявності БМН. Запропоновано використовувати для лікування гнійно-запальних процесів не тільки антибіотичні препарати, але й електромагнітні поля для тих мікроорганізмів, які є продуцентами БМН. Показано, що як вектори для цільової доставки лікарських препаратів доцільно використовувати мікроорганізми з природними магнітними властивостями, що зробить метод цільової доставки препаратів надійнішим та більш ефективним і зменшить його вартість.Problems. The complicated forms of infection in inflammatory processes characterized by rising resistance of microorganisms to antibiotics, are forcing to find new treatments that would prevent development of pathogenic microorganisms, increased local immunity, and thus accelerated regenerative processes. Objective. Classification of pathogenic and opportunistic microorganisms that may be potential producers of BMN, in terms of the location and properties of BMN using the methods of comparative genomics with the prospect of their subsequent use as the vectors for magnetically targeted delivery of drugs. This will make possible the use of the hyperthermia techniques for removal of pathogenic and opportunistic microorganisms that are capable of biomineralization BMN using for heating the cells directly intracellular BMN of these microorganisms. Methods of implementation. The methods of paired and multiple sequence alignment were applied using a free access program “BLAST” of National Center for Biotechnology Information. Results. It was revealed that strains such as E. coli (541-15), K. pneumoniae 342, C. perfringens str. 13, P. fluorescens are potential producers of crystalline magnetite and bacteria: S. aureus RF122, S. suis BM407, E. aerogenes KCTC 2190, K. pneumoniae RYC492, P. aeruginosa M18 can be producers of intracellular amorphous BMN. The power of magnetic dipole interaction between BMN of the bacteria and BMN of the tumors is in the range between 10⁻⁷–10⁻⁸ N. Conclusions. It is explained the neutralization effect of pathogens by the method of magnetic hyperthermia due to the presence BMN, and it was proposed the use for the treatment of inflammatory processes not only antibiotic drugs, but also electromagnetic fields for those microorganisms which are producers of BMN. It is shown that as vectors for targeted delivery of drugs should be used microorganisms with natural magnetic properties, making method targeted delivery of drugs safer and more efficient, and reduced its cost.Проблематика. Осложненные формы инфекции при воспалительных процессах характеризуются ростом резистентности микрофлоры к антибиотикам, что заставляет искать новые способы лечения, которые бы предотвращали развитие патогенных микроорганизмов, повышали местный иммунитет и тем самым ускоряли регенеративные процессы. Цель исследования. Целью работы является классификация патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, которые могут быть потенциальными продуцентами биогенных магнитных наночастиц (БМН) на предмет локализации и свойств БМН с помощью методов сравнительной геномики с перспективой их дальнейшего использования в качестве магнитоуправляемых векторов для целевой доставки лекарственных препаратов. Это позволит использовать методы гипертермии для обезвреживания патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, которые способны к биоминерализации БМН, применяя для нагрева клеток непосредственно внутриклеточные БМН этих микроорганизмов. Методика реализации. В работе применялись методы парного и множественного выравнивания с использованием свободной в доступе программы “BLAST” Национального центра биотехнологической информации. Результаты исследования. Выявлено, что такие штаммы, как E. Coli (541-15), K. pneumoniae 342, C. Perfringens str. 13, P. fluorescens, являются потенциальными продуцентами именно кристаллического магнетита, а микроорганизмы S. aureus RF122, S. suis BM407, E. aerogenes KCTC 2190, K. pneumoniae RYC492, P. aeruginosa M18 могут быть продуцентами внутриклеточных аморфных БМН. Сила магнитодипольного взаимодействия между БМН бактерий и БМН опухолей составляет 10⁻⁷–10⁻⁸ Н. Выводы. Объясняется эффект обезвреживания патогенных микроорганизмов с помощью метода магнитной гипертермии за счет наличия БМН. Предложено использовать для лечения гнойно-воспалительных процессов не только антибиотические препараты, но и электромагнитные поля для тех микроорганизмов, которые являются продуцентами БМН. Показано, что в качестве векторов для целевой доставки лекарственных препаратов целесообразно использовать микроорганизмы с естественными магнитными свойствами, что сделает метод целевой доставки препаратов надежным и более эффективным и уменьшит его стоимость