FISICA, 3

Autor: Castro Otero Emilio.
Año: 2006.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: Facultad de Física.
Centro de realización: Facultad de Física.

Resumen: La presente memoria de TEsis Doctoral ha sido realizada en el Laboratorio de Física de Coloides y Polímeros del GRupo de Sistemas Compeljos del Departamento de Física de la Materia Condensada de la Universidad de SAntiago de Compostela. Dado qeu un objetivo prioritario del proyecto de investigación qeu está llevando el grupo de investigación sobre caracterización de copolímeros de bloque formados por base hidrófila (el óxido de etileno) e hidrófoba (óxidos de propileno, butileno y estireno) como emdio de transporte y solubilización de fármacos es obtener un tamaño crítico de 5 nm, que asegure que el principio activo puede ser liberado en cualquier punto del cuerpo humano. Para ello, se plentaean dos posibilidades: Por un lado, generar una nueva clase de copolimeros que pudieran alcanzar ese tamaño caracteríostico y, por otro, modificar el tamaño de los agregadosn formados previamente por copolñimeros basados en bloques de oxifeniletileno y oxietielno mediante la adición de aditivos a la disolución: surfactantes y cosolventes. Esta Tesis Doctoral abarca la segunda de las posibilidades propuestas. El conjunto de experiencias recogidos en esta Tesis Doctoral incluye el estudio de cinco polímeros, posibilitanto el análisis de la influencia de la arquitectura molecular y la longitud de los bloques en las nanoestructuras formadas. Como aditivos se ha empleado un disolvente polar miscible con el agua (el etanol) y varios tensioactivos iónicos, que han posibilitado el análisis de la influencia de la hidrofobicidad y la naturaleza de la carga eléctrica en la modulación de las nanoestructuras formadas. Así, en el primer capítulo se realiza una introducción sobre la naturaleza de los copolímeros de bloque, revisando someramente los mecanismos de control estructural y de estabilidad de los mismos. En el capítulo segundo se realiza una breve explicación de las técnuicas experimentales más relevantes empleadas a los largo del presnete trabajo. En el capítulo tercero, se presentan los resultados obtenidos de la caracterización físcio-química de los copolímeros estudiados, y se explora la modulación de la rpesencia de estanol en el meduio como mecanismode control estructural de los agregados formados por los copolímeros. En el Capítulo cuarto se recoge la discusión de los experimentos realizados en los sistemas copoliméricos en presencia de tensioactivos iónicos, analizando su em,pleo como mecanismos de regulación morfológico y estructural de las nanoestructuras poliméricas. Finalmente, en el capítulo quinto se realiza una comparación entre ambos tipos de control estructural, viéndose que se consigue con este trabajo los objetivos previamente contemplados.

Autor: DA SILVA GONZALEZ JESUS IVAN.
Año: 2006.
Universidad: LA LAGUNA.
Centro de lectura: FACULTAD DE FISICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FISICA.

Resumen: El trabajo desarrollado en esta enfocado, principalmente, en el estudio de los procesos que preceden a la aplicación de los Métodos Directos, en la resolución ab initio de estructuras cristalinas a partir de datos de difracción en polvo, y está estructurada de la siguiente manera:

Autor: HERNANDEZ ALONSO SERGIO ELIAS.
Año: 2006.
Universidad: LA LAGUNA.
Centro de lectura: FACULTAD DE FISICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FISICA.

Resumen: La tesis recoge las principales tareas desarrolladas para la puesta a punto de una ticnica para la medida de parametros hemodinamicos in vivo mediante Espectroscopia de Reflectancia en Medios Dispersivos, ERMD. Estas tareas son: " La realizacisn de varios prototipos con el objetivo de estudiar disoluciones de hemoglobina in vitro y tejidos biolsgicos in vivo. " Dada la no linealidad existente entre las concentraciones de los cromsforos y la absorbancia en espectros medidos, una importante tarea fue desarrollar el mitodo para obtener las concentraciones absolutas de los cromsforos estudiados, principalmente: oxihemoglobina y deoxihemoglobina. Este desarrollo se puede desglosar en: o La simulacisn a travis de dos variantes diferentes del Mitodo de Monte Carlo del comportamiento de la luz en medios dispersivos. o El estudio in vitro en disoluciones spticamente dispersivas de los principales parametros que caracterizan el ERMD. o Posterior aplicacisn in vivo de los resultados obtenidos mediante las simulaciones Monte Carlo y medidas in vitro.

Autor: LOPEZ SOLANO JUAN JAVIER.
Año: 2006.
Universidad: LA LAGUNA.
Centro de lectura: UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA.
Centro de realización: UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA.

Resumen: Los métodos de estudio teóricos de la materia denominados de primeros principios (o ab initio) se han desarrollado notablemente en las últimas décadas. Estos métodos permiten en la actualidad obtener información muy variada sobre sistemas muy complejos, empleando tan sólo principios y herramientas propias de la Mecánica Cuántica. Empleando estos métodos de primeros principios, en esta tesis se ha estudiado el efecto de la presión sobre dos tipos de sólidos cristalinos diferentes: el compuesto binario InAs, y los cinco materiales ternarios YLiF4, CaWO4, SrWO4, BaWO4 y PbWO4. En ambos casos se han estudiado principalmente las transiciones de fase estructurales bajo presión. En el estudio del compuesto InAs, los cálculos ab initio realizados reproducen correctamente el comportamiento observado experimentalmente a presiones moderadas, con transiciones desde la estructura zb de presión ambiente hacia la tipo NaCl, y de ésta hacia Cmcm. A presiones elevadas, se han examinado varias estructuras propuestas en InAs como fases estables a alta compresión, tales como la estructura tipo CsCl propuesta en el trabajo teórico de Mujica y Needs [Phys. Rev. B 55, 9659 (1997)]; las estructurtas tipo B10 y Pmma, estudiadas de forma teórica por Kim y colaboradores [Phys. Rev. B 60, R8449 (1999)]; y la estructura tipo Pmma desordenada, caracterizada experimentalmente por Pascarelli et al. [Europhys. Lett. 61 (4), 554 (2003)]. Se ha considerado también la estructura tipo Super-Cmcm, propuesta como estable en el compuesto InSb por Kelsey y Ackland [J. Phys.: Condens. Matter 12, 7161 (2002)]. Además, se ha analizado el efecto de la ordenación sobre la estabilidad de la red bcc (a la que pertenece la estructura tipo CsCl), lo que da lugar a estructuras casi-bcc tales como la tipo B11, que presentan la notable diferencia con respecto a la tipo CsCl de tener primeros vecinos del mismo tipo. Estructuras de estas características no se han estudiado en ningún trabajo previo en este tipo de compuestos, al considerárselas inestables debido a las fuerzas de repulsión entre átomos del mismo elemento. El estudio realizado muestra una fase estable tipo Super-Cmcm estable tras la tipo Cmcm, de forma similar a lo que sucede en InSb. A presiones por encima de los 60 GPa, las fases más estables resultan ser estructuras casi-bcc. En compuestos tales como el InAs la baja ionicidad de los enlaces se traduce en unas fuerzas entre átomos de distinto y del mismo tipo muy similares. Esto permite que estas estructuras casi-bcc presenten distancias de primeros vecinos del mismo tipo muy cortas, y un empaquetamiento superior al de la estructura tipo CsCl. Este estudio muestra también que el comportamiento bajo presión de las redes cristalinas formadas por un sólo elemento (i.e., cristales sólo de In y sólo de As) también juega un papel importante en la estabilidad de las estructuras tipo bcc del compuesto InAs. Debe notarse que, aunque este tipo de estructuras no se han observado experimentalmente en InAs, sí se han detectado estructuras etiquetadas como bcc desordenadas en varios compuestos similares, tales como InSb. Este estudio de primeros principios puede por tanto ayudar a esclarecer la situación de alta presión en dichos compuestos. El estudio de los cinco compuestos ternarios YLiF4, CaWO4, SrWO4, BaWO4 y PbWO4 ha permitido establecer una serie de características generales del comportamiento bajo presión de los compuestos de este tipo (denominados habitualmente compuestos ABX4). Los cinco compuestos analizados cristalizan en forma de scheelita, y sufren un comportamiento bajo presión cuyas similitudes y diferencias pueden entenderse en base al Diagrama de Bastide [J.P. Bastide, J. Solid State Chem. 71, 115 (1987)] y la aplicación a él de la llamada regla N-E. Dicha regla es una ley semi-empírica que estable que las estructuras de alta presión de un compuesto se encuentran al N-E de la posición en el Diagrama de Bastide de la estr 8 uctura d 10ff e presión ambiente. El estudio sistemático de 5 compuestos diferentes ha permitido comprobar la validez y límites de esta regla, de manera que efectivamente el estudio de estos compuestos se ha traducido en información general sobre el comportamiento bajo presión de los compuestos tipo ABX4. El estudio del compuesto YLiF4 ha examinado varias secuencias estructurales propuestas con anterioridad [Grzechnik et al, Phys. Rev. B 65, 104102 (2002); Sen et al., Phys. Rev. B 68, 134105 (2003); Li et al., J. Phys.: Condens. Matter 16, S983 (2004)], llegando a la conclusión de que la transición scheelita a M(prima)-fergusonita es la favorecida al menos a baja temperatura. En base a esta transición se han podido explicar ciertas anomalías observadas en experimentos Raman [Sarantopoulou et al., Phys. Rev. B 59, 4154 (1999); Wang et al., arXiv.org:cond-mat/0210491 (2002)]. A presiones superiores, este estudio muestra como fase más estable a una estructura del grupo espacial nº 64, Cmca con 8 fórmulas unidad en la celda convencional. Esta estructura se ha obtenido por primera vez en estos cálculos y su presión de aparición, así como las características de la transición, parecen en buen acuerdo con las observaciones de Grzechnik y colaboradores, que no pudieron caracterizar completamente la tercera fase estructural del YLiF4. El estudio de los cuatro wolframatos de Ca, Sr, Ba y Pb se ha realizado en estrecha colaboración con grupos experimentales de las universidades de Valencia y Politécnica de Valencia. El comportamiento bajo presión del CaWO4, de acuerdo con las medidas experimentales y los cálculos teóricos, es muy similar al del YLiF4, lo que esta de acuerdo con la proximidad de ambos compuestos en el Diagrama de Bastide. La combinación de técnicas experimentales y teóricas ha permitido comprender la compleja situación de la estabilidad estructural en los compuestos SrWO4, BaWO4 y PbWO4. La fase estable tras la tipo scheelita de presión ambiente en estos tres wolframatos es, de acuerdo con los cálculos teóricos, del tipo PbWO4-III (BaWO4-II), estructura que había sido observa con anterioridad bajo alta presión y alta temperatura en los wolframatos de Pb (Ba). A temperaturas reducidas, medidas de difracción de rayos X no muestran, sin embargo, la existencia de dicha estructura, mientras que medidas Raman encuentras trazas de ella en coexistencia con otras fases. Tal y como muestra el estudio teórico, la transición desde scheelita hacia una estructura tipo PbWO4-III es fuertemente de primer orden, lo que supone una reorganización importante de las posiciones atómicas y la necesidad de superar barreras cinéticas elevadas. Así, las técnicas Raman, al ser muy locales, observan porciones del cristal que han transitado a la fase PbWO4-III a presiones reducidas, mientras que las técnicas de difracción de rayos-X, capaces tan sólo de identificar cambios generales en la muestra, sólo muestran la fase tipo PbWO4-III a presiones muy elevadas, cuando se han vencido las barreras cinéticas y toda la muestra ha transitado hacia PbWO4-III. A presiones intermedias puede incluso producirse una transición parcial hacia fergusonita, ya que en este caso no hay barreras cinéticas que vencer al tratarse de una transición de 2º orden. Debe notarse que los estudios teóricos han proporcionado información de parámetros estructurales y frecuencias Raman que han ayudado a la caracterización experimental de las fases observadas. A presiones muy elevadas, los estudios teóricos en los cuatro wolframatos predicen la estabilidad de la estructura tipo Cmca ya indicada, que aparecería pues como una característica general en este tipo de compuestos ternarios.

Autor: MARTINEZ GONZALEZ MARIA JESUS.
Año: 2006.
Universidad: LA LAGUNA.
Centro de lectura: UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA.
Centro de realización: INSTITUTO DE ASTROFISICA DE CANARIAS.

Resumen: En esta tesis doctoral se realiza un estudio de las propiedades magnéticas del Sol en calma, aquellas regiones en el Sol donde el magnetismo pasa casi desapercibido. Se llega a la conclusión que los campos magnéticos son débiles, de unas pocas centenas de Gauss, llenando una porción pequeña del elemento de resolución. Además las estructuras magnéticas en estas regiones parecen tener una topología muy compleja formando un amasijo de pequeños lazos.

Autor: Espinal Curull Javier.
Año: 2006.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: Instituto de Física de Altas Energias (IFAE).
Centro de realización: Instituto de Física de Altas Energias.

Autor: BRESOLI CATA FRANCESCA.
Año: 2006.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: D.FISICA.
Centro de realización: UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BARCELONA.

Resumen: A principis dels trenta, el nombre de partícules conegudes en el món de la física nuclear es podia comptar amb els dits d'una mà. A finals dels cinquanta, les taules de partícules en mostraven més de trenta. En mig dels dos períodes hi ha el nostre tema de recerca: el descobriment de les partícules estranyes. Aquestes partícules van ser identificades principalment en raigs còsmics, classificades amb el nou model d'estranyesa i verificades experimentalment als nous acceleradors. El descobriment de les partícules estranyes i la concreció del model d'estranyesa, que permet avançar cap el model de quarks, ha estat poc tractat pels historiadors de la física, els quals han centrat els seus esforços en d'altres fites importants que competeixen en temps i espais amb el descobriment d'aquestes partícules: l'assentament de la QED, el descobriment del pió i la seva relació amb les forces nuclears, l'escalada energètica dels acceleradors... La historiografia parla copiosament del desenvolupament de la física nuclear en la dècada dels 30 i 40, dels treballs en els laboratoris i de l'estudi de la natura dels raigs còsmics. A partir d'aquí, però, es passa a la Big Science, al treball als grans acceleradors i, tot seguit, ja es parla de física de partícules. Aquesta tesi pretén començar a omplir aquest buit. L'estudi en ell mateix ofereix a la història de la ciència un exemple de procés microhistòric de descobriments múltiples, mancats de predicció teòrica i que abasten una dècada sencera (1947-1957). Estem davant d'un procés complex, dilatat en el temps i amb diferents interaccions experiments-teoria que van configurant el producte final i un relat adjunt coherent que no reflecteix les dificultats del procés de descobriment: tenim, doncs, un exemple de com el relat històric tendeix a simplificar-se en moments puntuals de fites teòriques i experimentals. Però més enllà de la seva singularitat, el procés de descobriment i teorització de les partícules estranyes serveix de pont per entendre la transició dels laboratoris de radioactivitat i física nuclear del període entreguerres als laboratoris organitzats al voltant dels grans acceleradors, o la transició de la física nuclear a la física de partícules.

Autor: LUIS BRIÑAS LÓPEZ.
Año: 2006.
Universidad: ALICANTE.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: UNIVERSIDAD DE ALICANTE.

Resumen: Ante el problema de diagnóstico que presentan los afectado por el Síndrome de Marfan, se propone realizar un análisis morfométrico de los afectados con relación a la población normal, mediante la toma de medidas antropométricas de las diferentes partes del cuerpo humano y la utilización de índices antropométricos. También se propone como elemento complementario la toma de fuerza que desarrollen en ambas manos, así como se ha de realizar también un cuestionario de autodescripción física. Por tanto, la finalidad de esta tesis es, pues, proponer un modelo morfométrico para hombre y mujer característico del sujeto afectado por el Síndrome de Marfan con índices antropométricos que permitan la identificación y diagnóstico de forma cuantitativa, objetiva y automática de la enfermedad antes de que se manifieste por los graves problemas que acostumbra a dar.

Autor: VILLANOVA DEL MORAL ALBERT.
Año: 2006.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: IFIC - INSTITUT DE FÍSICA CORPUSCULAR.
Centro de realización: FACULTAT DE FÍSICA.

Resumen: Los recientes resultados de experimentos de neutrinos han puesto en evidencia que el Modelo Estándar ha de ser extendido para explicar los datos experimentales. Ante esta situación, multitud de modelos de masa de neutrinos han sido propuestos. Sin embargo, el mecanismo responsable de la generación de masas es todavía desconocido. Con la finalidad de comprenderlo, han de verificarse dos requisitos: por un lado, los modelos deben ser comprobables; por otro lado, diferentes modelos han de ser diferenciables. Por tanto, es necesario llevar a cabo un análisis en detalle de los diferentes modelos de masa de neutrinos para identificar sus características diferenciadoras y sus específicas implicaciones fenomenológicas. Este tipo de estudio ha sido precisamente la principal motivación de esta tesis. De hecho, se trata del estudio de diferentes modelos de masa de neutrinos y de la investigación de sus implicaciones. Entre los modelos estudiados, algunos de ellos están basados en la simetría discreta de sabor A4. Esta simetría puede estar realizada de muy diversas formas dependiendo del contenido de partículas del modelo y de las propiedades de transformación de éstas bajo A4. Una de las realizaciones estudiadas en detalle se trata de un modelo que predice masas de neutrinos cuasi degeneradas. El contenido de partículas es el mismo que en el Modelo Estándar Supersimétrico Mínimo, pero extendido con supercampos leptones, quarks y de Higgs, singletes bajo SU(2). Los principales resultados de este modelo son: las mezclas de los neutrinos y las de los sleptones están correlacionadas; predice la existencia de un sleptón con masa accesible en el LHC; establece una cota inferior a la escala de masa absoluta de Majorana de los neutrinos; predice procesos que violan sabor leptónico con cotas inferiores accesibles a los próximos experimentos. En otra realización de la simetría A4, el contenido de partículas es extendido respecto al del Modelo Estándar con tres dobletes de Higgs y cuatro tripletes de Higgs. Los resultados más importantes son: los ángulos de mezcla de los neutrinos atmosféricos y de reactor son máximo y cero, respectivamente; predice una cota inferior para la amplitud de la desintegración doble beta sin emisión de neutrinos; esta cota es independiente de si la jerarquía de neutrinos es normal o inversa, o de si se conserva o no la simetría CP. A diferencia de la realización de A4 discutida anteriormente, en ésta no hay ninguna cota inferior relevante para la escala de masa absoluta de neutrinos. También ha sido estudiado el patrón de mezcla bimáximo, el cual es una característica común de, por ejemplo, muchos modelos de masa de neutrinos basados en A4. Asumiendo que este patrón es válido a altas energías, se realiza su evolución a bajas energías incluyendo correcciones radiativas (tanto las de corrimiento por las Ecuaciones del Grupo de Renormalización, como las de umbral) y asumiendo el marco de mSUGRA (universal e independiente del sabor). La conclusión de este trabajo es que el ángulo de mezcla de los neutrinos solares sólo puede aumentar respecto a su valor tribimáximo de referencia, mientras que los ángulos atmosférico y de reactor permanecen esencialmente estables. Por otro lado, han sido estudiados modelos de generación de masa de neutrinos mediante la violación de paridad R. En concreto, se ha realizado un análisis detallado de dos modelos específicos. En primer lugar, ha sido considerado un modelo con violación explícita bilineal de paridad R y con supercampos de Higgs tripletes. Los resultados más destacados son: los valores esperados en el vacío de las componentes neutras de los bosones de Higgs tripletes dependen cuadráticamente de los parámetros de violación bilineal de paridad R; la violación explícita bilineal de paridad R genera la escala de masa de los neutrinos atmosféricos, mientras que la escala de masa de los neutrinos solares es generada por los tripletes de Higgs; los branchi 8 ng ratio a93 de las desintegraciones leptónicas del triplete de Higgs doblemente cargado están relacionadas con el ángulo de mezcla de los neutrinos solares; esta dependencia es mostrada de manera explícita. En el marco de los modelos de masa de neutrinos mediante ruptura espontánea de paridad R, ha sido estudiado en detalle el sector de bosones de Higgs neutros. Los resultados más relevantes son: algunas variantes específicas de este tipo de modelos pueden solucionar el problema de mu de la misma forma como lo hace el Modelo Estándar Supersimétrico Cuasi Mínimo; existe un bosón de Nambu-Goldstone (sin masa) asociado a la ruptura espontánea de número leptónico, llamado majorón; existe un bosón de Higgs neutro par bajo CP que es ligero (accesible en LHC) cuya producción es la misma que la del bosón de Higgs del MSSM pero que puede tener como dominante el canal de desintegración invisible; aunque no de manera genérica (como ocurre en el caso de bosones de Higgs pares bajo CP), existen zonas del espacio de parámetros donde el bosón de Higgs neutro impar bajo CP más ligero puede tener tanto sección de producción como desintegración invisible considerables. En resumen, en esta tesis han sido analizados en profundidad varios modelos de masa de neutrinos. Como resultado, han sido predecidos diferentes observables experimentales, los cuales son comprobables en la próxima generación de experimentos: una cota inferior para el ritmo de desintegración doble beta sin emisión de neutrinos; cotas inferiores para procesos que violan sabor leptónico; y señales en aceleradores, tales como un bosón de Higgs doblemente cargado cuyas desintegraciones leptónicas están relacionadas con el ángulo de mezcla de los neutrinos solares, un sleptón ligero o bosones de Higgs que se desintegran invisiblemente de manera dominante. Esperamos que este trabajo resulte útil para comprobar los modelos estudiados y eventualmente contribuya a comprender el mecanismo responsable de la generación de masa de los neutrinos.

Autor: Rosell Escribà Ignasi.
Año: 2006.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: Facultat de Física.
Centro de realización: Facultat de Física.

Resumen: En esta tesis se sugiere el uso de la Teoría Quiral de Resonancias para describir QCD a energías intermedias. Este modelo utiliza las ideas de los lagrangianos fenomenológicos propuestos por Weinberg. Se utiliza la expansión en un gran número de colores como parámetro de expansión y un punto fundamental es el uso del comportamiento de QCD a altas energías. El objetivo de la tesis es realizar un primer paso hacia la consideración de las correcciones cuánticas en este modelo. En primer lugar se calcula el factor de forma vectorial del pión a orden subdominante. Este cálculo nos permite comprobar que el contaje está bien definido, nos permite predecir acoplamientos quirales a orden subdominante y nos demuestra la necesidad de considerar los factores de forma con resonancias como estados asintóticos. Siguiendo estas ideas, se calcula la diferencia de la función de dos puntos de dos corrientes escalares y pseudoescalares, lo cual permite predecir los acoplamientos quirales L(8) y C(38), manteniendo un control de la dependencia de escala. Se han estudiado todas las ligaduras que vienen de considerar los factores de forma a dos cuerpos en el sector de paridad intrínseca par de la teoría. Por último, el estudio de la renormalización a un bucle con sólo resonancias escalares y pseudoescalres nos permite comprobar el buen funcionamiento de la saturación por parte de las resonancias de los acoplamientos quirales ligados a estas resonancias, a orden subdominante.

Autor: MARTÍNEZ MORENO EDUARDO.
Año: 2006.
Universidad: VALLADOLID.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS, UNIVERSIDAD DE VALLADOLID.

Resumen: En el presente trabajo se utiliza un método semiempírico de ligaduras fuertes (TB) en combinación con el método de primeros principios TB-LMTO para obtener la estructura electrónica y las propiedades magnéticas en sistemas compuestos de metales de transición como Cr, Mn, Fe y Ni. El método TB empleado permite el tratamiento de configuraciones magnéticas no colineales, típicas de sistemas que presentan frustraciones magnéticas. También permite realizar cálculos en sistemas con un número elevado de posiciones inequivalentes en un tiempo razonable. Los sistemas estudiados son los correspondientes a agregados de Fe soportados en Ni en diferentes orientaciones cristalográficas, películas de Mn soportadas en Fe(001) y películas de Cr soportadas en Fe(001). En el caso de los agregados de Fe en Ni, se obtienen resultados estructurales y magnéticos de acuerdo con experimentos recientes. También se estudian las interacciones entre agregados soportados, muy importantes bajo el punto de vista tecnológico. En las películas de Mn sobre Fe, se consideran películas de diferentes espesores soportadas en sustratos ideales (sin escalones monoatómicos en la interfase) y luego se considera la presencia de escalones en la interfase. Los resultados obtenidos están en un muy buen acuerdo con experimentos recientes realizados con técnicas SP-STM/STS. En las películas de Cr sobre Fe se realiza un estudio comparativo entre el Cr y el Mn cuando están depositados sobre Fe, obteniendo comportamientos bastante diferentes entre dichos materiales. Por último, se consideran sistemas con interdifusión Cr-Fe, ya que bajo el punto de vista experimental es muy difícil evitar este fenómeno.

Autor: Fernández Banqué Ferran.
Año: 2006.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: Laboratori de Llum de Sincrotró.
Centro de realización: Laboratori de Llum de Sincrotró.

Resumen: En instalaciones de luz de sincrotrón, se requieren detectores con una buena resolución espacial y un alto ritmo de cuentas local para realizar experimentos de difracción de rayos x en escalas de tiempo por debajo del milisegundo. Debido a las pequeñas distáncias entre electrodos, los detectores de gas de micro-fabricación (MPGD) pueden satisfacer estos requerimientos. Sin embargo estos dispositivos presentan dos grandes problemas: la aparición de descargas eléctricas y el continuo degradamiento de su funcionalidad con el tiempo. En este proyecto presentamos un nuevo detector de gas de micro-fabricación: el Micro Reading Mesh Chamber (MRMC). Su diseño se basa en una malla formada por dos planos de electrodos de lectura deparados por un dieléctrico. Esta malla se separa de un ánodo resistivo por pilares que fijan la zona de multiplicación de la carga. Para su diseño, que está pensado para eliminar los problemas que presentan los MPGD, se han realizado una serie de simulaciones detalladas de distintos aspectos del detector. Estas simulaciones, verificadas experimentalmente, han sido utilizadas para escojer los parámetros del detector que optimizan las capacidades del mismo. Las primeras pruebas de laboratorio presentan unos resultados prometedores certificando la resistencia del detector y las predicciones de las simulaciones.

Autor: DELFIN SILIO SALCINES.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: E.T.S.DE INGE. INDUS. Y DE TELECO..
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES Y DE TELECOMUNICACION.

Resumen: En esta tesis se desarrolla e implementa un procedimiento para simular el funcionamiento de sistemas eólicos, al objeto de predecir la cantidad de energía extraíble por estos dispositivos, en un emplazamiento concreto. Se realiza un modelo dinámico de los distintos elementos de la instalación (recurso eólico, aerodinámica, transmisión mecánica, máquina eléctrica, y control del conjunto), para dos tipos de aerogeneradores, uno de velocidad constante y otro de velocidad variable. Las salidas del modelo permiten determinar las curvas de potencia de los aerogeneradores en función de la velocidad y del nivel de turbulencias del viento. El estudio proporciona resultados acerca de la influencia de la captura de energía en aerogeneradores de idéntica componente aerodinámica y diferentes esquemas de control. Se realiza un análisis de sensibilidad de los diferentes parámetros que intervienen en los modelos, para predecir la dirección en que se desarrolla la ganancia de un concepto de control frente a otro, cuando se modifica determinado parámetro. Se ha desarrollado un software específico para el modelo global, implementado en el prgrama Simulink de la plataforma Matlab.

Autor: CASTRO CARBALLO MARÍA ELENA.
Año: 2006.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: FACULTADE DE FÍSICA.
Centro de realización: FACULTADE DE FÍSICA.

Resumen: DIAGNÓSTICO TRANSVERSAL PARA COLISIONADORES DE HADRONES DE ALTAS ENERGÍAS 1.- INTRODUCCIÓN El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es un gran sincrotrón que explorará la Física de Partículas a energías jamás alcanzadas con el objetivo de encontrar la partícula conocida como "el bostón de Higgs" y con la que se pretende dar explicación a las dudas que plantea el Modelo Estándar. El LHC se está construyendo en el CERN (European Organization for Nuclear Research) en Ginebra (Suiza) y en el 2008 estará listo para producir colisiones de protones a una energía de 14 TeV. El empleo de imanes superconductores necesarios para alcanzar altas energías, la elevada "luminosidad" requerida para hacer Física, la llimitada apertura dinámica y la gran energía almacenada en los haces de protenes, harán que el control de esta inmensa máquina sea todo un reto, especialmente durante las etapas de inyección de protones y de aumento de energia. Dos problemas particulares de este acelerador serán la alta sensibilidad a pérdidas en el haz de partículas y una pobre calidad del campo magnético, lo que requería el uso de elementos de corrección. La inyección y aceleración de los protones en el LHC sin pérdida de partículas y el crecimiento del parámetro denominado "emitancia", requerirá de un control preciso de los parámetros que caracterizan el haz. El valor llamado "beatron tune", es decir, el número de oscilaciones transversales a la órbita que realizan las partículas por periodo de revolución, será de unas 63 unidades y necesitará ser controlado con una precisión de 0.003. Las excursiones de la órbita nominal deberán de estar liminadas a menos de 0.5 mm. La cromaticidad deberá restringirse a unas pocas unidades. El control de este acelerador conllevará una alta dificultad ya que será necesario emplear instrumentos de ocntrol y de diagnóstico que garanticen la estabilidad del haz de partículas y que eviten al máximo fenómenos de perturbación que son necesarios para realizar la medida de los parámetros característicos de este tipo de máquinas. 2.- OBJETIVOS La Tesis analiza dos prototipos de instrumentos de diagnóstico para la medida de los principales parámetros que describen un haz de partículas cuando éstas están siendo aceleradas en una máquina circular, y para los cuales el principio de funcionamiento debería de ser compatible con los estrictos requerimientos de sensiblidad del LHC impuestos por su alta intensidad. El trabajo se encuentra dividido en dos partes: 1.- Las pruebas llevadas a cabo a una herramienta de diagnóstico conocida como "monitor Schottky" y de posible aplicación en el LHC. 2.- La mejora de la sensibilidad en la capacidad de medida de un "monitor Head Tail". Detrás de los dos temas existe un objetivo común y que es la necesidad de disponer de nuevos métodos de medida y de diagnóstico de partículas con cargas aceleradas, que sean de gran precisión y no destructivos, condiciones fundamentales para mantener las limitadas tolerancias impuestas al acelerador superconductor que es el LHC.3. RESUMEN DE LOS RESULTADOS Siguiendo experiencias anteriores realizadas con monitores Schottky que ya se usan en otros acelereadores y gracias a la colaboración con FNAL (EEUU), un pick-up de tipo Schottky, cipia del soinstalados en los anillos Recycler y Tevatron del FErmilab, fue testeado en el SPS con el propósito de estudiar suposible aplicación como herramienta de diagnóstico no destructiva en el LHC. El análisis de los datos adquiridos en el SPS con un haz de partículas con la misma estructura que la que suministrará el LHC, mostró la concordancia de los espectros en frecuencia con los obtenidos en los planos transversal y longitudinal con los que predice la Teoría Schottky. Al mismo tiempo, la respuesta del pick-up se corresponde con los niveles esperados de acuerdo con los cálculos, y los valaores extraídos para el tune betatrón, la cromaticidad y la variación del momento lineal son aproximadamente iguales a los existentes en el SPS durante la etapa en la que se hizo la toma de datos. Se podría hacer un diagnóstico transversal completo del haz de 8 partícul d97 as usando este monitor sintonizado a 1.8GHz si fuese posible eliminar alguno de los elementos que corrompen a los espectros en frecuencia: las líneas de revolución que son consecuencia del desplazamiento del haz del centro del pick-up y que pueden ocultar las bandas del tune betatrón que solapan al os incoherentes y en las cuales la amplitud y el ancho se pueden ver afectados por otros efectos distintos de la variaicón del momento y de la cromaticidad, parámetros que se pueden obtener a partir del espectro Schottky; y finalmente, las componentes en frecuencia asociadas al ruido originado por los elementos que componen la cadena de adquisicón de datos. Sepodrían hacer pruebas adicionales con "pilot beam" para ver la sensibilidad el monitor a un único grupo de partículas presente en el haz. La necesidad de aumentar la sensibilidad a oscilaciones transversales de la cabeza y dela cola de ung rupo de partículas en el "monitor HEad-TAil" instalado en el SPS, llevó a la construcción de un prototipo de un sistema de corrección de órbita del haz de partículas cuando pasapor una cavidad del tipo "stripline coupler". Con esto se limita la señal transversal resutlante de la desviación del haz del centro eléctrico de la cavidad y que sólo da información acerca del grado de desplazamiento. Eliminar esta componente de desplazamiento implicaría la disminución de la perturbación aplicada al haz de partículas y que es necesaria para la aparición de las oscialciones de la cabeza y de la cola del grupo. Dicho sistema consiste en un lazo de realimentaicón que tiene como entrada la posición del haz y como salida las tensiones que controlan la atenuación a aplicar en los electrodos del pick-up y que centran de forma electrónica la posición del haz. Los resultados obtenidos con los dos algoritmos de control distintos (P y Pl) mostró que es posible eliminar la señal transversal no deseada en un 70%. Se debería poner más énfaseis en los algoritmos de control: intentar determinar de forma precisa el estado para el cual el haz de partículas se encuentra centrado en el pick-up e integrar la variable más adecuada en el algoritmo e intentar construir un algoritmo del tipo PID para seguir cambios rápidos en la posición del haz. 4.- CONCLUSIONES Y PLANES FUTUROS Globalmente se puede ocncluir que, con los resultados obtenidos con el presente trabajo, sentamos las bases para continuar investigando la posible aplicación de un monitor Schottky en el LHC ya que los resultados preliminares son bastante prometedores. En el caso del monitor Head-Tail, podría ser factible construir un sistema de compensación completo, inlcuyendo la corrección de la órbita en dos planos, X e Y. con el nuevo prototipo, sería de gran interés hacer medidas de cromaticidad y compararlas con aquellas obtenidas sin la copensación de la desviación de la órbita.

Autor: SEOANE IGLESIAS NATALIA.
Año: 2006.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: FACULTAD DE FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA, UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA.

Resumen: Los dispositivos semiconductores están siendo escalados a dimensiones del orden de los nanómetros con el objetivo de mejorar cada vez más su rendimiento. El escalado tan drástico de los dispositivos aumenta la importancia de determinadas fuentes de fluctuaciones relacionadas con la naturaleza atomística de la carga y la materia, que se convierten en factores determinantes de la fiabilidad y el rendimiento de los dispositivos, y por lo tanto de los circuitos fabricados con ellos. En el pasado, el desajuste en las curvas características de los transistores estaba principalmente asociado con variaciones en los parámetros de fabricación, lo que generaba variaciones macroscópicas en el grosor de las capas, en la geometría y en el dopado. En cambio, las fuentes de fluctuaciones que cobran importancia con la reducción del tamaño de los dispositivos son independientes de los procesos litográficos y no pueden ser eliminadas a través de mejoras en el proceso de fabricación. Así que, mientras que en las simulaciones numéricas convencionales los dispositivos se trataban como dispositivos perfectos, con interfaces y fronteras suaves y distribuciones continuas de dopado, ahora ya no será posible considerar un único dispositivo perfecto sino que será necesario simular un conjunto de transistores diferentes a nivel microscópico, puesto que, si se considera un conjunto de dispositivos, la inclusión de diversos tipos de fluctuaciones de parámetros intrínsecos provocará variaciones estadísticas entre ellos. Las fuentes de fluctuaciones de parámetros intrínsecos que afectan a los dispositivos son de naturaleza tridimensional, por lo que, para capturar correctamente los efectos que provocan es necesario realizar simulaciones 3D. Otra consideración a tener en cuenta es la necesidad de simular un conjunto estadístico de dispositivos lo suficientemente grande que permita extraer con precisión suficiente los parámetros que caracterizan la distribución estadística. Por lo tanto, la técnica elegida para la simulación de estos efectos debe ser rápida y eficiente, permitiendo la simulación de un conjunto grande de dispositivos dentro de un período de tiempo relativamente corto. Por todo ello, el simulador de dispositivos utilizado en este trabajo es tridimensional y se basa en la aproximación de arrastre-difusión, que representa el modelo más simple y menos costoso, desde el punto de vista de los recursos computacionales necesarios, usado en simulaciones multidimensionales. El principal problema asociado con la simulación tridimensional es su elevado coste computacional, determinado por la gran cantidad de información implicada y el enorme número de cálculos a realizar. Además, en este caso particular, se suma la necesidad de realizar análisis estadísticos, lo que multiplica el coste computacional por el tamaño de la muestra estadística. Estos dos factores provocan que el uso de computadores convencionales en la resolución de estos problemas sea prohibitivo y generan la necesidad de la utilización de máquinas paralelas. Por ello, el simulador 3D de dispositivos utilizado en este trabajo está paralelizado a través de la librería MPI de paso de mensajes, usando los lenguajes de programación C y Fortran, garantizándose así la portabilidad del código. El trabajo ha sido dividido en cinco capítulos, en los que se pretende dar, en primer lugar, una visión global del proceso de simulación de dispositivos semiconductores y en segundo lugar, el resultado de su aplicación al estudio de fluctuaciones de parámetros intrínsecos en dispositivos HEMT. En el primer capítulo se introducen los principios básicos de los dispositivos HEMT, cuyo comportamiento es posteriormente estudiado en el simulador tridimensional de dispositivos. Los transistores HEMT están compuestos por heteroestructuras de semiconductores. Para ello, inicialmente se describen los principios físicos en los que se basan las heteroestructuras, para abordar a continuación la descripción de los dispositivos de efecto campo basados en heteroestructuras y su funcionamiento. Por último se resumen algunas de las aplicaciones y utilidades actuales de los dispositivos basados en heteroestructuras. En el segundo capítulo inicialme 8 nte se d 1ff8 escriben las principales técnicas de simulación de dispositivos semiconductores utilizadas actualmente. A continuación se trata el modelo de arrastre-difusión, puesto que es el utilizado en el simulador 3D de dispositivos, describiéndose las ecuaciones matemáticas que componen este modelo, las ecuaciones de Poisson y de continuidad de portadores. Seguidamente se introduce el método de elementos finitos, utilizado en la discretización de las ecuaciones que forman el modelo de arrastre-difusión. La ecuación de Poisson es discretizada utilizando el método estándar, mientras que en las ecuaciones de continuidad de electrones y huecos se ha empleado la discretización de Scharfetter-Gummel puesto que conduce a mejores resultados. En el tercer capítulo inicialmente se mencionan las principales etapas que componen el proceso de simulación. A continuación, en las diferentes secciones del capítulo se describe en profundidad cada una de estas etapas. En primer lugar se trata el proceso de generación y particionamiento de las mallas de elementos finitos que modelan el dispositivo discretizado. En segundo lugar se estudian las técnicas de linealización del sistema discretizado que se suelen aplicar en este ámbito, el método de Newton-Raphson y el método de Gummel. Seguidamente se tratan los métodos de resolución que se pueden utilizar para resolver los sistemas lineales, métodos directos e iterativos, junto con los precondicionadores usados para acelerar la convergencia de los métodos iterativos, puesto que en nuestro caso particular son los más eficientes en la resolución de los sistemas lineales. A continuación se introduce el concepto de reordenamiento de matrices dispersas y se muestran diversos formatos de almacenamiento de estas matrices. Para finalizar se resume la implementación de las diferentes etapas que componen el proceso de simulación de dispositivos en el simulador 3D paralelo basado en el modelo de arrastre--difusión. En el cuarto capítulo se presentan diversas optimizaciones del simulador 3D de dispositivos utilizado en este trabajo, que tratan de minimizar el tiempo de simulación. Para la optimización se presentan diferentes estrategias y las mejoras en el tiempo de ejecución obtenidas después de su aplicación. Así, en primer lugar se enumeran las características del computador paralelo, un cluster HP Integrity Superdome, utilizado en la obtención de todos los resultados presentados en las secciones posteriores. En segundo lugar se tratan de encontrar los algoritmos de resolución de sistemas lineales más apropiados para nuestro problema, realizando para ello un análisis de los métodos de resolución y técnicas de precondicionamiento disponibles, así como de los parámetros que tienen una mayor importancia en el tiempo de ejecución. Una vez obtenidos los métodos de resolución más eficientes, en tercer lugar se busca optimizar toda la etapa de resolución de los sistemas lineales de ecuaciones implementada en el simulador, puesto que esta es la etapa más costosa de todo el proceso. Por último, se presenta una nueva estrategia de particionamiento de las mallas de dispositivos HEMT utilizadas, de tal forma que se tenga en cuenta la naturaleza física del fenómeno objeto de estudio. En el quinto capítulo se trata el impacto de las fluctuaciones de parámetros intrínsecos en las curvas características de los dispositivos HEMT. Para ello, tal y como se comentó previamente, es necesario realizar análisis estadísticos de los resultados obtenidos. Por lo tanto, en este capítulo, inicialmente se definen ciertos conceptos estadísticos básicos que serán utilizados en apartados posteriores. En segundo lugar se comentan las principales ventajas y desventajas del uso de la aproximación de arrastre-difusión para la simulación de los efectos de las fluctuaciones de parámetros intrínsecos. En tercer lugar se describe la estructura de los dos dispositivos utilizados en el estudio, un dispositivo PHEMT de 120 nm de longitud de puerta con un canal de InGaAs con un contenido en In de 0.2 y un dispositivo HEMT de 50 nm de longitud de puerta con un canal de InGaAs con un contenido en In de 0.7. A continuación se muestra detalladamente el proceso de calibración de estos dispositivos, comparando para ello las curvas características obtenidas con el simulador 3D con las dadas por los resultados experimentales y por un simulador Monte Carlo 2D, desarrollado en el Device Modelling Group de la Universidad de Glasgow. Seguidamente se mencionan las principales fuentes de fluctuaciones intrínsecas que pueden aparecer en dispositivos MOSFET, puesto que en estos dispositivos estos efectos han sido ampliamente estudiados. Tomando esto como base, en el siguiente apartado se describen, de una forma más detallada, las principales fuentes de fluctuaciones que afectan a los HEMTs y que han sido analizadas en este trabajo. Para finalizar este capítulo se presentan los resultados numéricos obtenidos de este análisis. Este estudio se realiza por separado para los dos dispositivos estudiados, tratando tres fuentes de fluctuaciones diferentes, la variación aleatoria de la composición de los compuestos ternarios que forman el canal del dispositivo, la influencia de la naturaleza discreta de los átomos dopantes y la variación aleatoria en la carga interfacial presente entre dos fronteras del dispositivo. Todo este análisis se centra en la influencia de las fluctuaciones de parámetros intrínsecos en la corriente de drenador, aunque hay que tener en cuenta que las fluctuaciones pueden afectar a otras variables. Por último, se muestra un estudio del impacto de las fluctuaciones de parámetros intrínsecos en la frecuencia de corte de los dispositivos. Para finalizar este resumen se indican las principales conclusiones y aportaciones de este trabajo. Inicialmente es necesario comentar que el simulador de dispositivos utilizado estaba inicialmente desarrollado para su funcionamiento con dispositivos BJT y HBT. Por lo tanto el punto de partida de este trabajo ha sido la adaptación del código para lograr su correcto funcionamiento con dispositivos HEMT y la implementación de las diferentes fuentes de fluctuaciones a estudiar. A causa de la necesidad de optimizar el uso de los recursos computacionales disponibles se ha realizado un estudio de la eficiencia paralela del simulador 3D y se han propuesto tres alternativas diferentes para mejorarla. En primer lugar se ha realizado un estudio general de la eficiencia obtenida con algunos de los métodos de resolución y técnicas de precondicionamiento disponibles para la resolución de los sistemas de ecuaciones lineales dispersos que surgen de la discretización de las ecuaciones de arrastre-difusión relativas tanto a dispositivos HEMT como a otros dispositivos. Este estudio ha permitido la elección de los métodos de resolución más adecuados para nuestro problema particular, siempre teniendo presente el objetivo de la minimización del tiempo de computación. En segundo lugar se ha encontrado que la etapa de resolución de ecuaciones lineales implementada en el simulador consumía más del 90% del tiempo total de simulación. Por lo tanto se ha analizado esta etapa en profundidad, con el objetivo de buscar su parte más costosa. Se encontró que una gran parte del tiempo utilizado era empleado en la realización de las factorizaciones incompletas LU, por lo que se ha modificado el código para reducir la influencia de este tiempo, lográndose un importante incremento en la eficiencia paralela del simulador 3D de dispositivos, tanto en la resolución de la ecuación de Poisson como en la resolución de la ecuación de continuidad de electrones. Esto es de suma importancia, puesto que anteriormente al resolver la ecuación de continuidad de electrones se producía un descenso muy importante en la eficiencia paralela del proceso de simulación. En tercer lugar se ha tratado de aprovechar, en el momento de realizar el particionamiento de la malla tetraédrica de elementos finitos, que el flujo de corriente en el interior de estos dispositivos, y por supuesto en otros de la misma naturaleza, se produce en una única dirección. Se han presentado resultados d 8 e tiempo fe9 satisfactorios utilizando la nueva propuesta de particionamiento, que mejoran para un número pequeño de procesadores los tiempos obtenidos usando el particionador METIS. Es necesario decir que esta propuesta aún no ha sido plenamente desarrollada, puesto que el siguiente paso sería la adaptación del código del simulador para el pleno aprovechamiento del paralelismo de grano grueso inherente en él. Esta es una de nuestras propuestas para un trabajo futuro. Una vez optimizado el simulador 3D paralelo de dispositivos HEMT, este ha sido utilizado en el análisis de la influencia de las fluctuaciones de parámetros intrínsecos en el comportamiento de los dispositivos. En este estudio se han utilizado dos dispositivos diferentes y se han tratado tres fuentes de fluctuaciones diferentes, la variación aleatoria de la composición de los materiales ternarios que forman el canal del dispositivo, la influencia de la naturaleza discreta de los átomos dopantes y la variación aleatoria en la carga interfacial presente entre dos fronteras del dispositivo. Los resultados obtenidos muestran que, en los dispositivos analizados, la distribución aleatoria de los dopantes en el interior de la capa delta-doping es la principal fuente de fluctuaciones en la corriente del HEMT, por ejemplo las variaciones en el contenido en Indio en el canal dan lugar a desviaciones estándar normalizadas de la corriente menores que el 30% de las provocadas por los dopantes en el delta-doping. Además, el impacto de las fluctuaciones debidas a la presencia de carga interfacial en las regiones recess del dispositivo es mucho menos importante que el causado por las otras dos fuentes de fluctuaciones mencionadas anteriormente. Se han comparado conjuntamente los resultados obtenidos con los dos dispositivos analizados, encontrándose que la influencia de las fluctuaciones de parámetros intrínsecos es relativamente pequeña en el dispositivo PHEMT de 120 nm, obteniéndose como máximo fluctuaciones en la corriente de drenador del 18%. Sin embargo, este valor aumenta al reducirse el tamaño del dispositivo. Así, en el HEMT de 50 nm las fluctuaciones en la corriente de drenador han alcanzado el 70%, lo que puede afectar de forma considerable al comportamiento de los dispositivos HEMT de alto rendimiento. En cambio, el efecto de las fluctuaciones debidas a la presencia de carga interfacial en las regiones recess del dispositivo es más importante en el dispositivo PHEMT de 120 nm que en el HEMT de 50 nm. Por último, además de la influencia de las fluctuaciones de parámetros intrínsecos en la corriente de drenador de los dispositivos, también se ha estudiado el impacto de las fluctuaciones en la frecuencia de corte. Para ambos dispositivos las fluctuaciones de parámetros intrínsecos afectan muy severamente a la frecuencia de corte. En el dispositivo PHEMT de 120 nm se ha llegado a encontrar una excursión del 32% en los valores de frecuencia al compararlos con el caso continuo. En el HEMT de 50 nm la influencia de las fluctuaciones es más importante, puesto que se observa que a tensiones de puerta superiores a -0.4 V, el impacto de las fluctuaciones siempre provoca una disminución en la frecuencia de corte con respecto al valor obtenido en el caso uniforme, pudiendo llegar la reducción en la frecuencia a un 50% del valor obtenido considerando valores continuos de los parámetros materiales.

Autor: Soto Búa Marcos.
Año: 2006.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: Facultad de Física.
Centro de realización: Facultad de Física.

Resumen: El trabajo recogido en esta tesis se enmarca en el problema de la reconstrucción de la fase de una onda electromagnética a partir de medidas de irradiancia y se centra, en concreto, en la técnica de reconstrucción en la aproximación paraxial basada en la Ecuación de Transporte de Intensidad (ETI). Esta ecuación liga la derivada axial instantánea de la irradiancia de un haz con la variación transversal de los frentes de onda. La trascendencia de la ETI como técnica de recuperación de fase se encuentra en la sencillez para ser implementada simplemente a partir de medidas de irradiancia en dos planos paralelos y ortogonales al eje óptico, que la convierte en un método versátil, aplicable en muchas ramas de investigación en Óptica, entre las que destacan la Óptica activa y adaptativa, la caracterización de materiales y la Microscopía. El objetivo principal de este trabajo es realizar un estudio detallado de este método que permita optimizar su rendimiento en sus distintas aplicaciones. La apertura finita de los dispositivos que atraviesa el haz de luz, se traduce en la presencia de una pupila en el plano de recuperación. En consecuencia, las medidas de irradiancia necesarias para estimar la derivada axial no solo deben realizarse en el interior de la pupila, sino también en torno al borde o frontera, lo que es esencial para recuperar la fase sin ambigüedades. Por otra parte, la conservación de la paraxialidad exige que los frentes de onda sean fundamentalmente planos. En la mayoría de las aplicaciones, esto significa que la irradiancia en el plano de recuperación se puede considerar aproximadamente uniforme. En esta situación la ETI informa de que las medidas en el interior de la pupila se relacionan con la curvatura del frente de onda, mientras que las medidas en la frontera proporcionan su derivada normal. De ahí el nombre de los sensores de frente de onda basados en la ETI aplicados en Óptica Astronómica, que comunmente se han llamado sensores de curvatura. En este trabajo se da respuesta a tres cuestiones que surgen al trabajar con sensores de curvatura. Primero, cómo optimizar el rendimiento del sensor de curvatura en las configuraciones habituales del mismo. Segundo, cómo mejorar la respuesta del sensor para que la fase recuperada tenga más resolución. Tercero, debido a la mayor dificultad para realizar medidas precisas en la frontera, determinar el peso de la información recuperada en el borde de la pupila respecto del resto de información obtenida a partir de medidas en el interior. La memoria se ha estructurado en cinco capítulos. En el primero de ellos, se hace una revisión histórica de la ETI como técnica de recuperación de fase en diversas aplicaciones, se revisan los problemas principales que surgen al ponerla en práctica, las limitaciones de las soluciones utilizadas hasta la fecha y se proponen nuevas soluciones que constituyen los objetivos de este trabajo de investigación. En el capítulo segundo, se trata la estimación de la derivada axial de la irradiancia en el interior de la pupila suponiendo irradiancia uniforme en el plano de recuperación, es decir, se estudia la estimación del laplaciano de la fase. En concreto, se identifican las principales fuentes de error de las medidas de la curvatura del frente de onda y se modela su varianza en función de estos factores y de la posición axial de los planos de irradiancia. Por último, se procede al diseño de un método para optimizar el rendimiento del sensor en relación con estas medidas, que se comprueba en un ejemplo ilustrativo. En el capítulo tercero, se introducen los métodos más habituales para obtener información de la fase en el borde de la pupila, se analizan sus principales limitaciones y se calcula una expresión para el error de la derivada normal de la fase en función de estos factores limitantes y de la posición axial de los planos de irradiancia. Con esta información se procede al diseño de un procedimiento de optimización de este tipo de medidas, que, al igual que en el capítulo anterior, se ilustra con un ejemplo. Una vez identificadas las limitaciones de las implementaciones tradicionales de la ETI, en el capítulo cuarto se proponen otras configuraciones del sensor persiguiendo el objetivo de mejorar su rendimiento fijadas las condiciones de medida. Por 8 último, 7de en el capítulo quinto, se aborda el problema de contorno que constituye la ETI aplicada a un haz de luz que ha atravesado una pupila, con la perpectiva de analizar la importancia en el resultado final de la información recuperada en el borde de la misma. La complejidad manifiesta de las medidas en el borde de la pupila justifica un estudio donde se pondere su peso en la recuperación de la fase en comparación con las medidas en el interior. Para concluir, se incluyen tres apéndices no solo con herramientas de apoyo para la comprensión de los capítulos, sino también con información complementaria más orientada hacia aplicaciones concretas de la ETI. En el primero se deduce la ETI y se halla la versión de la misma particularizada a haces limitados a una abertura en el plano de recuperación. En el segundo se obtienen las expresiones necesarias para aplicar el procedimiento que se desarrolla en esta memoria para optimizar la respuesta del sensor de curvatura, en aquellas aplicaciones donde haya una limitación temporal que repercuta en la detección de un número finito de fotones. Por último, el tercero concierne a la configuración más habitual de esta técnica de recuperación de fase en el ámbito de la Óptica adaptativa aplicada a la Astronomía: la configuración de Roddier.

Autor: DÍEZ PÉREZ ISMAEL.
Año: 2006.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FACULTAT DE QUÍMICAS.

Resumen: Este trabajo presenta un estudio fundamental de la pasividad del Fe por medio del uso de aplicaciones avanzadas de Microscopias de Sonda Próxima. Los conceptos principales de la disciplina de electroquímica de Semiconductores han sido introducidos de una manera simple para hacerlos accesibles desde una formación electroquímica. Las conclusiones finales de este trabajo nos lleva a un diagrama cuantitativo de energías para la interfase oxido/electrolito. Las nuevas metodologías desarrolladas en este trabajo de tesis son extensivas al estudio cuantitativo de la transferencia electrónica a través de un contacto electrodo/líquido.

Autor: GARCÍA SÁNCHEZ CARLOS.
Año: 2006.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FACULTAD CC. FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD CC. FÍSICAS.

Resumen: Esta tesis aborda el problema de optimización y paralelización de diversas aplicaciones en un nuevo escenario arquitectónico que ha surgido con la incorporación de nuevos niveles de paralelismo dentro de los procesadores de propósito general actuales. SE ha revisado una serie de algoritmos de gran importancia en el ámbito de la ciencia en los que el grupo de investigación al que pertenezco ha estado trabajando en los últimos años. Las propuestas anteriormente estudiadas no son del todo válidas en el nuevo escenario arquitectónico actual, por lo que su revisión es de gran utilidad. Se han empleado aplicaciones de campos bien diversos con el fin de obtener unas conclusiones relevantes y darle una generalidad al trabajo incrementado de esta manera su interés practico. Las aplicaciones en las que se han trabajado va desde los métodos multiescala empleados en la resolución de ecuaciones diferencias, la transformada Wavelet incorporada en el estándar de comprensión de imágenes JPEG2000 y los mapas auto-organizativos usados para clasificar imágenes tomográficas. La pralelización propuesta en la literatura de este tipo de algoritmos ha sido estudiada en otro contexto arquitectónico, donde era prioritario la explotación eficiente de la localidad datos. Estas estrategias estaban basadas en al división del conjunto de datos de entrada que procesaban los diferentes procesadores. Este esquema de paralelización presenta muchos inconvenientes en arquitectura SMT tal y como se h demostrado en este trabajo. Nuestra propuesta alternativa propone una división de tareas que proporciona mejores resultados desde el punto de vista del rendimiento. También hemos estudiado la mejora producida en la explotación del paralelismo a nivel de datos, incorporando nuevos esquemas de vectorización al conjunto de las aplicaciones bajo estudio. Las mejoras experimentadas han sido bastante significativas en todos los casos. Y finalmente se ha profundizado en la interacción de ambas optimizaciones, experimentando un incremento sustancial en las ganancias que se obtendrían al aplicarlas por separado.

Autor: Burriel López Mónica.
Año: 2006.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona.
Centro de realización: Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona.

Resumen: En los últimos años ha habido un interés creciente en el estudio de el compuesto La2NiO4+d, debido a sus propiedades como conductor mixto iónico-electrónico, que lo hacen adecuado para su utilización en dispositivos electroquímicos, tales como cátodo para pilas de combustible de óxido sólido a temperaturas intermedias (IT-SOFC), membranas de permeación o sensores de gas. La estructura de fase La2NiO4+d está formada por láminas de LaNiO3, de tipo perovskita, alternadas con láminas de LaO de tipo cloruro sódico, en las cuales puede incorporarse oxígeno sobreestequiométrico. Esta estructura laminar es la responsable de la anisotropía en las propiedades del La2NiO4+d, dando lugar a una conductividad iónica y electrónica que es entre dos y tres órdenes de magnitud superior a lo largo del plano ab, en comparación con la dirección del eje c. Este trabajo consiste en el estudio, desde un punto de vista fundamental, de películas delgadas epitaxiales de La2NiO4+d orientadas a lo largo del eje c y crecidas por la técnica de deposición química en fase vapor de precursores organometálicos por inyección pulsada (PI-MOCVD) sobre diferentes sustratos, con el fin de adquirir una mejor comprensión de sus características microestructurales, su variación con la tensión y la influencia de la tensión en las propiedades de transporte a elevada temperatura. Además, el crecimiento epitaxial permite la medida de las propiedades de las películas de La2NiO4+d en dos direcciones perpendiculares, obteniendo una medida directa de la anisotropía del material. El La2NiO4+d es el primer miembro (n = 1) de la familia Ruddlesden-Popper Lan+1NinO3n+1, en la que la estructura de cada miembro está formada por un número n de bloques perovskita LaNiO3 alternados entre bloques LaO tipo cloruro sódico. Asimismo se han intentado depositar películas orientadas a lo largo del eje c de los miembros n = 2, 3 e 8, y se ha estudiado la variación las propiedades de transporte a lo largo de la serie Lan+1NinO3n+1. En la tesis se realiza una introducción a los conductores mixtos iónicos-electrónicos (MIEC) y a los cátodos para pilas de combustible de óxido sólido (SOFC), como una posible aplicación del material La2NiO4+d. Se describen las propiedades más importantes de la fase La2NiO4+d, y de los miembros n =2, 3 e 8 de la familia Lan+1NinO3n+1, así como el estado del arte de la preparación de películas delgadas de estos materiales. A continuación se describe la técnica de deposición química en fase vapor de precursores organometálicos por inyección pulsada (PI-MOCVD), acompañada de una descripción detallada de los parámetros de depósito seleccionados, y del equipo PI-MOCVD utilizado. También se describen las técnicas utilizadas en la caracterización de las películas delgadas de Lan+1NinO3n+1. Posteriormente se describen los parámetros de depósito optimizados para la deposición de películas epitaxiales de La2NiO4+d y se realiza una caracterización estructural, morfológica y microestructural en función del espesor de las películas, del sustrato utilizado y de la temperatura. También se detalla y describe la conductividad total de películas epitaxiales de diferente espesor medida. Para éstas películas se han medido, además, las propiedades de intercambio y de difusión de oxígeno utilizando dos técnicas diferentes: la técnica de intercambio de isótopos y la técnica de relajación de la conductividad. Los resultados de estas medidas se discuten en función de la microestructura de las películas. Por último, se ha completado el estudio describiendo los primeros resultados de deposición de otros miembros de la familia Ruddlesden-Popper. La evolución de las propiedades de transporte total de las películas delgadas de Lan+1NinO3n+1 se han relacionado con el número de láminas tipo perovskita n.

Autor: García Maraver Rocío.
Año: 2006.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: Facultat de Ciències.
Centro de realización: Grup d' Ã’ptica.

Resumen: En la presente tesis se aborda el procesado cuántico de información en sistemas ópticos cuánticos. El trabajo se centra en el dominio de la electrodinámica cuántica en cavidades (cavity-QED) donde el campo electromagnético constituido por unos pocos fotones se encuentra confinado en una cavidad consistente en dos espejos de alta calidad alineados de forma que sea posible confinar los modos resonantes durante tiempos lo suficientemente elevados como para que la interacción luz-materia pueda ser relevante. En cavity-QED es posible reducir la interacción luz-materia al caso más simple: el modelo de Jaynes-Cummings, donde unos pocos átomos pueden interaccionar con un único modo de radiación confinado en una cavidad. Típicamente, el sistema cuántico está constituido por los estados cuánticos del átomo y el campo electromagnético, por ejemplo: el número de fotones de cada polarización. En este contexto, y considerando sistemas atómicos de tres niveles proponemos unos modelos para realizar ingeniería cuántica en cavity-QED. Por un lado, proponemos la realización de una puerta lógica cuántica de fase para dos pulsos cuánticos de luz ortogonales en polarización. Asimismo, considerando estados del campo de radiación en un estado coherente o semi-clásico es posible crear estados de fotones entrelazados en polarización mediante la aplicación de la puerta de fase. Por otro lado, proponemos un nuevo mecanismo para crear pares de fotones entrelazados, constituido por un átomo de tres niveles interaccionando, sucesivamente, con los modos confinados en dos cavidades. Esta última propuesta tiene un gran interés por su posible aplicación a la criptografía cuántica. El estudio de la dinámica de los modelos propuestos se ha realizado mediante las formulaciones: matriz densidad, ecuación de Schrödinger y el método de los saltos cuánticos. Estos métodos permiten obtener resultados realistas puesto que incorporan la presencia de procesos disipativos, que hemos parametrizado con los valores actuales de los experimentos de cavity-QED en los regimenes óptico y de microondas.