Este trabalho tem como objetivo a avaliação dosimétrica de componentes semicondutores (detectores Barreira de Superfície e fotodiodos PIN) para aplicação em medições de dose equivalente em campos de baixo fluxo de nêutrons (rápidos e térmicos), utilizando uma fonte de AmBe de alto fluxo, a instalação de Neutrongrafia do reator IEA-R1 (fluxos térmicos/epitérmicos) e fluxo de nêutrons rápidos do núcleo do reator IPEN/MB-01 (UCRI Unidade Crítica). Para a detecção de nêutrons (térmicos, epitérmicos e rápidos) foram usados componentes moderadores e conversores (parafina, boro e polietileno). Os fluxos resultantes da moderação e conversão foram utilizados para a irradiação de componentes semicondutores (SSB - Barreira de Superfície e fotodiodos). Foi utilizado também um conversor misto constituído de uma folha de polietileno borado (marca Kodak). O método de simulação por Monte Carlo foi utilizado para avaliar de forma analítica a espessura ótima da parafina. O resultado obtido foi similar ao verificado experimentalmente e serviu para avaliar o fluxo de nêutrons emergentes do moderador (parafina). Da mesma forma, através de simulação, foi avaliado também o fluxo de nêutrons rápidos que atinge o conversor de polietileno que cobre a face sensível dos semicondutores. O nível de radiação gama foi avaliado cobrindo o detector por inteiro com uma folha de cádmio de 1 mm de espessura. O reator IPEN/MB-01 foi usado para avaliar a resposta dos detectores para nêutrons rápidos de alto fluxo. Os resultados, de uma forma geral, mostraram concordância e similaridade com os trabalhos desenvolvidos por outros grupos de pesquisas. Foi também estabelecida uma abordagem para o cálculo de dose equivalente utilizando os espectros obtidos nas experiências. / The main objetive of this research is the dosimetric evaluation of semiconductor componentes (surface barrier detectors and PIN photodiodes) for applications in dose equivalent measurements on low dose fields (fast and thermal fluxes) using an AmBe neutron source, the IEA-R1 reactor neutrongraphy facility (epithermal and thermal fluxes) and the Critical Unit facility IPEN/MB-01 (fast fluxes). As moderator compound to fast neutrons flux from the AmBe source was used paraffin and boron and polyethylene as converter for thermal and fast neutrons measurements. The resulting fluxes were used to the irradiation of semiconductor components (SSB Surface Barrier Detector and PIN photodiodes). A mixed converter made of a borated polyethylene foil (Kodak) was also used. Monte Carlo simulation metodology was employed to evaluate analytically the optimal paraffin thickness. The obtained results were similar to the experimental data and allowed the evaluation of emerging neutron flux from moderator, as well as the fast neutron flux reaching the polyethylene covering the semiconductor sensitive surface. Gamma radiation levels were evaluated covering the whole detector with cadmium foil 1 mm thick, allowing thermal neutrons blockage and gamma radiation measurements. The IPEN/MB-01 facility was employed to evaluate the detector response for high neutron flux. The results were in good agreement with other studies published. Using the obtained spectra an approach to dose equivalent calculation was established.

Neste trabalho foram desenvolvidos detectores de radiação Barreira de superfície de silício que fossem capazes de detectar a presença da radiação gama de baixa energia proveniente de sementes de iodo-125 utilizada em tratamentos de braquiterapia. A partir de substratos comerciais de silício foram desenvolvidos os detectores, de uma sequência que partiu de tratamentos químicos nas superfícies destes substratos com a intenção de minimizar os possíveis ruídos gerados, validação das amostras obtidas como diodos, assegurando características detectoras, e a efetiva utilização como detector para fontes radioativas de iodo-125 com energia em torno de 25 kev e amerício-251 com energia na ordem de 59 kev. Finalizou realizando a análise dos espectros de energia obtidos e assim foi possível observar a capacidade destes detectores para mensuração da energia proveniente destas sementes. / In this work it was developed radiation detectors silicon surface barrier that were capable of detecting the presence of gamma radiation from a low energy of iodine-125 seeds used in brachytherapy treatments. From commercial silicon substrates detectors were developed, one sequence left of chemical treatments to the surfaces of these substrates with the intention of minimizing the possible noise generated, validation of the samples obtained as diodes, ensuring detector characteristics and effective use as detector for iodine-125 radioactive sources with energy of about 25 kev and americium-251 with energy on the order of 59 kev. Finished performing the analysis of the obtained energy spectra and so it was possible to observe the ability of these detectors to measure the energy from these seeds.

O trabalho examinou a viabilidade de um ambiente utilizando enfoque GLR para diagnóstico de falha e controladores escalonados na implementação de um sistema de controle reconfigurável para acomodação de falhas. O problema de não-distinguibilidade entre falhas-de-estados e de sensores via enfoque GLR utilizando a abordagem direta foi estudado. Sugeriu-se, então, uma solução inspirada nos esquemas para detecção de falhas em sensores utilizando estimadores-de-estado. A lógica e a estrutura sugeridas merecem estudos futuros para o seu aperfeiçoamento ou aproveitamento com outras finalidades. Derivou-se de forma direta uma metodologia para a compensação do sistema em caso de existência de falhas. Estudou-se o problema da acomodação de falhas tipo degrau-em-estados. Foi verificada a impossibilidade de acomodar toadas as falhas de forma direta. Considerando tal fata, propuseram-se controladores escalonados para acomodação de vários 'tipos' de falhas degrau-em-estados. No trabalho verificou-se, também, algumas conclusões qualitativas simples mas importantes a serem considerados em futuras pesquisas envolvendo diagnóstico e acomodação de falhas em geral. Os resultados obtidos simulando o ambiente proposto se mostraram promissores. A implementação proposta precisa ser melhorada em alguns pontos. Entretanto, os resultados mostraram que algumas das sugestões formuladas para a composição do ambiente podem ser aproveitadas para solucionar problemas similares em detecção e acomodação de falhas.

Os princípios básicos de detecção de radiação na faixa do infravermelho e o funcionamento geral de dispositivos fotodetectores QWIPs (Quantum Well Infrared Photodetectors) são apresentados, juntamente com uma descrição geral de modelos de cálculo de corrente de escuro existentes na literatura. A corrente de escuro é a corrente medida em um QWIP na situação em que não há fótons incidentes no dispositivo. A magnitude de tal corrente é um importante parâmetro de caracterização, uma vez que influencia diretamente na detectividade do dispositivo. Neste trabalho, é apresentado um modelo adequado ao cálculo da corrente de escuro em dispositivos QWIPs operando a temperaturas nas quais o mecanismo dominante de geração de portadores é a excitação térmica, em um regime denominado termiônico. O modelo proposto, denominado ETBM (Ehrenfest Theorem Based Model), apresenta como principal vantagem a não dependência com parâmetros empíricos tipicamente utilizados na literatura, tais como: mobilidade, velocidade de saturação, probabilidade de captura, dentre outros. O equacionamento geral do modelo é obtido por meio de dois formalismos distintos. No primeiro, o operador quântico de momento linear é utilizado para obter a velocidade de portadores acima das barreiras, e no segundo, utiliza-se uma descrição quântica utilizando o operador densidade de corrente. As funções de onda são calculadas considerando aproximação de não-parabolicidade e energias de gap dependentes de temperatura. Os resultados teóricos são comparados a dados experimentais de amostras QWIPs com perfis convencionais e não-convencionais constituídos de InAlAs/InGaAs e AlGaAs/GaAs, verificando-se um bom acordo entre os resultados teóricos e as curvas experimentais. Um exemplo de projeto de QWIP não-convencional, com foco somente no cálculo da corrente de escuro, é elaborado com o auxílio do ETBM. Os resultados teóricos da amostra projetada indicam redução da corrente de escuro e aumento da seletividade em relação a um QWIP de perfil convencional.

Los sistemas de información que se usan en la agricultura peruana, para obtener medidas de temperatura e humedad son empíricos, ello se basan en la experiencia de los trabajadores. En ese contexto una red de sensores inalámbrica, en la que un equipo remoto pueda transmitir medidas de humedad ambiental, temperatura ambiental, luz ambiental, la temperatura y humedad del suelo, en tiempo real a una estación central, tendría un papel importante en el rendimiento de la producción ya que se tendría un monitoreo del área de cultivo, se podrá obtener como responde los cultivos frente al clima cómo también una curva del punto de marchitez y capacidad de campo, lo que dará un mejor cuidado al cultivo de frutas y se optimizaría el uso de recursos naturales como el agua y el mulch. Los medios de acceso de información que poseen los agricultores son limitados, pues la tecnología no se encuentra desarrollada en ese medio. 7 Por ello dado que en la ONG, el proceso de producción del cultivo de frutas, se basa en tecnologías de información empírica, limita el rendimiento de la producción y el uso de recursos como el agua proveniente del sistema de riego por goteo. Entonces el diseño de una red de sensores inalámbrica para el cultivo de frutas, permitirá la transmisión de variables como la humedad, temperatura, luz del ambiente, la temperatura y humedad del suelo, la muestra de datos serán enviados inalámbricamente por radio frecuencia hacia la estación base de la ONG, con la información recaudada se podrá estudiar como responden los cultivos de frutas frente al clima y determinar su punto de marchitez y capacidad de campo. La investigación esta desarrollada en cuatro capítulos. En el primer capítulo se analiza la problemática que envuelve el sistema de información empírico con el que cuenta la ONG. En el segundo capítulo, se muestra las tecnologías de la información aplicadas en la agricultura y se define los conceptos base, los cuales ayudarán a modelar teóricamente la solución planteada. En el tercer capítulo, se muestra la metodología y procedimiento seguido para diseño de la red de sensores inalámbrica. En el cuarto capítulo se presenta el área cultivo para el diseño de la red de sensores inalámbrica, la topología lógica de la red y la inversión que debe realizarse para poder implementarla. Como conclusión principal de la presente investigación, se obtiene el diseño de una red de sensores encaja de manera ideal a la monitorización ambiental, ya que las variables a ser monitorizadas como la temperatura ambiental, humedad ambiental, luz ambiental, temperatura y humedad del suelo servirán para estudiar como responde el cultivo de frutas frente al clima y jugará un rol estratégico en los procesos de modernización de la empresa agropecuaria, ya que la incorporación del diseño de la red de sensores inalámbrica agrega capacidades de control de la gestión y da acceso a información clave para la toma de decisiones. / Tesis

El módulo interactivo se basa en el desarrollo de habilidades propias del niño a través del juego. Dicho módulo, consiste en dos subsistemas: La caja interactiva y la pelota. Por una parte, la pelota es el primer subsistema que interactúa con el niño. Su función es girar de forma aleatoria por un lapso de tiempo, encender un haz de luz de colores (dentro de la pelota), luego se desactiva y vuelve a encenderse de nuevo. Por otra parte, la caja interactiva es el segundo subsistema y solo interactúa con la pelota. Su función es encender leds de colores y emitir melodías dependiendo en cuál de los 4 niveles se encuentre la pelota. Cada nivel tiene una trayectoria diferente para la pelota. La primera es para filtrar objetos que afecten a la interacción de la pelota y la caja; la segunda es para ver cómo la pelota va descendiendo de forma aleatoria por uno de los dos opciones que se presenta en este nivel; la tercera es para ver cómo la pelota llega a descender por la parte principal hacia la salida; y la cuarta es para adivinar por cuál de las cuatro salidas irá la pelota hacia el exterior de la caja. En consecuencia, el uso del módulo interactivo, permitirá desarrollar los objetivos:  El niño empezará a ampliar su rango de visión sobre los objetos que lo rodean.  El niño logrará tener mayor interacción con el medio que lo rodea.  El niño aprenderá a idear estrategia o planes que involucre el uso de su cuerpo (psicomotricidad).  El niño empezará a desarrollar la motricidad de sus extremidades sin ninguna limitación y motricidad fina para el uso correcto de sus manos. / Tesis

En este trabajo, proponemos una definición operacional de la temperatura local de un campo cuántico usando detectores Unruh-DeWitt, de forma similar a la empleada en los efectos Unruh y Hawking. Con esta definición, un sistema cuántico inhomogéneo en equilibrio puede tener diferentes temperaturas locales, en analogía con el teorema de Tolman-Ehrenfest en relatividad general. Hemos estudiado la distribución de la temperatura local en el estado fundamental de un sistema fermiónico con términos de hopping en un espacio curvo. La temperatura observada tiende a cero conforme el acoplo termómetrosistema, g, disminuye. Además, para valores pequeños pero finitos de g, mostramos que el producto de la temperatura local observada y el logaritmo de la velocidad local de la luz es aproximadamente constante. Nuestras predicciones son susceptibles de comprobación en sistemas de átomos ultrafríos. / We propose an operational definition for the local temperature of a quantum field employing Unruh-DeWitt detectors, as used in the study of the Unruh and Hawking effects. With this definition, an inhomogeneous quantum system in equilibrium can have different local temperatures, in analogy with the Tolman-Ehrenfest theorem from general relativity. We have studied the local temperature distribution on the ground state of hopping fermionic systems on a curved background. The observed temperature tends to zero as the thermometer-system coupling, g, vanishes. Yet, for small but finite values of g, we show that the product of the observed local temperature and the logarithm of the local speed of light is approximately constant. Our predictions should be testable on ultracold atomic systems. / Tesis

Las esquinas son puntos invariantes, estructurales y con alto contenido de información en una imagen. Estas son usadas en aplicaciones importantes de Procesamiento de imágenes o video entre las cuales destacan Navegación de UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) [1] o Detección de objetos [2] que son importantes en distintas áreas y tienen requerimientos de tiempo real. Entre las soluciones para detección de esquinas propuestas destaca el detector de esquinas de Harris [3], el cual demuestra ser robusto y eficiente. El uso de plataformas que permiten realizar procesamiento paralelo permiten implementar métodos de alto costo computacional con un bajo tiempo de procesamiento. Entre ellas destacan los GPU (Graphic Processor Unit) que generalmente tienen un alto consumo energético, lo cual es inconveniente en aplicaciones dirigidas a dispositivos móviles como celulares, robots, drones, entre otros. Por ello, plataformas basadas en mobile CPU que tienen bajo consumo energético son opciones a tomar en cuenta. En la presente tesis se propone el diseño e implementación del Detector de esquinas de Harris en la plataforma Jetson TK1 de Nvidia [4] la cual se distingue por su bajo consumo energético y alto rendimiento. El método será implementado en MATLAB, ANSI-C y CUDA. Los resultados muestran que la implementación en CUDA presentada es hasta 32.08 veces aproximadamente más rápida que la implementación en ANSI-C y permite procesar imágenes de resolución full HD (1920 x 1080) en tiempo real. Además, es comparable a implementaciones en software en plataformas con mayores recursos e implementaciones en hardware usando FPGAs (Field Programmable Gate Array). La estructura del presente documento es la siguiente: En el primer capítulo se presenta el estado del arte sobre detección de esquinas y el Detector de esquinas de Harris. En el segundo capítulo se presenta la plataforma Jetson TK1. El diseño del algoritmo paralelo se detalla en el tercer capítulo. Por último, se presenta la implementación y sus resultados en el cuarto capítulo, seguido de las conclusiones y recomendaciones. / Tesis

Orientador: José Brás Barreto de Oliveira / Banca: José Humberto Dias da Silva / Banca: Euzi Conceição Fernandes da Silva / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividadesde pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Estruturas dot-in-a-well (DWELL) têm sido extensivamente estudadas nos últimos anos devido a sua relevância para a fabricação de dispositivos ópticos e eletrônicos, em especial os fotodetectores e lasers de alto desempenho. inserir pontos quânticos (QDs) em poços quânticos (QWs) aumenta a densidade dos pontos quânticos que, somado ao confinamento adicional fornecido pelo poço quântico, resulta em eficiência óptica elevada. Muitos trabalhos se dedicam ao estudo da dinâmica dos portadores, a fim de compreender melhor o funcionamento dos dispositivos, principalmente em altas temperaturas. Em nosso estudo, as amostras DWELL, em que os pontos de InAs são confinados em poços de InGaAs, foram crescidas sobre um substrato de GaAs por epitaxia de feixe molecular (MBE) e analisadas a partir de medidas de fotoluminiscência (PL). Os pontos quânticos foram obtidos pelo método de Stranski-Krastanov. Para realizar as medidas de PL foi utilizado um monocromador Jobin Yvon T64000. As amostras foram inseridas em um criostato de Janis, com circuito fechado de He, e excitadas por um laser de Ar. O sinal da PL, depois de espalhado, foi detectado por um detector de Ge e registrado usando um amplificador lock-in. Nos espectros de emissão foram identificados três picos em medidas com alta potência de excitação e baixa temperatura. Os resultados das medidas de PL em função da potência de excitação indicaram que se tratava de transições entre níveis confinados nos QDs. Não foi identificado comportamento bi-modal no crescimento dos pontos quânticos nas amostras analisadas. Os resultados das medidas de PL, para diferentes regimes de excitação, mostraram que em todas as transições ópticas investigadas há éxcitons envolvidos e as recombinações não radiativas são insignificantes. Os gráficos de intensidade da PL integrada em função da... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The dot-in-well (DWELL) structure has been exensively studied in recent years because of its relevance to the fabrication of optical and electronic devides, in particular, high-performance photodetectors. The insertion of quantum dots (QD) in the well increases the density of dots which, added to the additional confinement provided by the quantum well, results in a higher optical efficiency. Many works has been devoted to the study of the dynamics carriers in order to properly understand the functioning of devices mostly at high temperatures. In our study, a DWELL sample, in which InAs QDs are confined in InGaAs wells, was grown on a GaAs substrate by molecular beam epitaxy (MBE) and was analyzed by photoluminescence (PL) measurements. The quantum dots were grown by typical Stranski-Krastanov method. The PL spectra were obtained in a T64000 Jobin Yvon Monochromator. The sample was inserted in a Janis He-closed-circuit crystat and excited using an Ar-ion laser. The PL signal, after dispersed, was detected by a Ge-detector and recorded using a loock-in amplifier. In the emission spectra is possible to identify 3 peaks in high power and low temperature. The results of PL measurements depending on the power excitation showed that the peaks are related to transitions between the confined levels in the QDs. Not been identified bi-modal behavior in the growth of quantum dots in the samples analyzed. The results of the PL measurments for different excitation regimes showed that in all the investigated optical transitions there excitons involved and non radiative recombinations are insignificant. The graphics of integrated PL intensity as a function or inverse temperature allowed finding different ranges of temperature and the activation energies associated with the processes of thermal escape of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-05-17T12:48:46Z No. of bitstreams: 1 DIS_RODRIGO_PAZ_FRANCA_COMPLETO.pdf: 8349299 bytes, checksum: 8d61680a2d3b9712c0ec72b0b6f48970 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-17T12:48:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_RODRIGO_PAZ_FRANCA_COMPLETO.pdf: 8349299 bytes, checksum: 8d61680a2d3b9712c0ec72b0b6f48970 (MD5) Previous issue date: 2016-03-01 / This work presents localization methods for underwater vehicles based on sensor fusion. To achieve the sensor fusion two techniques were used: Extended Kalman Filter (EKF) and Particle Filter (PF). The EKF method developed uses an Inertial Measurement Unit (IMU) and a GPS Intelligent Buoys (GIB) sensor. With the purpose of developing a low-cost location method which does not require external sensors, the Terrain Based Localization (TBL) technique was also developed. This method consists in the fusion between an IMU, a sonar and a bathymetric map of the navigation region through the PF. This technique utilizes particles to estimate the probability function of the vehicle position, however, this approach shows poor precision in regions of low depth variation. In order to solve this problem two solutions are presented, one in software, which uses a trajectory generation algorithm (TG) that limits the vehicle navigation to regions of the map with large depth variation; and another solution which uses a peripheral GIB sensor, with the purpose of improving the PF correction step. In order to validate the developed methods simulations in the MATLAB software were made utilizing an AUV (Autonomous Underwater Vehicle) mathematical model. An analysis of the computational cost of the LBT technique was performed, through the implementation of the algorithm in the ?C? programming language, where it was embedded on a micro-controlled board to measure the method execution time. In order to analyze the convergence capacity of the TBL and the TG algorithm effect thousand simulations with different quantities of particles were performed for TBL technique and TBL together with the GT algorithm. / Este trabalho apresenta m?todos de localiza??o para ve?culos aqu?ticos baseados na fus?o de sensores. Para realizar a fus?o dos sensores foram utilizadas duas t?cnicas: o Filtro de Kalman Estendido (FKE) e o Filtro de Part?culas (FP). O m?todo do FKE desenvolvido, al?m de uma Unidade de Medidas Inercias (IMU do ingl?s-Inertial Measurement Unit) tamb?m necessita de um sensor GIB (GPS Intelligent Buoys). Com a finalidade de desenvolver um m?todo de localiza??o de baixo custo, o qual n?o necessite de sensores externos, foi desenvolvido a t?cnica de Localiza??o Baseada em Terreno (LBT). Tal m?todo consiste na fus?o entre uma IMU, um sonar e um mapa batim?trico da regi?o de navega??o do ve?culo, por meio do FP. Esta t?cnica utiliza part?culas para estimar a fun??o de probabilidade da posi??o do ve?culo; entretanto, tem como limita??o a baixa precis?o em regi?es de pouca varia??o de profundidade no mapa. A fim de contornar esse problema s?o apresentadas duas solu??es, uma em software que utiliza um algoritmo de gera??o de trajet?ria (GT) que for?a o ve?culo a navegar por locais onde a varia??o de terreno ? maior. Tamb?m foi desenvolvido uma solu??o que utiliza um sensor GIB como perif?rico, com proposito de melhorar o passo de corre??o do FP. A fim de validar os m?todos foram realizadas simula??o no software MATLAB utilizando um modelo matem?tico de um AUV (Autonomous Underwater Vehicle). Uma an?lise do custo computacional da t?cnica LBT foi realizada atrav?s da implementa??o do algoritmo na linguagem de programa??o ?C?, onde foi embarcada em uma placa micro-controlada para medir a frequ?ncia de execu??o do m?todo. Foram realizadas mil simula??es para t?cnica de LBT e para LBT em conjunto com o algoritmo de GT com diferentes quantidades de part?culas, com o intuito de analisar a capacidade de converg?ncia do m?todo de LBT e tamb?m o efeito do algoritmo de GT.