La nanotecnología electrónica surge como disciplina científica para dar respuesta a la demanda creciente por parte de la sociedad de dispositivos electrónicos más eficientes y de menor coste. Como su propio nombre indica, esta disciplina involucra los estudios que se llevan a cabo en la actualidad en sistemas electrónicos elementales que, aunque basados en diferentes materiales y técnicas de fabricación, tienen un nexo común en su tamaño nanométrico. En este marco, en el trabajo de tesis presentado se han investigado las propiedades ópticas y electrónicas de cajas cuánticas aisladas de Arseniuro de Indio mediante diferentes técnicas de espectroscopía óptica confocal de alta resolución espacial y espectral. Dicha resolución nos ha permitido profundizar en el estudio de las propiedades individuales de estos objetos nanométricos tanto desde el punto de vista fundamental como aplicado. En primer lugar, se han analizado los espectros de fotoluminiscencia (PL) y el correspondiente espectro de excitación de la PL (PLE) de cajas cuánticas aisladas y sometidas a un campo eléctrico externo. Las cajas cuánticas se hallan en la región activa de un dispositivo de efecto campo que nos permite controlar de manera precisa el número de electrones confinados en cada nanoestructura individual. El estudio de la evolución de la línea de emisión fundamental de cada caja en función del número de electrones en exceso nos ha permitido deducir la magnitud de las distintas interacciones coulombianas existentes entre los diferentes portadores. Algunas de ellas son bien conocidas, como es la de atracción directa entre electrón y hueco que da lugar al excitón, mientras que otras son más sutiles y difíciles de cuantificar hasta hace poco tiempo, como son la de repulsión directa electrón-electrón o su correspondiente interacción de intercambio. Todas ellas han sido investigadas de manera cualitativa y cuantitativa comparando los resultados experimentales con modelos teóricos de reconocida vigencia en este tipo de sistemas.Por otro lado, hemos utilizado un láser sintonizable en el rango de interés para determinar la estructura electrónica asociada a los estados excitados de anillos cuánticos aislados de InAs. Los resultados demuestran que el acoplamiento entre los estados discretos y el continuo determinan en gran medida los procesos de captura y relajación de los portadores hacia el estado fundamental. Este tipo de comportamiento corrobora lo observado por otros autores en nanoestructuras de similar tamaño y composición aunque distinta morfología, si bien ésta es la primera vez que ha sido observado en anillos cuánticos de InAs. En la segunda parte de este estudio, hemos demostrado que es posible determinar los espectros de absorción y reflectividad correspondientes a una sola caja cuántica aislada con una resolución espectral sin precedentes en este tipo de sistemas y con una elevada relación señal-ruido. Para ello, partiendo de un montaje confocal dual de transmisión y reflexión, y aplicando un campo eléctrico externo, hemos explotado el Efecto Stark de Confinamiento Cuántico para sintonizar la energía de la transición interbanda investigada con nuestro láser de prueba mejorando así la eficiencia del experimento respecto a otras aproximaciones basadas en la sintonización del láser. El análisis de los espectros obtenidos de esta manera nos ha proporcionado información valiosa no accesible de manera directa mediante otro tipo de experimentos como son la anchura homogénea de las transiciones interbanda o su fuerza de oscilador, así como indicios de fenómenos de interacción no lineales como el Efecto Stark Óptico. Finalmente, se ha demostrado que este sistema actúa como un interferómetro acoplado a una sola caja cuántica con grados de libertad suficientes para ejercer un control efectivo del grado de interacción, amplitud y fase, entre radiación y materia a estas escalas nanométricas. / The electronic and optical properties of InAs single self-assembled quantum dots (SAQDs) have been investigated by using a confocal arrangement adapted to work at 4 K. The layer containing the QDs is embedded in a field effect device with a semitransparent Schottky gate. In this configuration, varying the applied voltage, it is possible to tune the number of electrons confined in a given QD to investigate the exciton radiative recombination as a function of such number of electrons in excess. This way, comparing the experimental results with state of the art theoretical models, we have determined the role played by the interband and intraband coulomb interactions in this system. The electronic structure above the fundamental state is accessible scanning the excitation energy of our laser (PLE spectra). In our nanostructures, we observe that, below the continuum band edges, the expected discrete bound to bound transitions are degenerated with broad bands associated with continuum to bound transitions. As pointed out recently by other authors, we conclude that this result imposes a revision of the concept of an isolated quantum dot embedded in an homogeneous media (macroatom picture). We have demonstrated also the feasibility of a new method, based in the spectral shift of the electronic levels due to the Quantum Confined Stark Effect, to measure the differential absorption spectra of single SAQDs with unmatched spectral resolution and signal to noise ratios. In the linear regime, light and matter interaction can be described by the Lorentz model to extract the oscillator strength and homogeneous linewidth of non-degenerated optical transitions in our QDs. Furthermore, due to the large interlevel spacing in each band, we observe that the two level approximation works finely in this system enabling the study of non linear optical phenomena as the Optical Stark Effect. Finally, the reflectance spectrum of a single electronic level in our QDs has been determined by using a built-in interferometer in our confocal setup. We have demonstrated that the phase relation between probe and reflectedfields can be controlled externally enabling the coherent control of the QD polarization in the next future.

Se ha propuesto un nuevo modelo de visión del color (ATTD) que proporciona los descriptores perceptuales de un test cromático en función de sus valores triestímulo XYZ y los del fondo que lo rodea. Se han sugerido correlaciones entre los mecanismos del modelo y la fisiología del sistema visual en cada una de las etapas de procesado de la información. El modelo consta de una etapa tricromática y tres etapas oponentes: una precortical, otra en el córtex estriado y una tercera en el córtex extraestriado. Las respuestas de la etapa tricromática se combinan generando un canal acromático Magno y tres canales oponentes Parvo: dos del tipo rojo-verde asimétricos y uno del tipo azul-amarillo. Los tres canales oponentes Parvo dan lugar a la construcción a nivel cortical de los canales perceptuales acromático, rojo-verde y azul-amarillo. Se han considerado mecanismos multiplicativos de adaptación cromática en los conos de la retina y en el núcleo geniculado lateral (LGN) y un mecanismo sustractivo en el córtex estriado, así como no linealidades estáticas. Se han determinado los valores de los parámetros del modelo minimizando un coeficiente de ajuste entre un conjunto reducido de datos experimentales y las predicciones del modelo de dichos datos.Se ha hecho un análisis de las prestaciones de ATTD comparando sus predicciones con las de los modelos ATD95 y Hunt y con diversas colecciones de datos experimentales no incluidos en el entrenamiento. La cromaticidad del blanco perceptual con fondo equienergético es invariante para un amplio rango de luminancias y coincide con el blanco equienergético. A altas luminancias del test aparecen deformaciones en los loci de los descriptores perceptuales. Los anillos de croma Munsell constante son más circulares y con los distintos tonos más equidistantes que los de los otros dos modelos, aunque la distribución de los distintos anillos no es la más uniforme. Se reproduce la ley de Stevens, el efecto Helmholtz-Kohlrausch y, al menos cualitativamente, la inducción acromática. Se reproduce también la curvatura de los loci de los tonos únicos y el efecto Bezold-Brücke. La variación del colorido con la cromaticidad del test es correcta, y se predice el efecto Hunt, pero no los máximos locales de colorido. Los resultados del testeo son independientes de la presencia de un mecanismo multiplicativo en el LGN, lo que sugiere que no es preceptiva su inclusión en el modelo. Se reproducen las observaciones de Werner y Walraven en cuanto al locus acromático. Aunque la curva de umbral absoluto no es monopico, las contribuciones de los mecanismos ATTD del LGN y la diferencia de orden de magnitud entre las curvas son correctas.En resumen, podemos decir que ATTD reproduce una gran cantidad de fenómenos de apariencia del color con un conjunto reducido de datos de entrenamiento; el potencial del modelo reside por tanto en su estructura, basada en la fisiología del sistema visual. / We propose a new colour vision model (ATTD) which computes the perceptual descriptors of a chromatic test from its XYZ tristimulus values and those of the background that surrounds it. We have suggested some correlations between the mechanisms of the model and the physiology of the visual system. ATTD has a trichromatic stage and three opponent stages at precortical, striate cortex and extrastriate cortex levels. The trichromatic stage responses are combined yielding an achromatic Magnocellular channel and three opponent Parvocellular channels: two asymmetric ones of the red-green type and one of the blue-yellow type. The three opponent channels generate at cortical level the achromatic, red-green and blue-yellow perceptual channels. The model has gain control mechanisms at the receptor stage and in the lateral geniculated nucleus (LGN), a subtractive mechanism in the striate cortex, and static non-linearities of the Naka-Rushton type. Numeric values of the parameters of the model have been determined by minimising a coefficient of agreement between a small set of experimental data and the predictions of the model for these data.We have tested the performance of ATTD by comparing its predictions to those of the ATD95 and Hunt models and with several sets of experimental data which were not included in the training process. The chromaticity of the perceptual white with equal energy background coincides with the equal energy white for a wide range of luminances. For high test luminances some anomalies appear in the loci of the perceptual descriptors. The rings of constant Munsell chroma are more circular and with more equidistant hues than those of the other two models. ATTD accounts for a wide variety of effects related to the dependence between perceptual descriptors and colorimetric parameters. The model's predictions of the achromatic locus are consistent with the conclusions of Werner and Walraven.In summary, ATTD accounts for a wide range of colour appearance phenomena with a small set of training data; therefore, the potential of the model lies in its structure, based on the physiology of the visual system.

La necesidad del conocimiento de la temperatura de la superficie terrestre paraestudios medioambientales y para la administración de los recursos de la Tierra haconvertido la estimación de la temperatura desde satélite en uno de los temas deinvestigación más importantes en el campo de la Teledetección en el infrarrojo térmicodurante las últimas dos décadas. Excepto para los componentes de la irradiancia solar,los flujos que intervienen en el balance de energía en la interfase superficie/atmósferaúnicamente pueden parametrizarse a partir del uso de la temperatura de la superficieterrestre. Por lo tanto, el conocimiento de la temperatura resulta de gran interés paramuchas aplicaciones, como la estimación de los balances de agua y energía,evapotranspiración, modelos de circulación general (GCM), efecto invernadero,estudios de desertificación, etc.Para obtener valores de temperatura a partir de datos de sensores a bordo desatélites lo suficientemente precisos es necesario corregir los efectos atmosféricos yangulares, así como corregir el efecto de la emisividad.Esta magnitud, que mide la eficiencia inherente de la superficie para convertir la energíacalorífica en energía radiante fuera de la misma, también aporta una valiosainformación, sobre todo en estudios de geología. La emisividad proporcionainformación acerca de la composición de las superficies, siendo por lo tanto útil paraestudios de desarrollo y erosión de suelos, para detectar cambios en coberturas vegetalesdispersas y para la exploración de recursos.En este trabajo se estudia en profundidad el tema de la estimación de latemperatura y la emisividad de la superficie terrestre a partir de los datosproporcionados por los sensores de alta resolución, sobre todo en la región espectral delinfrarrojo térmico comprendida entre los 8 y los 13 mm. Los algoritmos y métodosdesarrollados en el trabajo se aplican a imágenes DAIS y ASTER para su posteriorvalidación. Actualmente, los resultados muestran que en general y desde satélite, latemperatura de la superficie terrestre puede obtenerse con una precisión inferior a 2 K yla emisividad con una precisión inferior al 2%. / Except for solar irradiance components, most of the fluxes at thesurface/atmosphere interface can only be parameterized through the use of surfacetemperature. Land surface temperature (LST) can play either a direct role, such as whenestimating long waves fluxes, or indirectly as when estimating latent and sensible heatfluxes. Moreover, many other applications rely on the knowledge of LST (geology,hydrology, vegetation monitoring, global circulation models, evapotranspiration, etc.).However, thermal infrared data provided by satellites requires mainly three correctionsin order to obtain accurate values of LST, namely, i) atmospheric correction, ii)emissivity correction and iii) directional effects. Atmospheric correction is needed inorder to remove the atmospheric perturbation from the electromagnetic signal measuredby the sensor, whereas the emissivity correction is needed due to natural surfaces arenot black or even grey bodies (i. e. the emissivity is not unity and may also bewavelength dependent). In addition, all these corrections depend on the observationangle (directional effects).This work focuses on the land surface temperature and emissivity retrieval frommultispectral thermal data provided by high resolution sensors, overall in the thermalinfrared region between 8 and 13 mm. The algorithms and methods developed in thismemory have been validated and applied to DAIS and ASTER images. The resultsshow that land surface temperature and emissivity can be obtained with an accuracylower than 2 and lower than 2%, respectively.