Estima el espesor óptico de los aerosoles (⅄c =0,55 µm) a una resolución espacial de 1 km x 1 km, usando el modelo de transferencia radiativa Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer (SBDART) (Ricchiazzi y Yang, 1998). Este modelo simula la transferencia radiativa en la atmósfera (scattering, absorción, emisión, etc), la interacción de la radiación tanto solar como terrestre con los componentes atmosféricos como el vapor de agua, dióxido de carbono, metano, etc. El modelo SBDART, genera un archivo de salida ASCII, que contiene la irradiancia en el tope de la atmosfera y en la superficie terrestre, obtenido mediante la aproximación de dos flujos y la aproximación de Eddington para resolver la ecuación de transferencia radiativa, considerando una atmosfera plano paralela. Para luego generar las ecuaciones definidas por el espesor óptico de los aerosoles (⅄c =0,55 µm) en función de la reflectancia en el tope de la atmosfera, mediante una regresión polinomial de grado 3, para la banda 1 (⅄c =0,66 µm) del sensor MODIS, con diferentes valores de espesor óptico de los aerosoles (⅄c =0,55 µm) y otras condiciones (geometría del Sol y del Sensor, un modelo de aerosoles y la reflectancia de la superficie (⅄c =0,66 µm). El área de estudio es el espacio aéreo de Perú, que se encuentra entre las latitudes 0002′00"S a 18021′03"S y las longitudes de 68039′00"O a 81019′35"O. Para el tratamiento de las imágenes MODIS Level 1B, se usa el lenguaje de programación IDL versión 7.8. Luego, usando los resultados del Modelo SBDART se calcula el promedio anual del espesor óptico de los aerosoles (⅄c =0,55 µm) a una resolución espacial de 1 km x 1 km en todo el área de estudio, para los años 2004 y 2005, con valores que oscilan entre 0,1 y 1,0, así como para la región amazónica tanto para el año 2004 y 2005, coincidiendo los valores máximos del espesor óptico de los aerosoles con el tiempo de inicio de los incendios forestales en Brasil. / Tesis

El plan de tesis propuesto tiene como objetivo general “evaluar la utilización de polímeros impresos nanoestructurados como fases sensoras en el desarrollo de sensores ópticos para la determinación selectiva de benzodiazepinas”. A continuación se mencionan los objetivos específicos que han dirigido el desarrollo de este trabajo de investigación: • Estudiar las propiedades ópticas de las benzodiazepinas y las condiciones bajo las cuales se produce la hidrólisis de las mismas. La caracterización luminiscente incluye el registro de los espectros de absorción UV, excitación/emisión de fluorescencia y de fosforescencia a temperatura ambiente. • Investigar la manera en que las benzodiazepinas interaccionan con biopolímeros. Esto da una idea de los enlaces que hay que intentar reproducir a través de fases sensoras artificiales, que tienen la capacidad de sustituir la función que desempeñan las sustancias bioquímicas. • Sintetizar polímeros impresos con benzodiazepinas utilizando diferentes tipos y concentraciones de precursores, optimizando las condiciones de síntesis para maximizar el proceso de impresión. • Evaluar las propiedades de reconocimiento selectivo de los polímeros sintetizados para seleccionar aquel que presente las mejores características para ser utilizado como fase sensora. • Explorar la utilización de las fases sensoras seleccionadas como medio de reconocimiento selectivo en la fabricación de sensores que permitan el análisis por inyección en flujo de benzodiazepinas. En esta etapa es necesario establecer un diseño del dispositivo de medida según las variables instrumentales y optimizar las condiciones de análisis. • Evaluar el desempeño analítico de los ensayos fluorescentes para la cuantificación de benzodiazepinas, como así también la reactividad cruzada frente a analitos estructuralmente relacionados. • Aplicar el método desarrollado al análisis de muestras reales y comparar los resultados con aquellos que se obtienen utilizando otros métodos.

Presenta un estudio sistemático de las propiedades ópticas de películas delgadas de a-SiC y a-SiC:H, crecidas en una atmósfera de argón e hidrógeno con la técnica pulverización catódica de radiofrecuencia. La caracterización óptica es realizada a través de medidas espectroscópicas de transmisión UV/VIS/NIR en incidencia normal. El espesor, índice de refracción y coeficiente de absorción de las películas son calculados a partir de estos espectros de transmitancia. El ancho de banda es determinado usando diferentes modelos del coeficiente de absorción. Asimismo, se reporta la existencia del foco de Urbach de las películas estudiadas. Se han encontrado dos caminos para mejorar las propiedades ópticas de las películas: la saturación de los enlaces libres con la incorporación de hidrógeno y una temperatura óptima del tratamiento térmico a 400 °C.

In this work, a systematic study of the structural, optical and electrical properties of aluminum doped hydrogenated amorphous silicon carbide (Al-doped a-SiC:H) thin films grown by radio frequency magnetron sputtering is presented. The samples were grown using a high purity Al and SiC targets in a hydrogen-rich atmosphere and then were subjected to a rapid thermal annealing processes with temperatures of up to 600 °C. The film thickness ranged from 321 nm to 266 nm. The amorphous nature of the thin films was confirmed by X-ray diffraction measurements before and after the annealing treatments. Fourier transform infrared spectroscopy analysis revealed the different heteronuclear bonds present in the samples, whilst Raman spectroscopy showed the different homonuclear bonds present in the material. The evolution of the latter bonds with annealing temperature was assessed, showing a change in the structure of the thin film. Energy-dispersive X-Rays Spectroscopy confirmed the incorporation of aluminum in the amorphous silicon carbide matrix. UV-VIS Transmittance spectra revealed optical parameters such as Tauc energy bandgap, Iso-absorption energy bandgap and refractive index. Furthermore, the bandgap is also determined by means of a recently developed band-fluctuation model. In addition, electrical resistivity is determined by means of a four-probe Van Der Pauw method. Only the samples annealed at 600 °C exhibited contacts with an Ohmic behavior. The annealed films exhibited lower resistivities than the as-deposited ones, probably due to a thermal-induced reordering of the atoms. This reordering is shown in the variation of the Urbach energy which is related to an increase in the Si-C bond density, due to the dissociation of the hydrogen-related bonds. / En este trabajo de tesis se presenta el estudio las propiedades estructurales y optoelectrónicas de carburo de silicio amorfo hidrogenado dopado con aluminio fabricado mediante pulverización catódica de radio frecuencia. Las muestras se fabricaron usando target de SiC y Al de alta pureza en atmosfera de hidrogeno. Luego las películas fueron calentadas hasta la temperatura de 600°C en un horno de rápido procesamiento térmico. La difracción de rayos X confirma la naturaleza amorfa de las películas. Los espectros de absorción infrarroja muestran los diferentes enlaces hetero-nucleares mientras que la espectroscopia Raman nos muestra los diferentes enlaces hononucleares presentes en la muestra. Se evaluó la evolución de los últimos enlaces con el tratamiento térmico, mostrando un cambio en la estructura del material. Espectroscopía de dispersión de energía de rayos X nos muestra la incorporación de aluminio en la matriz de carburo de silicio amorfo. Los espectros de transmitancia UV-VIS revelan parámetros ópticos tales como energía de Tauc, energía de Iso- absorción, energía de Tauc e índice de refracción. Además, el modelo de fluctuación de bandas desarrollado recientemente nos permite determinar los bordes de movilidad y energía de Urbach. Adicionalmente, el método de Van Der Pauw nos permite determinar el valor de la resistividad eléctrica de la muestra, solo a 600°C, donde se obtuvo un comportamiento óhmico mostrando baja resistividad eléctrica, probablemente debido a un reordenamiento de los átomos inducidos térmicamente. Este reordenamiento estructural se muestra en la variación de la energía de Urbach que está asociada con el aumento de la densidad de enlaces Si-C, debido a la disociación de los enlaces relacionados con el hidrogeno.

Analiza la distribución espacial y temporal de los promedios mensuales del monóxido de carbono (CO) y del espesor óptico de los aerosoles, relacionándolos con la quema de biomasa en la región costa (Tacna, Lima, Piura) y selva (Loreto, Ucayali, Madre de Dios) producido por las quemas de biomasa. Los datos utilizados, de 1 0 × 10 de resolución espacial, fueron registrados por los sensores MODIS a bordo del satélite TERRA y AIRS a bordo del satélite AQUA. Relaciona la serie de tiempo del espesor óptico de los aerosoles con el número de incendios en la región selva (Loreto, Ucayali, Madre de Dios). Relaciona la serie de tiempo del monóxido de carbono con el número de incendios en la región selva (Loreto, Ucayali, Madre de Dios). / Tesis

Manifiesta que el TiO2 es usado para foto generación de hidrógeno a partir del agua, degradación de Contaminantes bajo irradiación de luz visible y para celdas solares. Sin embargo, una limitación es que TiO2 anatase tiene un band gap amplio de aproximadamente 3.2 eV y puede absorber solo en la región ultravioleta (UV) (<380nmq. Esto reduce gravemente la utilidad de la energı́a solar al 5 %. Por medio de la simulación computacional en el marco de la Teorı́a Funcional de la Densidad (DFT) implementada en el código WIEN2k, usando la aproximación GGA-PBE, se ha observado que la fase anatase de TiO2 dopada con F, N o el codopado F-N exhibe una disminución en el band gap hasta en un 17 % para el dopado con N a una concentración de 10.4 %, y que esta reducción del gap está asociada a la mejor absorción en la zona visible del espectro de los sistemas estudiados. Los resultados indican que TiO2 anatase dopado en distintas concentraciones puede aumentar la eficiencia de celdas fotovoltaicas y que este aumento en la eficiencia es proporcional a la concentración del elemento dopante para los sistemas monodopados. El codopado, que continuamente es reportado como mejor, en cuanto a la reducción del gap y la absorción de radiación, en comparación con el monodopado, no ha mostrado serlo en el sistema de codopado por sustitución con N y F, en la región comprendida entre 1.70-2.79 eV. El efecto sinérgico del codopado solo es verificado en la región azul-violeta del espectro visible. La absorción de los sistemas en la parte visible del espectro, predomina en regiones por debajo del gap, esto se ha asociado al acoplamiento vibronico y a transiciones entre niveles de excitones. / Tesis

Los métodos kp y tight-binding, que inicialmente fueron diseñados para predecir las propiedades del sólido extendido, han sido adaptados para describir las propiedades optoelectrónicas de nanoestructuras semiconductoras. El Hamiltoniano kp de 4 bandas para huecos y la ecuación de masa efectiva en el modelo de 1 banda para electrones se han discretizado en coordenadas cilíndricas, con el objetivo de estudiar los efectos de la aplicación de un campo magnético sobre el espectro energético de los nanocristales y las propiedades colectivas en sistemas de puntos cuánticos acoplados. Entre los resultados obtenidos cabe destacar que el acoplamiento entre nanocristales con topología de antidot provoca una importante estabilización energética de la minibanda fundamental, la cual permanece inalterada frente a la acción de un campo magnético.El modelo tight-binding de primeros vecinos que se ha implementado utiliza una base sp3s* para describir cada átomo del nanocristal. Este modelo atomista permite la descripción detallada de la estructura óptica fina de los nanocristales. Se ha evidenciado que los espectros teóricos de absorción con luz polarizada en la dirección z permiten discriminar entre geometrías que la microscopía electrónica no es capaz de discernir.

Los plasmones describen las oscilaciones colectivas de la densidad del gas de electrones libres. Estos son capaces de interactuar, al igual que otras cuasipartículas, con los fotones para dar origen a nuevos tipos de cuasipartículas. De todas ellas, los Surface Plasmon en interfaces planas metaldieléctrico o en nanopartículas metálicas han recibido considerable interés por parte de la comunidad científica debido a sus propiedades ópticas difícilmente alcanzables con otros materiales ópticos. En adición, el campo eléctrico asociado con los Surface Plasmon en nanopartículas mejora significativamente variando las propiedades físicas de la propia nanopartícula o el medio que lo rodea. Actualmente, estas ventajas se utilizan en el campo de la medicina y el estudio de procesos biológicos, las cuales requieren de instrumentos de detección que posean una alta sensibilidad. Por ello, se han utilizado plasmones para desarrollar nuevas técnicas de contraste de imágenes, etiquetado celular, sensores con alta sensibilidad, tratamiento térmico para cáncer entre otros. En adición, el campo eléctrico mejorado alrededor de un grupo de nanopartículas permite mejorar las señales Raman para desarrollar SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy). Por ello, los plasmones ofrecen nuevas posibilidades en Biomedicina para desarrollar nuevas técnicas de detección o tratamiento que compitan con los enfoques convencionales como el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA), la aglutinación de látex (LA) y los tratamientos o métodos de detección para diferentes tipos de cáncer. Esto demuestra que el uso de plasmones en el campo de la Biomedicina tiene bastante relevancia para aplicaciones futuras.

En la literatura los análisis ópticos y térmicos presentan una desconexión, a pesar de tener un gran ámbito en común desde el punto de vista teórico. La evolución del ancho de banda respecto de la temperatura es un factor muy importante al momento de determinar dicha conexión, ya que, a través de la interacción electrón-fonón se puede derivar la temperatura de Debye que es el nexo entre el ancho de banda óptico y los efectos térmicos. Tal es así que aquí se presentan diferentes teorías, como son las propuestas por Ullrich, O’leary, Jackson, Guerra, y Zanatta para estudiar la absorción en semiconductores, y sus versiones extendidas: Tauc-Lorentz, O’leary- Lorentz o Guerra-Lorentz. Para los efectos térmicos se exploran ajustes que provienen de la interacción de los fonones como son los de los modelos de Varshni, Pässler o Bose-Einstein que describen el comportamiento del ancho de banda óptico con la temperatura del material. Este nexo entre los efectos ópticos y térmicos es aplicado después en los materiales semiconductores como el a-Si:H e In2O3, que son, entre otros, importantes para el desarrollo de tecnologías fotovoltaicas como celdas solares o transistores (ITO). Finalmente probamos que los resultados ópticos y térmicos guardan una buena concordancia, que da lugar a nuevos tipos de acercamientos experimentales a ambas propiedades.

In thepresent work, we study the optical properties of semiconductors near the fundamental absorption taking into account disorder induced tail states. In particular, we pay special attention to GAAs and lead halide perovskites. We address existing models for the description of the absorption spectra, and extend them in the band fluctuations framework. We start with traditional semiconductors where we have developed our models inspired in Jellison-Modine procedure (Tauc-Lorentz model).These models are tested on direct,indirect and amorphous band gap materials such as the ones of the group III −V family. Later, we continue the discussion with the inclusion of the Sommerfeld enhancement factor for understanding the nature of excitonic semiconductors. Here, the Elliott model is modified through the band fluctuations procedure in order to obtain an analytic expression for the imaginary part of the electrical permittivity. This new model accurately describes the band gap and binding energy of systems like GaAs,MAPbBr3, MAPbI3 and MAPbI3−xClx. Furthermore,the impact of the sample temperature on optical parameters such as the band gap can provide information regarding the thermal expansion and th eelectron-phon on interaction in the solid. In particular,if the material exhibits a high electron-phon on coupling,like in the cases of the polar semiconductors, the model describing the exciton can no longer rely on the Hydrogen-like picture, but instead it must be computed with a theory considering exciton-polarons. In the latter case, the exciton is dressed by a cloudofphonons that lower its binding energy. Remarkably, our model for excitonic materials correctly predicts the exciton-polaron binding energies of lead halide perovskites andt heir carrier’s effective massees. Lastly, we emphasize the powerful relation between the optical properties and the thermal properties. Notably, we found a good agreement among our predicted expressions,using the Debye’s model, with other specific heat experimental results.