El objetivo global de este estudio es el análisis de la viabilidad del uso de ruido cultural para la determinación de las características dinámicas de las estructuras existentes, particularmente en zonas urbanas situadas en áreas de actividad sísmica moderada o baja pero que, sin embargo no están exentas de riesgo por causa sísmica, debido a la altísima concentración de población y servicios que en ellas se acumula. Por lo tanto, también constituye un objetivo del presente trabajo el analizar los métodos aplicables, evaluando su adecuación a cada caso concreto para diseñar procedimientos específicos para áreas urbanas densamente pobladas. La consecución de este objetivo global se realiza mediante los siguientes objetivos concretos: - Conocimiento y elección de la instrumentación a utilizar. - Establecimiento de procedimientos específicos adecuados a las peculiaridades de los edificios a estudiar. - Calibración de métodos y técnicas usadas en la literatura mediante su aplicación en un experimento controlado sobre mesa vibrante. - Calibración de procedimientos de estimación de periodos propios en edificios reales mediante su medida y su modelado numérico. Propuesta de un procedimiento específico para áreas urbanas. - Evaluación de la contribución de los elementos no estructurales mediante el seguimiento del proceso constructivo de un edificio. - Evaluación de la fiabilidad y aplicabilidad de las fórmulas empíricas establecidas en las normas sísmicas y establecimiento de fórmulas específicas para la ciudad de Barcelona. - Detección y caracterización de zonas de resonancia entre los edificios, los "inputs" sísmicos y los periodos predominantes del suelo sobre el cual están construidos. - Aproximación a la problemática de la interacción suelo-estructura. Los datos necesarios para el estudio se obtuvieron con trabajo de campo, obteniéndose los registros de ruido ambiental y midiendo la altura y el número de niveles de los edificios. La información complementaria (p.e. dimensiones en planta) se obtuvieron a partir de los datos del catastro facilitadas por el Ayuntamiento de Barcelona. Los periodos fundamentales se identificaron a partir de los espectros de Fourier de las aceleraciones medidas en los niveles superiores de los edificios. Se han realizado medidas en 64 edificios de los cuales se han seleccionados dos muestras representativas de las principales tipologías constructivas de la ciudad de Barcelona; 25 de hormigón armado y 22 de mampostería. La selección de estas muestras se efectuó de acuerdo con los parámetros correspondientes a las fórmulas empíricas a ajustar. Se buscó homogeneidad en la tipología y variabilidad en el parámetro a ajustar. De esta forma ha sido posible hallar la relación del periodo fundamental con parámetros como el número de niveles, la altura y la dimensión en planta. Se ha encontrado que las fórmulas que mejor se ajustan a edificios de hormigón armado son las que relacionan el periodo fundamental con el número de niveles y para los edificios de mampostería las que relacionan el periodo con la altura. Para comparar diferencias en las tipologías y costumbres constructivas se efectuó una campaña específica en la ciudad de Adra. También se realizó el seguimiento de un edificio en construcción midiéndose su periodo predominante durante las fases de construcción, analizando las variaciones del periodo predominante con la incorporación al edificio de elementos no estructurales (tabiquería, elementos ornamentales, muros, fachadas, etc.) encontrándose que éstos influyen en el valor del periodo al rigidizar la estructura. Estudios previos ponen de manifiesto que la interacción suelo estructura puede aumentar el periodo de vibración de la estructura. Una parametrización del efecto propuesta en la literatura se ha usado para estimar este efecto en Barcelona y se encontró que esta interacción es importante en edificios situados en zonas en las que se disponía de resultados de la respuesta y de las características dinámicas del suelo (Vs) concluyéndose que incluso en el caso en que los periodos del suelo y de la estructura difieran, no se debe desechar el fenómeno de resonancia sin antes evaluar el efecto de interacción.

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En los últimos años la industria viene exigiendo el empleo del hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) en aplicaciones estructurales. Debido al hecho de que la resistencia pos-fisuración del material es relevante, la capacidad de coser fisuras concedida por las fibras puede permitir la sustitución, parcial o total, de la armadura de acero convencional. Por consiguiente, una adecuada caracterización del comportamiento a tracción uniaxial del HRFA es de gran interés. Sin embargo, a pesar de la amplitud de trabajo de investigación y de la reciente elaboración de normativas, no existe un consenso respecto al modelo constitutivo a ser empleado en el diseño del HRFA.El cosido de las fibras de acero en las fisuras mejora la tenacidad y la durabilidad del hormigón. El HRFA es un material que, generalmente, presenta una resistencia residual a tracción en régimen fisurado. Sin embargo, en algunas situaciones, el HRFA puede desarrollar endurecimiento en flexotracción debido a su aptitud en redistribuir esfuerzos en la sección de fisura. Estas características vienen contribuyendo para un interés creciente así como un incremento del número de aplicaciones de este material.En esta tesis doctoral se desarrolla un método directo y lógico para predecir la respuesta a tracción del HRFA para el diseño estructural. Mientras que la comprensión del comportamiento del material se consigue por medio de una investigación experimental, la formulación del nuevo modelo constitutivo se obtiene con un estudio segmentado del comportamiento del material en niveles de menor complejidad y, en seguida, con la caracterización de cada uno de ellos hasta conseguir explicar la respuesta a tracción del HRFA.Esta tesis está dividida en cinco partes principales: I) Identificación de las motivaciones. II) Obtención de resultados a tracción uniaxial para comprender los principales mecanismos que controlan la resistencia pos-fisuración. III) Desarrollo de dos modelos para predecir la respuesta al arrancamiento de fibras de acero inclinadas, que cubren fibras rectas y con ganchos. IV) Investigación detallada de la orientación de las fibras al nivel individual mediante análisis estadísticos. Luego, aspectos prácticos asociados al proceso de producción son integrados en una metodología innovadora para predecir la orientación de las fibras. V) Formulación y validación del nuevo modelo constitutivo, con base en las Partes III y IV, con los resultados experimentales de la Parte II. El comportamiento a tracción se evalúa mediante un estudio paramétrico y se proponen expresiones ingenieriles para el diseño y optimización (EEDO).El modelo constitutivo propuesto se distingue de estudios anteriores en varios aspectos y define una nueva filosofía para el diseño de elementos de HRFA. Este modelo es un método directo y práctico para obtener el comportamiento a tracción del material mediante parámetros con sentido físico y basado en conceptos claros: arrancamiento y orientación de las fibras.Una de las principales aportaciones de este trabajo es la capacidad de predecir curvas tensión-apertura de fisura que reflejan una combinación específica de las propiedades de la matriz y de las fibras empleadas. Además, se introduce una filosofía innovadora en el diseño debido a la incorporación del proceso de producción, las propiedades en estado fresco y el elemento a construir en la definición del diagrama constitutivo. / In the last years, the industry has been demanding for the use of steel fiber reinforced concrete (SFRC) in structural applications. Because the post-cracking strength of this material is not negligible, the crack-bridging capacity provided by fibers may replace, partial or completely, conventional steel reinforcement. Therefore, an appropriate characterization of the SFRC uniaxial tensile behavior is of paramount interest. However, in spite of the extensive research and standards recently advanced, there is no agreement on the constitutive model to be used for the design of SFRC.The crack-bridging capacity provided by steel fibers improves both the toughness and the durability of concrete. Conventional SFRC is a material which presents softening response under uniaxial tension, but may develop hardening behavior in bending due to its ability to redistribute stresses within the crosssection.These evidences have been contributing to an increasing interest and growing number of applications of this material.In this doctoral thesis, a direct and rationale approach to predict the tensile response of SFRC for structural design calculations is developed. While insight on the material behavior is firstly gained through an experimental investigation, the formulation of the new constitutive model follows a bottomup approach: it fragments the material's behavior into levels of smaller complexity and then models each of them until the overall behavior can be explained.The dissertation is subdivided into five main parts: I) The motivations for this research project are pointed out. II) Uniaxial tensile test results are obtained to understand the major mechanisms governing the post-cracking strength. III) Two models predicting the pullout responses of inclined steel fibers are developed, covering straight and hooked fibers. IV) The orientation of fibers is investigated in detail at the single fiber level through statistical analyses. Then, practical aspects associated to the manufacturing process are integrated within a novel framework to predict fiber orientation. V) Based on Parts III-IV, the new constitutive model is formulated and validated with experimental results from Part II. Further insight on the tensile behavior is gained through a parametric study and Engineered Expressions for Design and Optimization (EEDO) are proposed.The proposed design-oriented constitutive model differentiates itself from previous studies in multiple aspects and defines a new philosophy for the design of SFRC elements. This model provides a direct and practical procedure to obtain the material's tensile behavior by means of parameters with physical meaning and based on clear concepts: fiber pullouts and orientations.One of the major contributions of this work is the ability to predict the stress-crack width curves that reflect the specific combination of the properties of the matrix and fibers applied. Furthermore, it introduces a novel philosophy for the material design regarding that the influences of the production process, fresh-state properties and the element to be built are taken into account to define the constitutive diagram.

L'acer inoxidable està essent utilitzat de manera creixent en els últims anys als sectors de la indústria i de l'arquitectura gràcies a la seva resistència a la corrosió, facilitat de manteniment i aparença agradable. Però, la seva utilització com a material resistent s'ha limitat durant anys a causa, entre d'altres, de la falta d'especificacions de disseny que fomentin i facilitin l'ús de l'acer inoxidable en aquesta situació. Aquesta limitació ha inspirat a investigadors de tot el món a estudiar el comportament del material acer inoxidable i desenvolupar noves expressions de disseny per tal d'explotar de manera òptima les propietats del material en aplicacions resistents.L'objectiu principal d'aquest treball és contribuir al progrés del coneixement de l'hacer inoxidable com a material estructural, analitzant el comportament en servei i l'evolució fins al col·lapse d'estructures d'acer inoxidable treballant fonamentalment a flexió. Aquest objectiu principal queda palès en forma de possibles pautes d'actuació i d'expressions de disseny que permetin dimensionar les estructures d'una manera eficient. El treball es centra en l'estudi del comportament de peces d'acer inoxidable sotmeses a flexió, ja que una de les funcions principals que pot exigir-se a l'acer inoxidable és la de treballar com a material estructural en peces flectades. L'estudi s'ha enfocat, per un costat, cap al càlcul de fletxes i les corresponents verificacions front l'estat límit de deformabilitat i, per altra banda, cap a l'estudi del comportament en estat límit últim de tallant i la determinació d'un mecanisme resistent que consideri les peculiaritats del material acer inoxidable.S'han realitzat dues campanyes experimentals sobre elements estructurals d'acer inoxidable en les que s'ha caracteritzat el comportament real del material utilitzat a cada assaig i s'han instrumentat les bigues per poder mesurar les fletxes i les deformacions que es produeixen en diferents punts de les estructures assajades durant els processos d'aplicació de càrrega. La utilització d'un model numèric basat en el mètode dels elements finits ha servit per proporcionar un millor coneixement sobre els fenòmens estudiats i poder optimitzar la instrumentació utilitzada durant els assaigs. El model numèric té en comte l'equació constitutiva real del material, determinada experimentalment, de manera que es poden simular els assaigs i comparar els resultats numèrics i experimentals. Un cop validat el model numèric s'utilitza de manera sistemàtica per generar una base de dades suficientment àmplia sobre la que establir noves expressions de disseny.La informació proporcionada per la instrumentació en les bigues assajades ha permès observar el comportament no lineal de l'acer inoxidable i assolir una sèrie de conclusions relatives al dimensionament d'aquest tipus d'estructures. Els resultats experimentals han permès observar també que les actuals expressions de dimensionament de les normatives per estructures d'acer inoxidable són molt conservadores. Un cop finalitzades les campanyes experimentals i la modelització dels assaigs mitjançant la utilització del model numèric s'ha dut a terme un anàlisi detallat dels resultats i un estudi del comportament de les estructures assajades, arribant a les següents conclusions generals.La no linealitat de la relació tensió-deformació del material complica el càlcul precís de fletxes en elements d'acer inoxidable ja que, en general, serà necessari recórrer a l'ús d'eines d'anàlisi no lineal que dificulten el disseny. El càlcul de fletxes mitjançant la utilització d'un únic valor del mòdul d'elasticitat secant per tot l'element proposat a Eurocodi 3, Part 1-4 (1996) tendeix a sobreestimar les fletxes, portant a dimensionaments conservadors en al estat límit de deformacions.Es proposa una metodologia de càlcul de fletxes considerant la no linealitat del material, la qual es basa en una expressió analítica que permet obtenir el diagrama moment-curvatura d'una secció transversal d'acer inoxidable. També s'ha obtingut una expressió del mòdul d'elasticitat equivalent, representatiu del comportament global de la biga, de manera que a partir d'aquest valor i utilitzant les expressions habituals de càlcul lineal, es pot determinar la fletxa màxima en bigues d'acer inoxidable amb suficient precisió.Per el dimensionament a tallant de bigues d'acer inoxidable és necessari tenir en comte els aspectes diferencials que introdueix la no linealitat del diagrama tensió-deformació de l'hacer inoxidable respecte l'acer al carboni. En acer inoxidable, l'abonyegament apareix sempre dins del règim no lineal del material i el comportament postcrític està igualment afectat per aquesta no linealitat, provocant una pèrdua de capacitat resistent.Els estudis realitzats en aquest camp han conduït a l'elaboració de noves expressions de disseny per a la determinació de càrregues crítiques inicials en xapes d'acer inoxidable.Tanmateix es proposa un mètode de dimensionament de bigues armades d'acer inoxidable sotmeses a tallant basat en el mètode del camp diagonal de traccions per acer al carboni.Finalment es plantegen, resultants de la pròpia evolució del coneixement sobre el tema d'estudi durant el període d'experimentació i anàlisi, futures línies de treball en el camp del comportament a flexió de les estructures d'acer inoxidable. / El acero inoxidable está siendo utilizado de manera creciente en los últimos años en los sectores de la industria y de la arquitectura gracias a su resistencia a la corrosión, facilidad de mantenimiento y apariencia agradable. Sin embargo, su empleo como material estructural resistente ha estado limitado durante años debido, entre otras razones, a la falta de especificaciones de diseño que fomenten y faciliten el uso del acero inoxidable en esta situación. Esta limitación ha inspirado a investigadores de todo el mundo a estudiar el comportamiento del material acero inoxidable y desarrollar nuevas expresiones de diseño para explotar de manera óptima las propiedades del material en aplicaciones resistentes.El objetivo principal de este trabajo es contribuir al avance del conocimiento del acero inoxidable como material estructural, analizando el comportamiento en servicio y la evolución hasta rotura de estructuras de acero inoxidable trabajando fundamentalmente a flexión. Dicho objetivo principal queda plasmado en forma de posibles pautas de actuación y de expresiones de diseño que permitan dimensionar tales estructuras de una manera eficiente.El trabajo se centra en el estudio del comportamiento de piezas de acero inoxidable sometidas a flexión, ya que una de las funciones principales que puede exigirse al acero inoxidable es la de trabajar como material estructural de piezas flectadas. El estudio se ha enfocado, por un lado, hacia el cálculo de flechas y las correspondientes verificaciones frente al estado límite de deformabilidad y, por otro lado, hacia el estudio del comportamiento en estado límite último frente a cortante y la determinación de un mecanismo resistente que considere las peculiaridades del material acero inoxidable.Se han realizado dos campañas experimentales sobre elementos estructurales de acero inoxidable en las que se ha caracterizado el comportamiento real del material utilizado en cada ensayo y se han instrumentado las vigas para poder medir las flechas y las deformaciones que se producen en diferentes puntos de las estructuras ensayadas durante los procesos de aplicación de carga.La utilización de un modelo numérico basado en el método de los elementos finitos ha servido para proporcionar un mejor conocimiento sobre los fenómenos estudiados y poder optimizar la instrumentación utilizada durante los ensayos. El modelo numérico tiene en cuenta la ecuación constitutiva real del material, determinada experimentalmente, de modo que se pueden simular los ensayos y comparar los resultados numéricos y experimentales. Una vez validado el modelo numérico se utiliza de manera sistemática para generar una base de datossuficientemente amplia sobre la que establecer nuevas expresiones de diseño. La información proporcionada por la instrumentación en las vigas ensayadas ha permitido observar el comportamiento no lineal del acero inoxidable y alcanzar una serie de conclusiones relativas al dimensionamiento de este tipo de estructuras. Los resultados experimentales han permitido observar también que las actuales expresiones de dimensionamiento de las normativas para estructuras de acero inoxidable son muy conservadoras.Tras la realización de las campañas experimentales y la modelización de los ensayos mediante la utilización del modelo numérico se ha realizado un minucioso análisis de los resultados obtenidos y un profundo estudio del comportamiento de las estructuras ensayadas, de modo que se ha llegado a las siguientes conclusiones generales.La no linealidad de la relación tensión-deformación del material complica el cálculo preciso de flechas en elementos de acero inoxidable ya que, en general, será necesario recurrir al uso de herramientas de análisis no lineal que dificultan el diseño. El cálculo de flechas mediante la utilización de un único valor del módulo de elasticidad secante a lo largo de todo el elemento propuesto en Eurocódigo 3, Parte 1-4 (1996) tiende a sobrestimar las flechas, dandolugar a dimensionamientos conservadores frente al estado límite de deformaciones. Se propone una metodología de cálculo de flechas considerando la no linealidad del material, la cual se basa en una expresión analítica que permite obtener el diagrama momento-curvatura de una sección transversal de acero inoxidable. También se ha obtenido una expresión del módulo de elasticidad equivalente, representativo del comportamiento global de la viga, de manera que a partir de dicho valor y utilizando las expresiones habituales de cálculo lineal, se puede determinar la flecha máxima en vigas de acero inoxidable con suficiente precisión.Para el dimensionamiento a cortante de vigas de acero inoxidable es necesario tener en cuenta los aspectos diferenciales que introduce la no linealidad del diagrama tensión-deformación del acero inoxidable frente al acero al carbono. En acero inoxidable, la abolladura tiene lugar siempre dentro del régimen no lineal del material y el comportamiento postcrítico está igualmente afectado por dicha no linealidad, provocando una pérdida de capacidad resistente. Los estudios realizados en este campo han conducido a la elaboración de nuevas expresiones de diseño para la determinación de cargas críticas iniciales en chapas de acero inoxidable.Asimismo se propone un método de dimensionamiento de vigas armadas de acero inoxidable sometidas a cortante basado en el método del campo diagonal de tracciones para acero al carbono.Finalmente se plantean, resultantes de la propia evolución del conocimiento sobre el tema de estudio durante el período de experimentación y análisis, futuras líneas de trabajo en el campo del comportamiento a flexión de las estructuras de acero inoxidable. / Stainless steel elements have been increasingly used in the construction industry during the last few years, especially in architectural applications, due to its high corrosion resistance, ease of maintenance and aesthetics. The most important limiting factor restraining structural applications of stainless steel is the lack of knowledge about its resistant properties among designers. This factor has inspired researchers to explore the structural behaviour of the material and develop new design rules to exploit this material to its full potential in construction.The aim of this research work is to advance in the knowledge of stainless steel as a structural material by analysing stainless steel beams behaviour under flexural loads near service conditions and its evolution up to failure. This objective will be translated to a set of possible actuation guidelines and new expressions for the design of stainless steel structures in an efficient way.The present investigation has been focussed on the study of the behaviour of stainless steel beams under flexural loads. On the one hand, part of this study has been focussed on the deflections calculation in order to verify stainless steel structures in front of serviceability limit state. On the other hand, the second part of this work seeks to study the response of stainless steel plated girders subjected to shear load near service conditions and their evolution up to failure, in order to determine a resistant mechanism that considers stainless steel special features.Two experimental programmes on stainless steel structural elements have been developed.The actual behaviour of the material of the tested beams has been characterised and the tested elements have been instrumented in order to measure deflections and deformations at different points of the structures during the test. A numerical model based on the finite element method has been used in order to reach a deeper knowledge about the phenomenon to study and optimise the acquisition of information during the test. The numerical model considers the actual constitutive equation of the material obtained by experimental characterisation tests. Therefore, the model is able to simulate the tests and after that, a comparative analysis of both numerical and experimental results can be carried out. Once the model has been validated, it is used systematically in order to generate a data basis wide enough to establish new design guidelines.Information derived from the instrumentation of the tested beams has been provided to observe clearly the non-linear behaviour of stainless steel and to reach a set of conclusions related to the efficient design of this kind of resistant structures. Experimental results have also shown that the current design provisions for this new construction material are really conservative.After the development of the experimental campaigns and the numerical modelling of the tests, a meticulous analysis of the results and a deep study of the tested structures behaviour have been carried out reaching the following general conclusions.The material non-linearity makes more difficult the precise deflections calculation in stainless steel structural elements. In most of the cases, it will be necessary to use non-linear analysis tools. The application of the simplified method derived form Eurocode 3, Part 1-4 (1996), that considers only one value of the secant modulus of elasticity along the structural element may lead to overestimate deflections, conducing the design towards very conservative results in front of service conditions.A new methodology for deflections calculation considering the material non-linearity is proposed. It is based on an analytical expression of moment-curvature diagram for stainless steel cross-sections. Moreover, a new expression for an equivalent elastic modulus, which represents the general behaviour of the beam, is being defined. Therefore, with this new parameter and using the typical expressions of linear analysis, it is possible to determine deflections in stainless steel beams with sufficient accuracy taking into account the material non-linearity effects.In order to design structural elements subjected to shear load it is necessary to consider the actual stainless steel stress-strain relationship. In stainless steel structures shear buckling is always developed during the non-linear path and its postcritical behaviour is clearly influenced by the material non-linearity; this supposes a loss of resistant capacity. New design expressions to determine the initial shear buckling stress have been proposed as a result of the studies developed in this investigation. Moreover, a new design method to stainless steel plated girders under shear load, based on the tension field method for carbon steel structures, is presented.Finally, as a natural result in the evolution of knowledge in this item, some future works on flexural behaviour of stainless steel beams are presented.

Este trabajo tiene como principal objetivo conocer el comportamiento de los materiales compuestos como elementos estructurales de reparación y refuerzo en estructuras de hormigón. Las investigaciones se centraron en la experimentación con dos tipos de materiales compuestos; polímeros reforzados con fibras de Carbono y polímeros reforzados con fibras de Aramida.Los ensayos realizados se enfocaron específicamente en el estudio del comportamiento de los materiales compuestos como elementos de refuerzo bajo la acción de esfuerzos a cortante en elementos de hormigón.Previa a la aplicación de los materiales compuestos fue necesaria la caracterización de éstos para posteriormente, determinar su comportamiento como elemento de refuerzo. Se realizaron diversas series de ensayos en los que por una parte se aplicaron refuerzos con diferentes tipos de orientación de adherencia del material compuesto con respecto a la dirección de los esfuerzos a cortante generados en cada probeta. Por otra parte se prepararon las probetas con diferentes condiciones superficiales en la zona de cizallamiento de éstas.Una vez terminada la fase experimental se efectuó un análisis gráfico comparativo del comportamiento de cada tipo de ensayo. Después se hizo un análisis para determinar las tensiones que se transmiten a los compuestos que actúan como material de refuerzo.Las principales conclusiones estarán dirigidas a mostrar las cualidades y limitaciones de los materiales compuestos como refuerzo a cortante de elementos de hormigón, conociendo propiedades como la capacidad de carga, deformaciones, esfuerzos y tipo de fallo o colapso durante la acción de cargas. Finalmente se proponen otras posibles líneas de investigación como continuación del presente estudio. / This work has as main objective to know the behavior of the composites materials as structural elements of repair and reinforcement in concrete structures. The investigations were centered in the experimentation with two types of composites materials; polymers reinforced with fibers of Carbon and polymers reinforced with fibers of Aramida. The carried out tests were focused specifically in the study of the behavior of the composites materials as reinforcement elements under the action of shear strength in concrete elements. Previous to the application of the composites materials it was necessary the characterization of these and later on to determine the tensions that were transmitted to these materials. They were carried out diverse series of tests, where on one hand reinforcements were applied with different types of orientation of adherence of the composite material with regard to the address of the shear strength generated in each specimen. On the other hand they got ready the specimens with different superficial conditions in the area of shear of these. Once finished the experimental phase a comparative graphic analysis of the behavior of each test type was made. Then an analysis was made to determine the tensions that are transmitted to the composites that act as reinforcement material. The main conclusions will be directed to show the qualities and limitation of the composite materials as reinforcement, knowing properties like the load capacity, deformations, strength and failure type or collapse during the action of loads. Finally they intend other possible investigation lines like continuation of the present study.

Aquest treball presenta un estudi ampli sobre les estructures multicapa basades en semiconductors amorfs, en concret les formades per silici amorf hidrogenat i els aliatges d'aquest material amb carboni.El treball compren des de la tecnologia de dipòsit d'aquests nous materials fins a la sevacaracterització, tant estructural com optoelectrònica, i inclou alguna referencia a possibles aplicacions de les multicapes a dispositius.En quant a la tecnologia de dipòsit, les multicapes han estat preparades a partir de dipòsit químic en fase vapor assistit per un plasma de radiofreqüència. En el treball es descriu amb detall el sistema de dipòsit, que presenta com a trets més característics la incorporació d'un sistema de portasubstrats giratori, que permet d'obtenir les estructures multicapa evitant els transitoris del plasma durant els canvis de fase gasosa, i el control automatitzat de tot el procés de dipòsit, que permet un bon control dels gruixos i la reproduibilitat d'aquests al llarg de l'estructura.Com a pas previ a l'estudi optic i electric de les multicapes dipositades, es realitza un estudi detallat de les seves propietats estructurals amb diferents tècniques: espectroscopia de fotoelectrons induïts per raigs X, espectroscopia infraroja per transformada de Fourier, espectrometria de masses d'ions secundaris, microscopia electronica de transmissió i reflectometria de raigs X.A partir de les tècniques de caracterització estructural i composicional, es mostra la bona qualitat de les multicapes: periodicitat ben controlada i interfícies composicionalment abruptes fins a nivells de l'ordre de l0 Angstrom. Es presenten, a més, resultats interessants sobre l'esquema d'incorporació de l'hidrogen en les multicapes, mostrant que no existeixen asimetries entre les interfícies, que l'estructura multicapa no afecta sensiblement a l'incorporació de l'hidrogen, i que els aliatges de carboni poden canviar Ileugerament la seva estructura quant formen part d'una estructura multicapa, reduint la seva porositat.Les propietats optiques són estudiades mitjançant espectroscopia de transmissió optica i espectroscopia de deflexió fototèrmica, amb l'ajut d'algunes simulacions numeriques per interpretar els resultats.Amb les dues tècniques pot observar-se com existeixen variacions del gap òptic importants en les multicapes quan es redueix el gruix de les capes elementals de silici amorf a valors inferiors als 20-30 Angstrom. Aquest comportament, que ha estat atribuït repetidament a la presència d'efectes qüantics de confinament en les multicapes, és discutit, arribant a la conclusió que també podria ser degut a altres efectes de tipus estructural sense considerar els efectes quantics. Altres resultats de caracteritzacions optiques permeten d'evidenciar l'increment en el desordre dels materials a mesura que es redueix el gruix de les capes elementals.Finalment, a partir de la tècnica d'espectroscòpia de desviació fototèrmica s'arriba a acotar superiorment la densitat d'estats per interfície que presenten aquestes estructures multicapa, mostrant que aquesta és molt baixa, fet que indica la bona qualitat de les multicapes.Les propietats elèctriques en la direcció paral.lela de les estructures multicapa és estudiada mitjançant mesures de conductivitat i fotoconductivitat en funció de la temperatura. A partir dels resultats pot veure's com el silici amorf és el material dominant en la conducció.L'estudi de les energies d'activació de la conductivitat en fosc en funció del gruix de les capes de silici mostra un comportament similar al gap òptic, cosa que indica un origen comú per als dos paràmetres, que pot trobar la seva explicació tant en els efectes quàntics de confinament com en els efectes d'aliatge en les interfícies.Les variacions de fotoconductivitat observades permeten evidenciar la importancia deIs estats d'interfície per a la recombinació dels portadors fotogenerats.L'acompliment de la regla de Meyer-Neldel per les multicapes amb composició promig constant, però amb geometries diferents, mostra la possibilitat de variar les propietats elèctriques dels materials en un rang considerable sense canvis importants en les òptiques.Un altre dels resultats importants és la presencia de fotoconductivitat persistent en les multicapes, que consisteix en un estat de conductivitat entre un i dos ordres de magnitud superior a la inicial, i que pot mantenir-se durant hores, ocasionat per la il.luminació de la multicapa durant un temps breu (de l'ordre d'alguns segons).Les propietats de transport elèctric de les estructures en la direcció perpendicular són estudiades mitjançant característiques intensitat-voltatge d'estructures doble barrera, formades per una capa d'alguns Angstrom de silici amorf situada entre dues capes també molt primes d'un aliatge amb carboni de gap elevat, i, tot el conjunt, en la zona intrínseca d'una estructura n-i-n. L'anàlisi dels resultats indica la presencia d'algunes anomalies en la característica intensitat-voltatge, que en la bibliografía han estat atribuides a fenòmens de conducción ressonant per efecte túnel, encara que aquestes podrien ser degudes també a altres motius, com el canvi de mecanisrne de conducció ocasionat pels elevats camps existents.Finalment, es presenten els resultats de dos assajos d'ús de les multicapes per substituir capes de material homogeni en dispositius. S'utilitza una estructura multicapa com a fínestra per a una cèl.lula solar, i com a zona intrínseca d'un dispositiu fotodetector d'alt camp i guany òptic. / The subject of this work is the study of amorphous silicon/amorphous silicon-carbon multi-layers from several viewpoints. First, the preparation process of these new materials by plasma-assisted chemical steam deposition and some technological aspects of this technique applied to amorphous semiconductor multi-layers are treated. The experimental setup used is a conventional mono-chamber system, but provided with an automated substrate holder which allow us to remove the substrates from plasma influence during gas exchange process.The structure of multi-layers is characterized by a wide spectrum of techniques. The results show that the periodicity of the multi-layers is very good. The study of hydrogen content in these materials shows that no additional hydrogen at interfaces can be detected and that there is not any detectable asymmetry between both types of interface. The abruptness of interfaces is estimated to be about 10 Angstrom.Optical and electrical properties of the multi-layers are studied by means of optical transmission spectroscopy, photo-thermal deflection spectroscopy, parallel dark and photo-conductivity and transverse conductivity through double barrier structures.Some of the interesting effects that appear in these materials are put in evidence, as the blue shift of optical gap, the increase in activation energy in dark conductivity, the presence of persistent photoconductivity, and the presence of bumps in the intensity-voltage characteristics of double barrier structures. Several of these results can be interpreted as a consequence of quantum size effects, but other possible explanations in terms of the structural properties are proposed.Finally, the possible application of these multi-layers to amorphous silicon solar cells and high field photo-detectors are considered.

El objetivo del presente trabajo es realizar una aportación a un análisis secuencial integrado de la conducta interactiva. Esta integración contempla, por una parte, la extensión del método de retardos a los datos secuenciales concurrentes, y, por otra, la aplicación de modelos lag-lineales para el análisis de las estructuras de retardo. En cuanto a este segundo aspecto, el trabajo realizado aquí puede considerarse solamente un paso inicial. En cuanto al primero, se ha tratado de sistematizar y operativizar de forma suficiente el método de retardos para hacerlo aplicable a los datos concurrentes. Además, esta ampliación del método se ha llevado a cabo dentro de un marco conceptual inspirado en la teoría de sistemas.La aportación es básicamente metodológica. Sin embargo, existe un interés especial en estudiar el proceso de interacción materno-filial en los primates no humanos. A lo largo del trabajo se muestra la aplicación del método en el análisis de la conducta de una pareja madre-cría de chimpancés. No es nuestra intención, sin embargo, obtener resultados generalizables para esta especie sino tan sólo demostrar la viabilidad del método propuesto.En los primates no humanos la interacción materno-filial ha sido abordada muy pocas veces desde una perspectiva micro-analítica. Entre los trabajos donde sí se han llevado a cabo análisis secuenciales de las conductas de madres e hijos, se encuentran los de Bobbitt, Gourevitch, Miller y Jensen (1969), Sackett (1979), Díenske et al. (1980) y Deni, McLaughlin, Drake y Nicolich (1982). La mayor parte de las investigaciones se han basado en análisis de indicadores globales de la interacción, que en realidad caracterizan el desarrollo de la relación (en términos de Hinde) durante los primeros meses o años de vida del hijo. En este sentido, numerosos trabajos han utilizado las medidas propuestas por Hinde y White (1974) y Hinde y Herrmann (1977), medidas como la proporción de contactos iniciados por la madre o por el hijo, o el cociente entre el número de contactos intentados por el hijo y no logrados, y el número de contactos intentados y logrados, etc. Estos indicadores muestran tendencias definidas en función de la edad del hijo; en concreto, éste es cada vez más responsable de la iniciación del contacto, y la madre cada vez más responsable de la terminación. Entre otros muchos estudios, han utilizado este tipo de indicadores los de Berman (1980) y Simpson y Howe (1980).Una razón de la escasa incidencia del micro-análisis en la conducta materno-filial humana es la dificultad que supone el registro minucioso de esta conducta cuando los animales observados se encuentran en libertad o semi-libertad. Otra razón es el énfasis en el desarrollo infantil y, en suma, en el curso de la relación materno-filial; pocos trabajos en es te campo aportan información sobre la interacción, a pesar de que sus títulos incluyen ese término, y proporcionan en general descripciones globales de las conductas de la madre y del hijo. Puesto que la pareja madre-cría estudiada por nosotros se encuentra en cautividad, no existen dificultades para observar los pequeños cambios en la conducta. El análisis llevado a cabo es, por otra parte, un micro-análisis en sentido amplio en el cual la mínima duración considerada es de 1 segundo; además, como complemento al análisis secuencial se obtienen indicadores globales y de co-ocurrencia de las conductas.Corno afirma Cairns (1979b), en el estudio de la interacción en contextos naturales el investigador tiene libertad para seleccionar las variables dependientes, y esta selección está guiada por ciertas hipótesis que van surgiendo en el curso del trabajo. Las variables dependientes son en nuestro caso las conductas de los sujetos. La gran cantidad de datos obtenidos en la observación obedece a la "apertura" del investigador hacia un gran número de categorías conductuales. Cairns habla de la "tiranía de los datos" para referirse a las dificultades de interpretación que pueden surgir cuando el investigador se siente en la necesidad de analizar todos los datos recogidos en la observación (o de relacionar todas las conductas registradas). Esta "tiranía" es evitable si se establecen los filtros adecuados (Bakeman, Cairns y Appelbaum, 1979): a) categorizando adecuadamente el flujo conductual; b) re-categorizando o re-combinando las categorías irrelevantes o con baja frecuencia; y c) seleccionando hipótesis concretas. Los tres aspectos han tratado de cuidarse en este trabajo. La selección de hipótesis (no establecidas a priori, sino planteadas a lo largo de la investigación) ha guiado el análisis secuencial hacia aspectos concretos de la interacción materno-filial en los chimpancés, como las formas de agarre y sostenimiento y las conductas explícitamente dirigidas al otro. Este modo de proceder entronca con la vía inductiva propia de la etología y de la metodología observacional.

A first goal of this thesis is to contribute to the knowledge of cohomological properties of non-standard multigraded modules. In particular we study the Hilbert function of a non-standard multigraded module, the asymptotic depth of the homogeneous components of a multigraded module and the asymptotic depth of the Veronese modules. To reach our purposes, we generalize some cohomological invariants to the non-standard multigraded case and we study properties on the vanishing of local cohomology modules. In particular we study the generalized depth of a multigraded module.In chapters 2, 3 and 4, we consider multigraded rings S, finitely generated over the local ring S0 by elements of degrees g1,.,gr with gi=(g1i,.,gii,.,0) non-negative integral vectors and gii not zero for i=1,.,r. In Chapter 2, we prove that the Hilbert function of a multigraded S-module is quasi-polynomial in a cone of N^r. Moreover the Grothendieck-Serre formula is satisfied in our situation as well.In Chapter 3, using the quasi-polynomial behavior of the Hilbert function of the Koszul homology modules of a multigraded S-module M with respect to a system of generators of the maximal ideal of S0, we can prove that the depth of the homogeneous components of M is constant for degrees in a subnet of a cone of N^r defined by g1,.,gr. In some cases we can assure constant depth in all the cone. By considering the multigraded blow-up algebras associated to ideals I1,.,Ir in a Noetherian local ring (R,m), we can prove that the depth of R/I1^n1.Ir^nr is constant for n1,.,nr large enough.In Chapter 4, we study the depth of (a,b)-Veronese modules for a, b large enough. In particular we prove that in almost-standard case (i.e. the degrees of the generators are positive multiples of the canonical basis) with S0 a quotient of a regular local ring, this depth is constant for a, b in some regions of N^r. To reach this result we need a previous study about Veronese modules and about the vanishing of local cohomology modules. In particular we prove that, in the moregeneral case, if S0 is a quotient of a regular local ring, the generalized depth is invariant by taking Veronese transforms. Moreover in the almost-standard case the generalized depth coincides with the index of finite graduation of the local cohomology modules with respect to the homogeneous maximal ideal.A second goal of the thesis is the study of the depth of blow-up algebras associated to an ideal. In Chapter 5 we obtain refined versions of some conjectures on the depth of the associated graded ring of an ideal. By using certain non-standard bigraded structures, the integers that appear in Guerrieri's Conjecture and in Wang's Conjecture can be interpreted as a multiplicities of some bigraded modules. In particular we have given an answer to the question formulated by A. Guerrieri and C. Huneke in 1993. We have proved that given an m-primary ideal I in a Cohen-Macaulay local ring (R,m) of dimension d>0 with minimal reduction J, assuming that the lengths of the homogeneous components of the Valabrega-Valla module of I and J are less than or equal to 1, then the depth of the associated graded ring of I is greater than or equal to d-2.Finally, in Chapter 6, the study of the Hilbert function of certain submodules of the bigraded modules studied before, allows us to prove some cases in which the Hilbert function of an m-primary ideal in a one-dimensional Cohen-Macaulay local ring is non-decreasing. / CATALÀ: TÍTOL DE LA TESI: "Estructures Multigraduades i la Profunditat d'Àlgebres de Blow-up"TEXT DEL RESUM:Un primer objectiu d'aquesta tesi és contribuir al coneixement de propietats cohomològiques de mòduls multigraduats no-estàndard. En particular estudiem la funció de Hilbert d'un mòdul multigraduat no-estàndard, la profunditat asimptòtica de les components homogènies d'un mòdul multigraduat i la profunditat asimptòtica dels mòduls de Veronese. Per a això, generalitzem alguns invariants cohomològics en el cas multigraduat no-estàndard i estudiem propietats d'anul·lació de mòduls de cohomologia local. En particular estudiem la profunditat generalitzada d'un mòdul multigraduat.En els capítols 2, 3 i 4, considerem anells multigraduats S finitament generats sobre l'anell local S0 per elements de graus g1,...,gr amb gi=(g1i,...,gii,...,0) vectors enters no-negatius i gii no nul per a i=1,...,r. Al Capítol 2, demostrem que la funció de Hilbert d'un S-mòdul multigraduat és quasi-polinòmica en un con de N^r. A més es satisfà la fórmula de Grothendieck-Serre en la nostra situació.Al Capítol 3, utilitzant el comportament quasi-polinòmic de la funció de Hilbert dels mòduls d'homologia de Koszul d'un S-mòdul M multigraduat respecte d'un sistema de generadors de l'ideal maximal de S0, podem demostrar que la profunditat de les components homogènies de M és constant per a graus en una subxarxa d'un con de N^r definit per g1,...,gr. En alguns casos es pot assegurar profunditat constant en tot un con. Considerant els anells de blow-up multigraduats associats a ideals I1,...,Ir en un anell local Noetherià (R,m), podem demostrar que la profunditat de R/I1^n1...Ir^nr és constant per a n1,...,nr prou grans.Al Capítol 4, estudiem la profunditat dels mòduls de (a,b)-Veronese per a a,b prou grans. En particular demostrem que en el cas quasi-estàndard (i.e. amb generadors de graus múltiples positius de la base canònica) amb S0 quocient d'un anell local regular, aquesta profunditat és constant per a a,b en certes regions de N^r. Per arribar a aquest resultat ens cal un estudi previ dels mòduls de Veronese i de l'anul·lació de mòduls de cohomologia local. En particular demostrem que, en el cas més general, si S0 és quocient d'un anell local regular, la profunditat generalitzada és invariant per transformacions Veronese. A més en el cas quasi-estàndard la profunditat generalitzada coincideix amb l'índex de graduació finita dels mòduls de cohomologia local respecte de l'ideal homogeni maximal.Un segon objectiu de la tesi és l'estudi de la profunditat de les àlgebres de blow-up associades a un ideal. Al Capítol 5 s'obtenen versions refinades de conjectures sobre la profunditat de l'anell graduat associat a un ideal. Utilitzant algunes estructures bigraduades no-estàndard, es poden interpretar els enters que apareixen a la Conjectura de Guerrieri i a la Conjectura de Wang com a multiplicitats de mòduls bigraduats. En particular hem pogut donar resposta a una pregunta formulada per A. Guerrieri i C. Huneke al 1993. Hem demostrat que donat un ideal I m-primari en un anell local (R,m) Cohen-Macaulay de dimensió d>0 amb reducció minimal J, suposant que les longituds de les components homogènies del mòdul de Valabrega-Valla de I i J siguin menors o iguals que 1, aleshores la profunditat de l'anell graduat associat a I és major o igual que d-2.Finalment, al Capítol 6, l'estudi de la funció de Hilbert de certs submòduls dels mòduls bigraduats estudiats anteriorment, permet provar alguns casos en què la funció de Hilbert d'un ideal m-primari en un anell local Cohen-Macaulay de dimensió 1, és no decreixent.

A lo largo de este trabajo se ha estudiado la metodología de análisis de óxidos de silicio mediante elipsometría, la espectroscopía infrarroja y la espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS). Se han establecido las dificultades en la obtención de la información útil a partir de las medidas experimentales y se han propuesto las soluciones oportunas. Los procedimientos de cálculo diseñados se han aplicado a un amplio abanico de óxidos de silicio depositados mediante depósito químico en fase vapor a presión atmosférica (APCVD), asistido por plasma (PECVD) y a baja presión (LPCVD). Asimismo, se han calculado modelos termodinámicos basados en la minimización de la función de Gibbs para explicar la microestructura.Se han definido de manera precisa los conceptos básicos sobre estructura de los sólidos amorfos y vítreos, cuya adecuada comprensión es imprescindible para la correcta interpretación de los resultados experimentales.Describimos los efectos que las condiciones de medida y la disposición de la muestra en una geometría de capa tienen sobre los espectros de infrarrojo medidos experimentalmente, así como los errores de interpretación que pueden producir si no son corregidos convenientemente. Se presentan las dependencias de los parámetros de las bandas de infrarrojo con respecto del espesor de la capa en estudio. La conclusión de dicho análisis es que no es posible utilizar estos parámetros directamente para comparar la composición o la estructura de óxidos de espesores diferentes.Con el fin de obtener la función dieléctrica a partir de los espectros de infrarrojo hemos obtenido desarrollos hasta segundo orden del espesor para transmitancias y reflectancias de materiales depositados en capas delgadas. Estos desarrollos aproximados han demostrado ser útiles en capas de hasta 100  de espesor. Se ha implementado un procedimiento para la simulación de espectros de transmitancia y reflectancia teóricos de multicapas en cualquier conjunto de condiciones de medida. Gracias a este procedimiento es posible determinar cuáles serán las mejores condiciones de medida (polarización, ángulo de incidencia, etc.) para la detección de la banda de nuestro interés.El análisis de los procedimientos utilizados corrientemente en la literatura para obtener las constantes ópticas a partir de medidas de infrarrojo demuestra que no es posible obtener resultados precisos en la zona de frecuencias donde el material absorbe fuertemente, puesto que pequeñas variaciones en la medida experimental provocan cambios varios órdenes de magnitud superiores en las constantes ópticas. Para resolver este problema, se ha diseñado un procedimiento de ajuste global de los espectros de transmitancia y reflectancia que permite calcular la función dieléctrica del material, incluso aunque coexistan diferentes fenómenos de absorción (resonancia, portadores libres, etc.). Los procedimientos de simulación y de ajuste de espectros de infrarrojo se han implementado en una herramienta de análisis informática, llamada CAPAS, la cual permite realizar multitud de estudios de forma cómoda y eficaz.Se han analizado en detalle los procedimientos de Beer Lambert y de Brodsky Cardona para el cálculo del coeficiente de absorción a partir de medidas de infrarrojo sobre materiales depositados con geometría de capa. El estudio ha demostrado que, si bien las áreas obtenidas con ellos son proporcionales a la intensidad de oscilador de la banda (y por tanto también a la densidad de enlaces absorbentes), el factor de proporcionalidad depende del espesor de la capa y de la propia intensidad de la banda. Ello implica que no es correcto utilizar los mismos factores de conversión de áreas de bandas a concentraciones de enlaces para muestras de espesores diferentes. Se propone un procedimiento para obtener las concentraciones de enlaces Si O y las de las impurezas minoritarias como H y OH sin las incorrecciones derivadas de los efectos geométricos. Se presenta un factor de calibración general para las áreas del coeficiente de absorción, se define la intensidad de oscilador normalizada y se obtienen sus valores para las vibraciones Si O, Si H y Si OH. Además se presentan las ecuaciones que permiten calcular a partir de todo ello las concentraciones de enlaces. Se han depositado una amplia colección de óxidos de silicio mediante APCVD, LPCVD y PECVD para disponer de óxidos con características muy diversas. Se ha realizado un análisis mediante espectroscopía infrarroja (FTIR), espectroscopía de fotoelectrones (XPS) y elipsometría con todos ellos y, mediante la aplicación de los estudios precedentes, se ha determinado su composición.El modelo termodinámico de la estructura de enlaces que se ha desarrollado permite explicar la evolución de los óxidos al someterlos a un recocido a alta temperatura. El modelo predice las probabilidades de enlace del hidrógeno y del oxígeno con el silicio. Se han calculado las probabilidades de enlace del silicio, el oxígeno y el hidrógeno en nuestros óxidos. En los materiales SiOxHz con valores de z mayores que 0.2, prácticamente todo el hidrógeno se enlaza con silicio. Para valores menores que 0.2, la tendencia a enlazarse con el silicio crece rápidamente con z. El oxígeno se enlaza preferentemente con el silicio en todo el rango de concentraciones de hidrógeno presentes en nuestros óxidos. Se ha calculado la energía de la reacción de intercambio de hidrógeno entre el silicio y el oxígeno para todos los óxidos y se ha establecido su evolución con la razón estequiométrica x. Los óxidos con mayor contenido de oxígeno tienen una mayor tendencia a enlazar el hidrógeno con el silicio. La proximidad del valor de la energía a la línea que describe el comportamiento de los óxidos recocidos es un buen criterio para averiguar la estabilidad térmica de un óxido cualquiera. Los óxidos plasma PECVD no recocidos y los depositados a baja temperatura LTO muestran una estructura de enlaces cercana al modelo de enlace aleatorio y se encuentran lejos del equilibrio termodinámico debido a la falta de movilidad de las especies reaccionantes en el momento del depósito. Ello hace suponer que serán más inestables frente a posteriores tratamientos térmicos.La tendencia a la separación de fases con el recocido a alta temperatura, descrita por numerosos autores, en óxidos de silicio poco estequiométricos, es interpretada en base a un modelo termodinámico de intercambio de oxígeno entre los diversos tipos de tetraedros centrados en silicio que componen el óxido.Se han calculado las probabilidades de los diversos tipos de tetraedros ajustando medidas de la banda Si2p de XPS. Los óxidos con mayor contenido de oxígeno tienden a distribuir de forma aleatoria los oxígenos entre todos los tipos de tetraedros. A medida que disminuye el contenido de oxígeno, los tetraedros con mayor número de oxígenos tienen menor tendencia a ganar más átomos de oxígeno, lo cual implica una mayor tendencia a homogeneizar el material.Se ha determinado el valor de la energía de intercambio de oxígenos entre tetraedros. Su valor indica que todos los óxidos tienen una cierta tendencia a ser homogéneos. Sin embargo, al aumentar la temperatura, esta tendencia se debilita. Ello se manifiesta como un aumento de las probabilidades de los tetraedros con número mayor y menor de oxígenos en detrimento de los de número de oxígenos intermedio. Este comportamiento ha sido descrito por numerosos autores como una separación de fases. / The work is focused on the compositional and structural study of atmospheric pressure (APCVD), plasma enhanced (PECVD) and low pressure chemical vapour deposition (LPCVD) silicon oxides by using Ellipsometry, Infrared Spectroscopy (IR) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Evolution of spectra parameters when the film thickness, the band intensities and experimental measurement conditions vary is stated. Beer-Lambert and Brodsky-Cardona procedures are analysed and a fitting procedure is implemented in a computer analysis tool to obtain the dielectric function using a transmittance or reflectance measurement.The bond probabilities in hydrogenated silicon oxides are explained in terms of the exchange of hydrogen bonds between the silicon and oxygen atoms. In highly hydrogenated oxides, almost all the hydrogen bond to silicon atoms. When hydrogen content is low, this trend grows very quickly with hydrogen content. Oxygen atoms bond preferently to silicon however much hydrogen be present in the oxide. Nearness to the line relating hydrogen exchange reaction energy to oxygen content in annealed oxides is proposed as an excellent criteria to evaluate the thermal stability of any oxide. As deposited PECVD and LPCVD silicon oxides show bond structures near the random bonding model and are placed far from the thermodynamic equilibrium. Distribution of oxygen atoms is analysed with a thermodynamic model taking into account the exchange of oxygen atoms between the diferent types of tetrahedra. The tetrahedra probabilities are calculated from XPS measurements by using a fitting procedure. Oxides with greater oxygen content tend to a more random distribution of the oxygen between the 5 kinds of tetrahedra, leading to a less homogeneous material. The value of the reaction energy corresponding to oxygen exchange between tetrahedra is stated as a function of the oxygen content. The general trend is to homogenity, but when the annealing temperature increases, this trend is weaker. This situation has been described by many authors as a phase separation.

We have investigated several properties of semiconductor electronic nanostructures. In the first part of the thesis, within the density functional theory we have addressed the ground state and the dipolar response of quantum rings. In particular, we have considered single-quantum-ring systems and also vertically and concentrically coupled quantum rings. As parameters, we have taken both the inter-ring distance and the intensity of externally applied electric and/or magnetic fields. The calculation of the addition energies and the dipolar response has allowed us to study the evolution of these properties as a function of the mentioned parameters, and to describe as well some of the properties of double-ring systems in terms of those of the single rings, especially in the limits of small (strong coupling regime) and large (weak coupling regime) ring separations.Also, we have studied the effects of the Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions in quantum wells and wires submitted to magnetic fields. For the formers, we have not taken into account the electron-electron interaction in most of the calculations and we have employed an analytic formalism that has allowed us to obtain exact results for the electronic eigenstates and eigenenergies in some particular cases, as well as non-exact expressions obtained after doing some approximations that have turned out to be very accurate when compared with the numerically obtained results. For the quantum wires, we have employed a generalization of the local spindensity approximation that allows to treat systems with non-collinear spins (e.g. due to the spinorbit interaction) similarly as those systems in which one can define a common spin quantization axis. This way we have been able to compute the single-particle orbitals and also the conductance of the wire as a funcion of both the magnetic field and the spin-orbit coupling strengths, investigating the effects of the exchange-correlation interaction.KEY WORDS: Nanostructures, Quantum Rings, Quantum Wires, Spin-Orbit, Far-Infrared Response / Hem investigat diverses propietats de les nanoestructures electròniques de semiconductor. En primer lloc, utilitzant el formalisme de la teoria del funcional de la densitat hem estudiat l'estat fonamental i la resposta a l'infraroig llunyà d'anells quàntics. En particular, hem considerat els sistemes formats per un sol anell, i també per anells dobles acoblats verticalment i concèntricament.Com a paràmetres hem pres les distàncies de separació entre els anells, i també la intensitat d'un cert camp elèctric i/o magnètic aplicat sobre els sistemes. El càlcul de les energies d'addició i de la resposta dipolar ens ha permès observar la seva evolució en funció d'aquests paràmetres, i també descriure algunes de les propietats dels anells dobles en termes de les dels anells simples, especialment en els límits de separacions molt petites (límit d'acoblament quàntic fort) i molt grans (límit d'acoblament quàntic dèbil).Per altra banda, hem estudiat els efectes de les interaccions d'spin-òrbita de Rashba i de Dresselhaus en pous i fils quàntics sotmesos a camps magnètics. En el cas dels primers, s'ha omès en gairebé tots els càlculs la interacció electró-electró i s'ha emprat un formalisme anal.lític que ens ha permès obtenir resultats exactes pels autoestats i les autoenergies dels electrons en alguns casos particulars, i d'altres expressions no exactes obtingudes després de realitzar certes aproximacions, però que han resultat ser molt acurades en comparar-les amb els resultats numèrics. En el cas dels fils quàntics hem utilitzat una generalització de l'aproximació local d'spin que ens ha permès estudiar un sistema on els spins no són colineals degut a la presència de la interacció d'spin-òrbita de manera similar als sistemes en que sí ho són. Així hem calculat les energies monoparticulars i la conductància del fil en funció del camp magnètic i de la intensitat dels acoblaments de Rashba i de Dresselhaus, investigant els efectes de la interacció d'intercanvi-correlació.