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.

La plataforma interior del Sur de la provincia de Buenos Aires (El Rincón) es un ambiente altamente variable, escasamente conocido y de gran importancia para la región. En la presente investigación se realiza por primera vez un estudio integral del área relacionando la variabilidad climática, las características espacio-temporales de la hidrografía de la plataforma interior y sus implicancias en la vida marina y consecuentemente en la pesca como actividad económica regional. A partir del análisis de la variabilidad de las precipitaciones, balances hídricos y caudales de los principales ríos del área de estudio con relación al ENSO, se concluyó que el Niño 2002-2003 generó un período húmedo en el área de estudio. A su vez, la Niña 2007-2008 generó una fuerte sequia en esos años y mitad de 2009. El evento Niña 2007-2008 tuvo un gran impacto en la hidrografía costera del área de estudio por la disminución en las precipitaciones y en el monto total de las descargas de ríos que aportan agua dulce, nutrientes y sedimentos. La altura del oleaje de la zona costera de Monte Hermoso y Pehuén Co oscila entre 0,25 y 1 m, con períodos menores a 8 segundos. Alturas mayores a 2 m y períodos mayores a 12 segundos tienen sólo el 1 % de probabilidad de ocurrir. Estos resultados son directamente aplicables a la deriva litoral de la zona de estudio y al transporte de sedimentos. La temperatura superficial del mar osciló entre 6 °C a mediados de invierno y 23 °C en verano. La salinidad del mar es muy alta (entre ~34 y 36) como también la turbidez (entre 20 y 100 NTU). Se demostró entonces la gran influencia del estuario de Bahía Blanca en la hidrografía de la zona costera de Pehuén Co y Monte Hermoso. Se utilizaron imágenes satelitales Aqua MODIS (1 km) como herramienta para obtener datos físicos y biológicos de la zona del Rincón. Se realizó la validación del producto temperatura superficial del mar en la zona de El Rincón con datos in situ y se obtuvieron resultados precisos. Por otro lado, se determinaron las propiedades ópticas inherentes aph, bbp y adg (absorción por fitoplancton, retrodispersión por material particulado y absorción por material detrítico) como proxy de las características físico-biológicas del agua y la clorofila-a a la vez que se analizó la variabilidad inter-anual y estacional de las mismas en el período 2002-2010. El análisis de las series de tiempo demostró que la variabilidad temporal de los parámetros estuvo dominada por la señal estacional. En la zona costera aph y bbp presentaron una tendencia positiva y una fuerte variabilidad inter-anual. Finalmente, se relacionó los desembarques totales anuales de pesca en el puerto de Bahía Blanca con la variabilidad interanual de los parámetros físico-biológicos oceanográficos y atmosféricos. Se demostró que las fluctuaciones climáticas evidenciadas en el presente estudio a partir de las precipitaciones y caudales, generan cambios en la composición física del agua alterando en principio la base de la cadena trófica marina (fitoplancton) y directa o indirectamente al zooplancton y las comunidades pelágicas. / The inner shelf of the South of the Buenos Aires Province (El Rincón) is a highly variable environment, which is very important for the natural resources of the area and it remains unknown. In the present work a comprehensive study of the relationship between the climate variability, the spatial and temporal physical characteristics of the inner shelf and the impacts on the marine biology is presented for the very first time. The climate variability was analyzed by the oscillation of the precipitations, the water balances and discharge of the main rivers. It was conclude that the Niño event (2002-2003) produced a wet period in the area. On contrary, the Niña event (2007-2008) was responsible of a strong drought which continued until mid 2009. La Niña event had a major impact on the coastal hydrography of the study area because of the diminution of the precipitations and the discharge of the rivers, which provide fresh water, nutrients and sediments to the system. Most of significant wave heights of the coastal zone of Monte Hermoso and Pehuén Co ranged between 0,25 and 1 m, related to significant periods of less than 8 seconds. Wave heights of more than 2 m and periods longer than 12 seconds had only 1 % chance of occurring. These results are important to explain the littoral drift and sediment transport of the study area. Sea surface temperature oscillated between 6 °C in winter and 23 °C in summer. High values of salinity and turbidity were registered (~34 – 36, 20 – 100 NTU, respectively). The physical characteristics of the coastal hydrography of Monte Hermoso and Pehuén Co are clearly driven by the influence of the Bahia Blanca estuary plume on the study area. MODIS Aqua satellite imagery was used as a tool to obtain physical and biological data of El Rincón zone. The validation of Sea Surface Temperature product was done with in situ dataset obtaining accurate results. In addition, the inherent optical properties (IOPs) aph, bbp and adg (absorption by phytoplankton, backscattering by particulate matter, absorption by colored dissolved organic matter) and chlorophyll-a were used as a proxy to determine the spatial and temporal distribution of the physical and biological characteristics of the sea between 2002-2010. The time series analysis demonstrated that the temporal variability of the parameters was mainly produced by the seasonal signal. In the coastal zone, aph and bbp had positive tendency and a high inter annual variability. Finally, annual fish landings in the Bahía Blanca port were related to inter annual variability of the physical-biological oceanographic and atmospheric parameters. The climate fluctuations (precipitations and discharge of the rivers) produce changes in the physical composition of the water, altering the sea food web (phytoplankton) and the zooplankton and pelagic communities.

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.

In the present thesis the optical and light emission properties of two systems consisting of Tb3+ and Yb3+ doped amorphous AlOxNy thin films and Tb3+ doped polycrystalline AlN thin films were analyzed. In the two ions system, to obtain an adequate luminescent emission, commonly a significant effort must be made to find a suitable concentration of dopants and elemental composition of the host material. An interesting and highly efficient method is a combinatorial approach, allowing a high velocity screening of a wider range of properties. In the present work a combinatorial gradient based thin film libraries of amorphous AlOxNy:Yb3+, AlOxNy:Tb3+ and AlOxNy:Tb3+:Yb3+ have been prepared by radio frequency co-sputtering from more than one target. In the prepared libraries, the Tb and Yb concentration range spreads along with the oxygen to nitrogen ratio of the host matrix all over the substrate area. Concentrations ranges for each ion were established for producing high emission intensity samples, along with an analysis of the light emission features of Yb3+ ions with Tb3+ ions as sensitizers for cooperative down conversion process. Using different annealing temperatures the activation energy of the rare earth ions and thermal-induced activation mechanisms are evaluated. Here we show that the different oxygen to nitrogen ratios in the host composition affect the light emission intensity. According to experimental results, there is a strong enhancement of the Yb3+ related emission intensity over the Tb3+ emission in codoped films with Tb:Yb concentration ratios near to 1:2, at 850°C. Thus, suggesting the sensitization of Tb3+ ions through an AlOxNy matrix and the cooperative energy transfer between Tb3+ and Yb3+ ions as the driven mechanism for down conversion process with promising applications in silicon solar cells. At the end of this first part, the optimal elemental composition and optimal annealing temperature in the investigated ranges to achieve the highest Yb3+ emission intensity upon sensitization of Tb3+ ions is reported. The second system studied consists of Tb3+ doped AlN layers prepared by reactive magnetron sputtering and analyzed using the conventional one at a time approach. In this work, two types of thermal treatments have been applied: substrate heating during deposition of the films and post deposition rapid thermal annealing, with varying temperature from non intentional heating up to 600°C. The composition, morphology and crystalline structure of the films under different thermal processes and temperatures were investigated along with their optical and light emission properties, with the aim of maximizing the Tb3+ emission intensity. The polycrystalline nature of the films was confirmed by X-ray diffraction under grazing incidence, and the influence of substrate temperature on the crystalline structure was reported. Atomic force microscopy and scanning electron microscopy has revealed the smooth grainy surface quality of the AlN:Tb3+ films. The highest Tb3+ photoluminescence emission intensity was achieved in the film treated with rapid thermal annealing process. For a more detailed study of the post deposition annealing treatments, temperature was further increased up to 900°C, and the influence of annealing temperature on the emission properties was investigated by photoluminescence and photoluminescence decay measurements. An increase in the photoluminescence intensity and photoluminescence decay time was observed upon annealing for the main transition of Tb3+ ions at 545 nm, which was attributed to a decrease of non radiative recombination and increase of the population of excited Tb3+ ions upon annealing. Additionally, using the characterized films as active layer, direct current and alternate current thin film electroluminescence devices were designed and investigated.