Maria de la Paz Guerrero Lebrero

La reduccion en las dimensiones caracteristicas de los dispositivos semiconductores, asi como la utilizacion de elementos nanoestructurados para su construccion, estan permitiendo no solo una mejora en la potencia de calculo y capacidad de almacenamiento de los microprocesadores, sino la investigacion de nuevos materiales que intervienen en la construccion de dispositivos muy diversos y fiables, como laseres, diodos emisores de luz, celulas solares, catalizadores de alta eficiencia, transistores, diodos y puertas logicas construidos con nanohilos semiconductores, cristales fotonicos cuyas propiedades exclusivas permiten que se puedan emplear en dispositivos mas rapidos y eficaces para telecomunicaciones fotonicas y computacion optica, etc. Debido a la necesidad de disponer de herramientas para la caracterizacion y analisis de defectos, mediciones en la rugosidad superficial, caracterizacion de objetos enterrados, etc. esta miniaturizacion supone un importante desafio. El presente trabajo de investigacion permite una aproximacion a este problema desde diversos campos del conocimiento. Por un lado el de la Ingenieria Informatica, y por otro el de las Ciencias e Ingenieria de los Materiales. El desarrollo de tecnicas de analisis, simulacion y reconstruccion aplicadas a las ciencias de los materiales junto con el uso de la computacion avanzada y las tecnicas de paralelizacion, pueden facilitar, y en algunos casos incluso sustituir, la realizacion de experimentos que pueden ser muy costosos en tiempo y esfuerzo, o incluso imposibles por la falta del equipamiento necesario. La presente tesis doctoral pretende contribuir en el desarrollo de tecnicas de extraccion de informacion cuantitativa de materiales nanoestructurados en 3D, especialmente en la caracterizacion de su forma, tamano y composicion. Para ello se ha desarrollado una metodologia que incluye el efecto de la incoherencia espacial en la simulacion de imagenes de microscopia electronica, lo que reduce enormemente las diferencias en el contraste respecto a las imagenes experimentales. Se ha realizado un estudio del comportamiento de la sonda a medida que atraviesa el material y como se puede utilizar para reducir el efecto de Channeling. Se propone una alternativa, la tecnica SCEM, desarrollando un simulador de imagenes de dicha tecnica. Aun conociendo las debilidades de la obtencion de informacion cuantitativa en tres dimensiones utilizando series focales de HAADF ?STEM, se ha utilizado esta tecnica para caracterizar la estructura de las dislocaciones de helice en materiales semiconductores del tipo III ? V. Las necesidades surgidas a lo largo de esta tesis han motivado el desarrollo de numerosos paquetes de software complementario, tanto para el modelado y la simulacion de nanoestructuras como para el analisis de imagenes de microscopia electronica. Podriamos citar entre otros: El software Peaks Pairs Analysis® para calculos de strain mapping. El uso de Comsol Multiphysics® , junto a la herramienta MATLAB para la realizacion de calculos FEM exportando la solucion de minimizacion obtenida y realizando un mapeado cristalino. Para ello conociendo el campo de desplazamiento (?x,?y,?z), es posible mapear una estructura cristalina (xi, yi y zi) de atomos de numero atomico Zi en el interior del solido estudiado y obtener las coordenadas atomicas del material relajado (xi+ ?xi yi+ ?yi y zi+ ?zi). El plug-in de DigitalMicrograph qHAADF® para analisis cuantitativo. Las aportaciones desarrolladas en esta tesis permiten ahondar en el conocimiento de la relacion existente entre las estructuras, propiedades, procesado y aplicacion de materiales semiconductores, garantizando la mejora del control y por tanto, de la funcionalidad de los dispositivos nanocuanticos derivados de los mismos. Las metodologias desarrolladas se basan en la utilizacion de la computacion intensiva para el analisis, modelado y simulacion de materiales a escala atomica y supone una alternativa factible respecto a las tecnicas existentes. El desarrollo propuesto permite el analisis de las imagenes procedentes de microscopios electronicos de alta resolucion, el modelado del material, la generacion de imagenes simuladas a partir del modelo y extraccion de informacion cuantitativa de las imagenes. Asi pues, el estudio de caracterizacion de materiales queda soportado por los estudios de simulacion y tecnicas de analisis de imagenes que permitiran presentar caracteristicas adecuadas para proponer la fabricacion de dispositivos optimizados. Entre otros dispositivos en cuya fabricacion y funcion se pueden introducir mejoras, cabe mencionar los laseres para telecomunicaciones, laseres para aplicaciones medicas, por ejemplo en cirugia, laseres y diodos emisores de luz en el azul y ultravioleta con aplicaciones en el almacenamiento de informacion y en iluminacion, y celulas solares basadas en semiconductores auto-ensamblados. Ademas, la simulacion permitira predecir los cambios en el comportamiento de…

Nowadays, despite the huge amount of digitized information, the biggest drawback to use machine learning in text mining is the lack of availability of a set of tagged data due to mainly, that it requires a great user effort that it is not always viable. In this paper, with the aim of reducing the great workload required to manually processing the contents of large volumes of documents, we present a methodology based on probabilistic inference and active learning to label documents in Spanish using a semi-supervised approach. First, a vector representation of the documents is generated, and then an interactive learning process to apply both, automatic and manual labeling is proposed. To evaluate the accuracy of the predictions and the efficiency of the methodology, different configurations regarding the automatic and manual labeling processes have been studied. The proposed methodology reduces the need for a large corpus of manually labeled texts by introducing a self-labeling process during training. We have shown that both tagging approaches can be combined maintaining accuracy and reducing user intervention.

In this paper, the concept of homogeneity is defined, from a topological perspective, in order to analyze how uniform is the material composition in 2D electron microscopy images. Topological multiresolution parameters are taken into account to obtain better results than classical techniques.