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Proyecto de mejora de la sostenibilidad del Campo de Golf de San Miguel de Abona, realizado por Isaac M. Hernández Álvarez en el contexto académico correspondiente a los estudios de Economía y Empresa / Turismo de la UOC. El Desarrollo Sostenible tiene por objeto sensibilizar a los ciudadanos, ante los aspectos que hacen a la sostenibilidad de un destino o empresas (en este caso turísticos) en sus tres vértices económico, socio-cultural y medioambiental, y al mismo tiempo dotarlos de las herramientas adecuadas para optimizar la sostenibilidad en todos sus proyectos. Projecte de millora de la sostenibilitat del Camp de Golf de San Miguel de Abona, realitzat per Isaac M. Hernández Álvarez en el context acadèmic corresponent als estudis d'Economia i Empresa / Turisme de la UOC. El Desenvolupament Sostenible té per objecte sensibilitzar els ciutadans, davant els aspectes que fan a la sostenibilitat d'una destinació o empreses (en aquest cas turístics) en els seus tres vèrtexs econòmic, sociocultural i mediambiental, i alhora dotar-los de les eines adequades per optimitzar la sostenibilitat en tots els seus projectes. Sustainable Improvement Project for the Golf San Miguel de Abona, by Isaac M. Hernández Álvarez in the academic context of the UOC's Economics and Business/Tourism studies. Sustainable Development aims to raise public awareness, to the aspects related to the sustainability of destinations or tourism companies in its Economic, Socio-Cultural and Environmental facets, and at the same time providing them the appropriate tools to optimize the sustainability of all their projects.

Los potenciales evocados auditivos (PEA) son una serie de ondas de voltaje que se registran mediante técnicas de electroencefalografía, y se utilizan en aplicaciones clínicas y de investigación para estudiar de manera no invasiva la actividad neuronal de la vía auditiva. El objetivo de esta tesis doctoral consiste en el desarrollo de nuevas técnicas de registro de PEA que [Objetivo 1] mejoren la detección de respuesta neuronal por parte de un evaluador experimentado—un proceso crítico en la correcta interpretación clínica de estas señales, y [Objetivo 2] proporcionen nuevos indicadores de audición binaural— procesos que juegan un papel fundamental para la comunicación en ambientes ruidosos. Con respecto al primer objetivo, los potenciales evocados auditivos del tronco cerebral (PEATC) se usan con frecuencia como método para determinar el umbral auditivo en la práctica clínica diaria, sobre todo en niños o pacientes no colaboradores. Sin embargo, el tiempo de realización de esta prueba es sustancial, pues la vía auditiva se estimula con distintas intensidades de forma secuencial hasta obtener el umbral auditivo, lo cual repercute en ineficiencias en la práctica clínica. En esta tesis se ha desarrollado una nueva metodología para la obtención del registro de PEATC basada en estimulación aleatorizada en intensidad o RSL (por sus siglas en inglés, randomized stimulation level) en la que el nivel del estímulo está aleatorizado. Esta nueva forma de estimulación permite al evaluador visualizar los PEATC obtenidos a distintas intensidades desde el comienzo de la sesión, lo cual acelera la detección de respuesta neuronal y la identificación de las componentes. Además, este estudio ha demostrado que los sujetos de evaluación perciben mayor confort auditivo con el estímulo RSL propuesto. Esto es de gran importancia para el éxito de la exploración audiológica especialmente en niños, porque es fundamental que el paciente se encuentre inmóvil durante la prueba para evitar artefactos en el registro. Con respecto al segundo objetivo, esta tesis presenta una nueva metodología de registro de actividad binaural mediante una respuesta transiente a las diferencias interaurales de tiempo o ITD (por sus siglas en inglés, interaural time differences). La audición binaural se define como la capacidad para integrar los estímulos auditivos de los dos oídos, permitiendo localizar las distintas fuentes sonoras y mejorar la inteligibilidad de la voz en ambientes ruidosos. La nueva metodología propuesta en esta tesis doctoral proporciona una respuesta transiente sensible a cambios en ITD que se caracteriza por ser reproducible entre los diferentes sujetos y porque permite localizar los centros generadores de la misma en la vía auditiva, lo cual tiene gran relevancia para futuras aplicaciones clínicas. Esta tesis doctoral presenta de manera detallada las distintas metodologías empleadas, la descripción de las técnicas y los procedimientos desarrollados durante la investigación, incluyendo abundante material suplementario. Por último, se discuten los resultados obtenidos en los experimentos y la relevancia de las conclusiones de este trabajo., Tesis Univ. Granada., PID2020-119073GB-I00, Ministerio de Ciencia e Innovación, B-TIC-382-UGR20, Programa Operativo FEDER Andalucía 2014-2020, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Historically, active materials in photonic integrated circuits (PICs) have been implemented using III-V semiconductors, glasses, and ferroelectrics doped with rare-earth ions. However, there is a low-cost alternative based on (nano)materials synthesized using colloidal chemistry techniques. Their use in colloidal suspensions allows for the easy integration into any optical architecture via coating or printing techniques. The structure of perovskite nanocrystals (PNCs) are compounds with general formula ABX3, being A an inorganic or organic bulky cation, B a metal cation such as Pb2+ or Sn2+ and X the halide anion. In this context, all inorganic CsPbX3 (with X = Cl, Br, I) PNCs have recently emerged as an outstanding material with fascinating optical properties, such as a high absorption efficiency, a quantum yield of emission exceeding 90% at room temperature, a tunable band gap depending on chemical composition or size and shape tuning, and high nonlinear optical coefficients. A remarkable point of the CsPbX3 PNCs is the tuning of their band gap, and consequently of their light emission spectrum, by modifying the composition of the halide anion (X): their peak wavelength is observed at around 400 nm (near UV), 510 nm (green) and 680 nm (deep red) for X = Cl, Br and I, respectively, in addition to the ClxBryI1-x-y combinations with 0≤x, y≤1. Moreover, light emission of these PNCs is characterized by high color purity, with PL Full Width at Half Maximum (FWHM) as low as 20 nm for CsPbBr3(green emission) and less than 15 nm for those of CsPbCl3 (emission in blue-violet). In light of these considerations, the goal of this Ph.D. thesis is to fully reveal the significance of PNCs as an active material for photonics and quantum technologies, from both a fundamental and an application standpoint. For the first research objective within that goal, it is mandatory to examine all physical mechanisms responsible for spontaneous emission in PNCs. In the first step, single PNC samples are analyzed as basic building blocks from which more sophisticated architectures can be built. Controlling emitted light in single PNCs and fully characterizing its dependence on excitation fluence, temperature, and ambient conditions, as well as its dynamics, is a major step forward. Once the optimal conditions for PNCs are established, the PNCs can be used to grow super-crystals (SCs) to study super-fluorescence (SF) coherent light and cavity modes within SCs in the second step. The thermal decoherence of this SF will be the next step to be studied, because it is necessary to get coherent light from low to room temperature (RT) for use in photonics and quantum devices. All these results provide novel knowledge on the possible use of cesium lead halide PNCs as an active material and can pave the road for new quantum photonic devices based on PNCs. A second objective is focused on the applications of these PNCs in photonics. Particularly, Hyperbolic metamaterials (HMMs) have recently grasped much attention because they possess the ability for broadband manipulation of the photon density of states and sub-wavelength light confinement. These exceptional properties arise due to the excitation of electromagnetic states with high momentum (high-k modes). Accordingly, HMMs are properly designed, simulated, and fabricated as a fantastic photonic structure able to control the spontaneous emission rate (to achieve Purcell enhancement) of lead halide PNCs deposited on the top. Finally, in order to overcome the PL intensity reduction of the emitters deposited on top of the HMM structures caused by the coupling of perovskite emitters to the HMM modes, due to preferential emission of light into the high-k HMM modes, these HMM structures were modified by light scattering centers. The modifying strategy is easily implemented by dispersing spherical dielectric Mie scatterers onto the HMM/PMMA substrate at the same time. In light of the above-written results, this Ph.D. thesis suggests that colloidal PNCs are promising candidates for opening the way for a new generation of quantum and photonic applications and devices.

Tradicionalmente, la implementación de materiales activos en circuitos fotónicos integrados se ha basado en la utilización de semiconductores III-V y vidrios y materiales ferroeléctricos dopados con iones de tierras raras. Sin embargo, en la actualidad existe una alternativa basada en (nano) materiales sintetizados por técnicas de química coloidal. La posibilidad de procesar nanomateriales en solución permite fabricar semiconductores con propiedades ópticas (emisión, absorción, dispersión de luz) que pueden diseñarse durante la síntesis. Además, su naturaleza coloidal permite integrarlas en cualquier arquitectura óptica mediante sencillas técnicas de impresión en tinta. En este contexto, los nanocristales de perovskita (PNC, del inglés perovskite nanocrystals) totalmente inorgánicos, con estructura CsPbX3 (X = Cl, Br, I), han surgido recientemente y poseen fascinantes propiedades ópticas incluyendo: una alta eficiencia de absorción, un rendimiento cuántico de emisión superior al 90% a temperatura ambiente, banda prohibida sintonizable dependiendo de la composición química y altos coeficientes ópticos no lineales. Este conjunto de fascinantes propiedades ópticas abre perspectivas interesantes para el desarrollo de aplicaciones dentro del marco de la fotónica integrada. Es en este perímetro donde se ubica la presente tesis doctoral, en el uso de los PNCs como material activo para la optoelectrónica, abarcando en su estudio tanto el punto de vista de la ciencia fundamental como el de las aplicaciones. Un primer objetivo abordado en la tesis implicó la fabricación de fotodetectores basados en PNCs tratados por un procedimiento químico de reemplazo de ligando que permitió mejorar la intermovilidad de los portadores de carga entre nanocristales. Este primer proyecto estableció la tecnología para ensamblar los nanocristales en forma de compactas películas delgadas, un paso necesario para la construcción de los dispositivos optoelectrónicos basados en nanotintas de PNCs. Un segundo objetivo se centró en la física fundamental responsable de la generación de ganancia óptica en los PNCs. Este estudio permitió determinar los mecanismos físicos involucrados, así como establecer el papel de las diferentes especies excitónicas, para explicar la emisión estimulada en estas nanopartículas. En particular, los resultados contenidos en la tesis demuestran que la emisión espontánea amplificada (ASE) en estos materiales se produce debido a la recombinación individual de los excitones y que el umbral de ganancia óptica está determinado solo por las pérdidas ópticas. En consonancia con esta investigación, se fabricó y caracterizó un novedoso tipo de dispositivo amplificador en fibra de núcleo hueco que contiene los PNCs en su interior. Este dispositivo muestra ganancia óptica sin umbral a temperatura ambiente debida a efectos ópticos no lineales. Finalmente, se integraron capas de PNCs en una estructura de guía de ondas diseñada para mejorar la generación de fotoluminiscencia (PL). En concreto, se eligió esta configuración para estudiar la propagación del flujo secundario de fotones resultante de la reabsorción de la PL. Este efecto, normalmente conocido como el reciclaje de fotones, da lugar a un corrimiento espectral al rojo y a un aumento en el tiempo medio de propagación de los de los fotones que se extraen de la guía de ondas. Esto tiene implicaciones importantes en el rendimiento de las células solares, y diodos emisores de luz, entre otros dispositivos optoelectrónicos. Teniendo en cuenta los resultados mencionados, esta tesis doctoral concluye que los PNCs coloidales son candidatos prometedores para su uso como material activo en la siguiente generación de dispositivos optoelectrónicos. Traditionally, the implementation of active materials in photonic integrated circuits (PICs) has been developed by using III-V semiconductors and glasses and ferroelectrics doped by rare earth ions. However, there is a cost-efficient alternative based on (nano)materials synthetized by colloidal chemistry techniques. The fabrication of solution-processed nanomaterials provides semiconductors with tailor-made optical properties (light emission, absorption, scattering, bandgap) that can be engineered during the synthesis. In addition, their colloidal nature allows a straightforward integration into any optical architecture by coating or printing techniques. In this context, all-inorganic CsPbX3 (with X = Cl, Br, I) perovskite nanocrystals (PNCs) have recently emerged as an outstanding material with fascinating optical properties, including a high efficiency of absorption, a quantum yield of emission exceeding 90 % at room temperature, a tunable band gap depending on chemical composition—or size and shape tuning—, and high nonlinear optical coefficients. Considering the aforementioned background, the project of this Ph.D. Thesis intends to harness the potential of PNCs as an active material for optoelectronics, from both the point of view of the fundamental science and the applications. A first research objective involves the fabrication of PNC-based photodetectors enhanced by a solid-state ligand-exchange procedure that yields a superior device performance via increased inter-mobility between the PNCs. In this first step, the technology to assemble bulk nanomaterials (thin films) from PNC building blocks is stablished. A second objective is focused on the fundamental physics behind the generation of optical gain in PNCs. This study allows to determine the physical mechanisms involved, and also to stablish the role of different excitonic species, to explain the stimulated emission in these nanocrystals. In particular, the presented investigations demonstrate that the amplified spontaneous emission (ASE) in these materials is generated by the recombination of single excitons, and that the threshold of optical gain is determined only by optical losses. In line with this research, a novel all-fiber hollow-core amplification device, prepared by filling the fiber with PNCs, is properly fabricated and characterized. This device demonstrates a thresholdless gain effect at room temperature that can be attributed to a third order non-linear optical mechanism achieved by strong modal confinement. Finally, in order to further exploit the modal confinement strategy, layers of PNCs are integrated in a waveguide structure that was properly designed to enhance the generation of photoluminescence (PL) when the structure is optically pumped. In particular, this configuration was chosen to study the propagation of the secondary flow of photons resulting from the reabsorption of the PL. This effect, the photon recycling, results in spectral redshift and increased lifetimes for the photons extracted from the output of the waveguide. The photon recycling effect has important implications in the performance of solar cells, light-emitting diodes, among other optoelectronic devices. Considering the aforementioned results, this Ph. D. Thesis concludes that colloidal PNCs are promising candidates to pave the road towards a new generation of active optoelectronic devices.