Escola de Doctorat

Data de lectura: 07/05/2024

• DÍEZ MÉRIDA, JAIME: Probing Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene with Gate Defined homo-Junctions
  
  Autor/a: DÍEZ MÉRIDA, JAIME
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 09/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: EFETOV, DMITRI | LEWENSTEIN, MACIEJ
  Tribunal:
       PRESIDENT: WEITZ, THOMAS
       SECRETARI: RUBIO VERDÚ, CARMEN
       VOCAL: RIBEIRO PALAU, REBECA LISSETTE
  Resum de tesi: L'any 2018, seguint una predicció teòrica de 2011, es va descobrir que apilar dues capes de grafè amb un angle relatiu de 1.1° entre elles, condueix a múltiples propietats noves. A aquest anomenat angle màgic, l'estructura de bandes electròniques del material es reconstrueix, creant una estreta banda plana en el nivell de Fermi. La formació d'una banda plana poten\c{c}a les interaccions electròniques, donant lloc a l'emergència d'estats de la matèria no presents a les capes originals de grafè, incloent aïllants correlacionats, superconductivitat, ferromagnetisme i estats topològics no triviales. La comprensió de l'origen d'aquests estats correlacionats podria ajudar a desxifrar la física de sistemes amb bandes planes altament correlacionades, la qual cosa podria proporcionar importants desenvolupaments tecnològics.L'objectiu principal d'aquesta tesi és estudiar el grafè girat a l'angle màgic (MATBG, per les seves sigles en anglès) mitjançant la creació d'unions de Josephson monolítiques definides per portes elèctriques. Aprofitant el ric espai de fase del material, podem crear una unió de Josephson ajustant de manera independent el superconductor i l'estat de la connexió feble. Estudiar l'efecte Josephson és un primer pas cap a la comprensió de propietats fonamentals d'un superconductor, com el seu paràmetre d'ordre.En primer lloc, hem optimitzat la fabricació d'aquestes unions definides per portes elèctriques creades amb materials de van der Waals. Hem creat dispositius de MATBG encapsulats en hBN amb doble porta de grafit, on la porta superior es divideix en dues parts mitjançant tècniques de nanolitografia. D'aquesta manera, es poden controlar de manera independent les tres regions de la unió de Josephson (superconductor, connexió feble i superconductor). Posteriorment, hem estudiat les unions de Josephson definides per portes mitjançant tècniques de transport a baixa temperatura. Després de demostrar l'efecte Josephson en els dispositius fabricats, ens centrem en el comportament detallat d'una d'aquestes unions.Hem observat un comportament no convencional quan la connexió feble de la unió es col·loca a prop de l'aïllant correlacionat a mig omplert de la banda plana de forats. Hem observat un patró de Fraunhofer amb un desplaçament de fase i una pronunciada histèriesi magnètica, característica de les unions de Josephson magnètiques. Per comprendre l'origen dels senyals, hem realitzat una anàlisi de Fourier de la distribució de corrent crítica, així com un càlcul d'enllaç fort d'una unió de Josephson en MATBG. Els nostres càlculs teòrics amb un estat polaritzat en una vall com a connexió feble poden explicar les principals característiques observades a l'experiment. Finalment, la combinació de la magnetització i el seu canvi de magnetització induït per corrent, ens ha permès realitzar un diode superconductor programable a zero camp magnètic.Finalment, hem demostrat la flexibilitat d'aquests dispositius en estudiar una unió p-n de MATBG sota il·luminació. Hem estudiat la dinàmica de relaxació d'electrons calents mitjançant mesures de fotovoltatge en temps i freqüència. Les mesures han revelat un refredament ultra ràpid en MATBG en comparació amb el grafè bicapa de tipus Bernal a baixes temperatures. Aquest ràpid refredament al MATBG es pot explicar per la presència del patró de moiré i la corresponent minizona de Brillouin.En resum, hem demostrat que integrant diversos estats de MATBG dins d'un sol dispositiu, podem obtenir una comprensió més profunda de les propietats del sistema i podem dissenyar estructures híbrides innovadores i complexes, com unions de Josephson magnètiques i diodes superconductors.
  

• NÚÑEZ CORBACHO, MARC: Aerodynamic shape optimization under uncertainties using embedded methods and adjoint techniques
  
  Autor/a: NÚÑEZ CORBACHO, MARC
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA CIVIL
  Departament: Escola Tècnica Superior d'Enginyers de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 09/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: ROSSI BERNECOLI, RICCARDO | BAIGES AZNAR, JOAN
  Tribunal:
       PRESIDENT: LEHMKUHL BARBA, ORIOL
       SECRETARI: MARTINEZ FRUTOS, JESUS
       VOCAL: RICCHIUTO, MARIO
  Resum de tesi: Aquesta tesi es centra en el desenvolupament de mètodes numèrics per a la solució de problemes d'optimització de forma sota incerteses, per a cossos sota l'acció de forces aerodinàmiques. La solució del flux es realitza amb mètodes d'elements finits utilitzant les hipòtesis de flux potencial amb geometries embegudes, on la geometria es defineix de manera implícita. El problema d'optimització es resol combinant diferents eines de paquets de programari per a obtenir la solució del flux, avançar en el bucle d'optimització i quantificar les incerteses.La primera contribució de la tesi és el desenvolupament d'un enfocament totalment embegut per a la solució del flux potencial. Atès que el flux potencial assumeix la hipòtesi que el flux no és viscós, la solució d'aquesta mena de problemes requereix la definició d'una discontinuïtat en el domini per a poder modelar la sustentació que genera li geometria, que es correspon amb el deixant generat pel cos. Sobre la base de treballs previs on la discontinuïtat es defineix en el domini de manera implícita, aquest treball també considera la geometria com un cos embegut. Per a assegurar una bona representació de la geometria, la malla es refina amb mètodes adaptatius. La condició de Kutta es força amb termes numèrics. El mètode s'ha validat per a dues i tres dimensions per a fluxos tant subsònics com transsònics utilitzant diferents resultats de referència.Una altra de les contribucions de la tesi és el desenvolupament del problema adjunt per al flux subsònic potencial amb geometries embegudes en dues dimensions, amb la condició d'obtenir les sensitivitats d'una funció objectiu que depèn de la solució del flux potencial. Cada coordenada que defineix el cos d'estudi es considera un paràmetre de disseny en el problema adjunt. Les sensitivitats respecte als paràmetres de disseny es validen amb les sensitivitats obtingudes per diferències finites. Amb aquestes sensitivitats, es resol un problema d'optimització de forma, on el coeficient de sustentació es maximitza amb una sèrie de restriccions geomètriques.El problema d'optimització amb geometries embegudes s'estén per a la consideració d'incerteses en les condicions d'entrada del problema. El problema es reformula després de triar una mesura de risc que es desitja minimitzar. Les sensitivitats del problema adjunt s'adapten per al problema estocàstic, on es considera la contribució de la mesura de risc seleccionada, el Conditional Value-at-risk. L'estimació de la mesura de risc es realitza gràcies a una llibreria externa per a la quantificació d'incerteses, utilitzant un nous mètode de Montecarlo per a estimar el Conditional Value-at-risk. El cas estocàstic es resol en un supercomputador, on per a cada pas del problema d'optimització es desplega tota una jerarquia de mostres de Montecarlo per a estimar la funció objectiu i els seus gradients.
  

• ZHANG, ZHIHUI: Linking architecture and emotions: sensory dynamics and methodological innovations
  
  Autor/a: ZHANG, ZHIHUI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: PATRIMONI ARQUITECTÒNIC, CIVIL, URBANÍSTIC I REHABILITACIÓ DE CONSTRUCCIONS EXISTENTS
  Departament: (RA)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 25/03/2024
  Data de lectura: 07/05/2024
  Hora de lectura: 11:30
  Lloc de lectura: Sala de Graus ETSAB. Planta Baixa (E.T.S. Arquitectura de Barcelona)
  Director/a de tesi: FORT MIR, JOSEP MARIA | GIMÉNEZ MATEU, LUIS
  Tribunal:
       PRESIDENT: FONSECA ESCUDERO, DAVID
       SECRETARI: NAVARRO DELGADO, ISIDRO
       VOCAL: VENTURA RODÀ, ORIOL
  Resum de tesi: Aquest estudi aprofundeix en la complexa relació entre el camp de l'arquitectura i les emocions humanes, amb l'objectiu de cobrir un buit significatiu en la investigació existent. Explora àmpliament l'impacte profund d'elements de disseny arquitectònic, com ara la il·luminació, els esquemes de colors i la integració de paisatges naturals, en les respostes emocionals. Aquesta recerca va més enllà dels enfocaments tradicionals en estètica i sostenibilitat, esforçant-se per innovar en mètodes per avaluar l'impacte emocional dels espais arquitectònics.En aquest estudi, s'adopta una ruta tecnològica que va des del laboratori fins a la realitat virtual i, finalment, a la intel·ligència artificial, combinant anàlisi teòric amb experiments pràctics i estudis de cas. La recerca principal inclou l'examen dels efectes de les variacions de la il·luminació i les dimensions espacials en les emocions de les persones, així com l'aplicació de la tecnologia de reconeixement facial d'emocions en entorns arquitectònics de realitat virtual, explorant les capacitats perceptives de la IA com a eina en el disseny arquitectònic. Aquests estudis busquen reduir la bretxa entre la recerca teòrica i l'aplicació pràctica, proporcionant noves perspectives i dades empíriques per al camp del disseny arquitectònic.L'estudi conclou amb una reflexió sobre les metodologies utilitzades i les seves implicacions més àmplies per a la pràctica del disseny arquitectònic. Ofereix estratègies específiques per a arquitectes i dissenyadors, destinades a crear espais que ressonin emocionalment i afegeixin un valor substancial a les experiències humanes. En prioritzar els factors emocionals en el procés de disseny, aquesta recerca busca millorar la qualitat general de vida i promoure el benestar en espais arquitectònics dissenyats amb cura.
  

Data de lectura: 08/05/2024

• ALONSO ALONSO, JESUS: Dynamic Terrain Modeling
  
  Autor/a: ALONSO ALONSO, JESUS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: COMPUTACIÓ
  Departament: Departament de Ciències de la Computació (CS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 18/03/2024
  Data de lectura: 08/05/2024
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: Sala de Teleensenyament del 'ETSETB, edifici B3, Barcelona Diagonal NORD
  Director/a de tesi: JOAN ARINYO, ROBERT
  Tribunal:
       PRESIDENT: CHOVER, MIGUEL
       SECRETARI: ARGUDO MEDRANO, OSCAR
       VOCAL: BOSCH GELI, CARLES
  Resum de tesi: Aquest treball explora tècniques de modelatge de terrenys que proporcionen una experiència integral en termes de representació gràfica, interacció física i actualització dinàmica en temps real. En particular, el nostre focus gira entorn a la creació d'un sistema capaç de: 1) capturar qualsevol característica possible que trobem en els terrenys, 2) mantenir un precís nivell de detall, 3) oferir renderització i navegació en temps real, 4) incloure l'opció de realitzar actualitzacions dinàmiques en temps real, i 5) suportar interaccions físiques d'entitats també en temps real.Un cop revisats els models anteriors existents a l'estat de l'art, es proposen dos models que prenen un model digital d'elevació com a estructura base. El primer segueix una estratègia en la qual mimetitzem els esdeveniments geotectònics que trobem a la natura. El segon utilitza un enfocament d'escultura amb poliedres convexos com a eina de tall. Amb aquesta finalitat, es presenten diversos treballs.Mentre que la primera opció introdueix alguns avantatges amb limitacions, la segona opció és una proposta que compleix amb els cinc requisits requerits. D'una banda, pot modelar túnels, coves i voladissos, i les característiques del terreny es poden capturar amb una precisió a nivell de píxel. D'altra banda, no és demandant pel que fa a requisits de processament i emmagatzematge i ofereix escalabilitat. Finalment, la renderització, la interacció física i les actualitzacions dinàmiques es poden realitzar en temps real.Com a resultat, aquest treball representa una contribució significativa, oferint una solució integral capaç d'abordar els aspectes més desafiants del modelatge de terrenys dinàmics. El nostre enfocament introdueix un nou model de terreny que compren diverses estructures de dades i una sèrie d'algoritmes dissenyats per capturar una àmplia gamma de formacions de terreny amb precisió. Una escena composta per desenes de milions de triangles pot ser actualitzada contínuament fins al punt de simular un terreny completament devastat, renderitzat i sotmès a càlculs de física en temps real que involucren desenes de milers d'entitats físiques. El model proposat té un gran potencial per a aplicacions de gràfics per ordinador, particularment en escenaris com simuladors i jocs, on els paisatges dinàmics juguen un paper primordial.
  

• FERRIOL GALMÉS, MIQUEL: Network modeling using graph neural networks
  
  Autor/a: FERRIOL GALMÉS, MIQUEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CABELLOS APARICIO, ALBERTO | BARLET ROS, PERE
  Tribunal:
       PRESIDENT: PESCAPÈ, ANTONIO
       SECRETARI: ARIAS VICENTE, MARTA
       VOCAL: RÉTVÁRI, GÁBOR
  Resum de tesi: El modelatge de xarxes és fonamental en el camp de les xarxes informàtiques. Els models són útils per investigar nous protocols i mecanismes, permetent als administradors estimar el seu rendiment abans del seu desplegament real a les xarxes de producció. Els models de xarxa també ajuden a trobar configuracions de xarxa òptimes, sense necessitat de provar-les a les xarxes de producció.Sens dubte, la manera més freqüent de construir aquests models de xarxa és mitjançant l'ús de metodologies de simulació d'esdeveniments discrets (DES) que proporcionen una precisió excel·lent. Els simuladors de xarxa d'última generació inclouen una àmplia gamma de protocols de xarxa, transport i encaminament, i són capaços de simular escenaris realistes. Tanmateix, això comporta un cost computacional molt elevat que depèn linealment del nombre de paquets que s'estimulen. Com a resultat, són poc pràctics en escenaris amb volums de trànsit realistes o topologies grans. A més, i com que són computacionalment costosos, no funcionen bé en escenaris en temps real.Una altra alternativa de modelització de xarxes és la teoria de la cua (QT) on les xarxes es representen com a cues interconnectades que s'avaluen analíticament. Tot i que QT soluciona la principal limitació del DES, imposa supòsits forts sobre el procés d'arribada de paquets, que normalment no es compleixen a les xarxes reals.En aquest context, l'aprenentatge automàtic (ML) ha sorgit recentment com una solució pràctica per aconseguir models basats en dades que poden aprendre models de trànsit complexos alhora que són extremadament precisos i ràpids. Més concretament, les xarxes neuronals de gràfics (GNN) han sorgit com una excel·lent eina per modelar dades estructurades en gràfics que mostren una precisió excepcional quan s'apliquen a xarxes d'ordinadors.Aquesta tesi pretén ser un pas endavant en l'aplicació de les xarxes neuronals de gràfics per al modelatge de xarxes. Tanmateix, encara persisteixen alguns reptes:1. Cues i polítiques de programació: modelar cues, polítiques de programació i mapes de qualitat de servei (QoS) dins de les arquitectures GNN suposa un altre repte, ja que aquests elements són fonamentals per al comportament de la xarxa.2. Models de trànsit: modelar amb precisió patrons de trànsit realistes, que presenten una forta autocorrelació i cues pesades, segueix sent un repte per a les solucions basades en GNN.3. Entrenament i generalització: els models ML, incloses les GNN, requereixen dades d'entrenament representatives que cobreixen diversos escenaris operatius de la xarxa. La creació d'aquests conjunts de dades a partir de xarxes de producció reals és inviable, ja que requereix bancs de proves controlats. El repte rau a dissenyar GNN capaços d'estimar amb precisió en xarxes no vistes, que abastin diferents topologies, trànsit i configuracions.4. Generalització a xarxes més grans: les xarxes del món real sovint són significativament més grans que els bancs de proves. Escalar les GNN per gestionar xarxes amb centenars o milers de nodes és un repte urgent, que requereix aprofitar el coneixement de la xarxa específic del domini i enfocaments arquitectònics nous.Aquesta tesi representa un pas endavant en l'aprofitament de les xarxes neuronals de grafs per al modelatge de xarxes, amb un enfocament a abordar aquests reptes crítics.