1. Crystal structures and electronic structure of semiconductors

2. Electron and hole statistics and transport properties

3. Carrier scattering and non-equilibrium carriers

4. Optical properties of semiconductors

5. Low dimensionality systems

6. Technology of semiconductors, devices and nanostructures

7. P-N junctions

8. Low dimensionality electronic systems: optical and transport properties

9. Photodetectors and solar cells: bulk and nanostructure devices

10. Light emission devices: semiconductor LEDS and lasers.

- Estudio de la fotoconductividad y fotodetección en perovskitas 

(cotutor: Pablo Pérez Boix)

Los materiales basados en metal-haluro con estructura perovskita presentan unas características optoeléctricas excepcionales. Con estas perovskitas se pueden formar capas usando las mismas técnicas de bajo coste que con los semiconductores orgánicos, pero con longitudes de difusión de carga órdenes de magnitud superiores. De esta forma, su aplicación en el campo de la fotovoltaica ha experimentado un crecimiento sin precedentes en los últimos años, convirtiéndose actualmente en la tecnología de capa fina más eficiente. Sin embargo, sus excelentes propiedades van más allá y tienen el potencial de revolucionar otros campos de aplicación, como la emisión de luz, detección de rayos X o fotodetección. En este contexto, el trabajo propuesto incluye el análisis de las propiedades fotoconductivas de capas finas de perovskita con diferentes composiciones y dimensionalidades para aplicaciones de fotodetección. 

- Caracterització optoelèctrica de perovskites per a l’aplicació en cèl·lules solars

(cotutor: Pablo Pérez Boix)

En menys de 10 anys, les perovskites de halurs metallics han revolucionat el camp de la fotovoltaica. Aquests materials estan assolint eficiències de conversió energètica sense precedents, tot fent servir tècniques de fabricació molt simples i de baix cost com la deposició des de dissolucions. A banda, permeten aplicacions innovadores com les de dispositius flexibles, semitransparents o multicapa. 

Les enormes variacions que admiteixen les perovskites (tant simples, incloent composicionals i de fabricació, com més complexes, incloent dimensionalitat) generen un ventall de propietats electròniques que  transcendeixen les aplicacions fotovoltaiques. En aquest context, el treball proposat inclou la caracterització optoelèctrica fonamental de noves variacions de perovskita per tal d’avaluar el seu potencial com a col·lector fotovoltaic. 

- Estructura electrónica de semiconductores tipo perovskita

(cotutor: Alejandro Molina Sánchez)

Los haluros metálicos de estructura perovskita han despertado un gran interés en la comunidad científica por su aplicación en células solares y dispositivos emisores. En concreto, el compuesto CsPbBr₃ emite luz en el verde por recombinación de pares electrón-hueco fotogenerados por excitación láser. El conocimiento de la estructura electrónica de estos materiales es fundamental para conocer sus propiedades ópticas como la eficiencia de la emisión de luz. Este trabajo está pensado para estudiantes interesados en la Física computacional de Estado Sólido, por lo que sería interesante que estuviesen familiarizados mínimamente con el entorno del sistema operativo Linux y con lenguages de programación como Python, Fortran90 o C.

- Simulador de experimentos de correlación de fotones. Pureza, indistinguibilidad y entrelazado.

(cotutor: Guillermo Muñoz Matutano)

Una gran parte de las tecnologias cuánticas disponibles en la actualidad se basan en el control y la manupulación de estados de fotones simples. Con el objetivo de desarrollar aplicaciones prácticas resulta necesario disponer de fuentes de fotones de alta pureza, con un alto grado de indistinguibilidad, y en algunas ocasiones poder construir estados entrelazados de pares de fotones. La técnica instrumental más usada para poder definir y analizar estas propiedades cuánticas de un haz de luz se conoce como correlación de fotones. Mediante esta técnica se puede analizar la estadistica temporal de la emisión de fotones o los procesos de interfencia cuántica. Sin embargo, estos conceptos resultan dificiles de visualizar, ya que los experimentos de correlación de fotones proporcionan una información indirecta de la estadistica de los procesos fisicos microscópicos involucrados. Con el objetivo de proporcionar una herramienta de visualización de estos procesos se dispone ya de un simulador implementado con el lenguaje abierto Python para analizar las propiedades de distintos ejemplos de trenes de fotones, con la posibilidad de estudiar estados de Fock, estados Térmicos o Coherentes. 

- Experimento de interferometría de intensidad Hanbury, Brown & Twiss 

(cotutor: Guillermo Muñoz Matutano)

El desarrollo de las tecnologias cuánticas se ha potenciado con el uso de sistemas cuánticos artíficiales, siendo los basados en materiales semiconductores una de las tipologías de mayor éxito. En este conjunto podemos encontrar los centros de color en nanodiamantes y los puntos cuánticos semiconductores. Una de las ventajas principales de este tipo de sistemas cuánticos artificiales radica en la posibilidad de controlar la emisión óptica fotón a fotón. El objetivo final de este trabajo será entender un montaje simple de interferometría de fotones conocido como Hanbury Brown & Twiss y su uso para la medida de correlación de la luz emitida por un sistema físico semiconductor. 

COME TO DISCUSS WITH US THESE AND OTHER TFG SUBJECTS !!!