First-principles study of the electronic structure and dynamical electronic excitations of strong spin-orbit metal Pb: bulk, surface and nanosized films

En la presente tesis se ha realizado el estudio de primeros principios (esto es, sinhacer uso de parámetros ajustables) de la estructura electrónica y la dinámica deexcitaciones electrónicas en plomo, tanto en volumen como en superficie y en formade películas de espesor nanométrico. Al presentar el plomo un número atómico alto(82), deben tenerse en cuenta los efectos relativistas. Con este fin, el doctorando haimplementado el acoplo espín-órbita en los códigos computacionales que hanrepresentado la principal herramienta de trabajo.En volumen, se han encontrado fuertes efectos relativistas asi como de lalocalización de los electrones, tanto en la respuesta dieléctrica (excitacioneselectrónicas colectivas) como en el tiempo de vida de electrones excitados. Lacomparación de nuestros resultados con medidas experimentales ha ayudado aprofundizar en dichos efectos.En el estudio de las películas a escala nanométrica se han hallado fuertes efectoscuánticos debido al confinamiento de los estados electrónicos. Dichos efectos semanifiestan tanto en el estado fundamental (en acuerdo con estudiosexperimentales), como en la respuesta dieléctrica a través de la aparición y dinámicade plasmones de diversas características. Los efectos relativistas, a pesar de no serimportantes en la estructura electrónica de las películas, son los responsables de ladesaparación del plasmón de baja energía en nuestros resultados.

Downscaling of surface moisture flux and precipitation in the Ebro Valley (Spain) using analogues and analogues followed by random forests and multiple linear regression

In this paper, reanalysis fields from the ECMWF have been statistically downscaled to predict from large-scale atmospheric fields, surface moisture flux and daily precipitation at two observatories (Zaragoza and Tortosa, Ebro Valley, Spain) during the 1961-2001 period. Three types of downscaling models have been built: (i) analogues, (ii) analogues followed by random forests and (iii) analogues followed by multiple linear regression. The inputs consist of data (predictor fields) taken from the ERA-40 reanalysis. The predicted fields are precipitation and surface moisture flux as measured at the two observatories. With the aim to reduce the dimensionality of the problem, the ERA-40 fields have been decomposed using empirical orthogonal functions. Available daily data has been divided into two parts: a training period used to find a group of about 300 analogues to build the downscaling model (1961-1996) and a test period (19972001), where models' performance has been assessed using independent data. In the case of surface moisture flux, the models based on analogues followed by random forests do not clearly outperform those built on analogues plus multiple linear regression, while simple averages calculated from the nearest analogues found in the training period, yielded only slightly worse results. In the case of precipitation, the three types of model performed equally. These results suggest that most of the models' downscaling capabilities can be attributed to the analogues-calculation stage.