Search

Resumen Las comunicaciones moleculares constituyen un área de investigación dinámica que ha mostrado tener un gran potencial para resolver problemas en disciplinas tan diversas como la ingeniería de las telecomunicaciones, la nanotecnología, la medicina, la biotecnología y la bioquímica. El estudio de este tipo de tecnología es reciente y ha dado origen a un gran número de publicaciones que se encuentran dispersas, por lo que su estudio requiere un esfuerzo para localizarlas, organizarlas y estudiarlas. Este artículo presenta una revisión sistemática de la literatura sobre las comunicaciones moleculares, a fin de analizar la forma en que está siendo aplicada en diferentes ámbitos. El estudio efectuado contempla el periodo comprendido entre el 2006 y 2018, y tomó en cuenta 28 artículos, después de haber pasado por varios filtros y criterios de selección. El resultado demuestra que la mayoría de los trabajos de investigación publicados desarrollan aspectos generales, pero un grupo importante aborda la experimentación en campos de la salud y la biomedicina. La discusión de los resultados plantea otros posibles usos de este tipo de comunicaciones y su posible integración con otras tecnologías. Abstract Molecular communications constitute a dynamic research area that has a great potential to solve problems in disciplines as diverse as telecommunications engineering, nanotechnology, medicine, biotechnology and biochemistry. The study of this type of technology is recent and has given rise to a large number of publications that are scattered, and so, their study requires an effort to locate, organize and study them. This article presents a systematic literature review on molecular communications, in order to analyze how it is being applied in different fields. The study carried out contemplates the period between 2006 and 2018, and took into account 28 articles, after having passed through several filters and selection criteria. The result shows that the majority of published research works develop general aspects, but an important group addresses experimentation in the fields of health and biomedicine. The discussion of the results raises other possible uses of this type of communications and their possible integration with other technologies.

The Terahertz Band (0.1-10 THz) is envisioned as a key a wireless technology that will enable Terabit-per-second data rate, which is expected to become a reality within the next five years. One of the main problems of this technology is the lack of compact high-power signal sources in order to overcome the very high path loss. Novel plasmonic devices based on nanomaterials such as graphene are a new promising alternative capable to efficiently operate at THz frequencies. In this thesis, the performance of a graphene-based plasmonic device for on-chip direct generation, modulation, and detection of THz signals is proposed, modeled and simulated using a finite-difference-based multi-physics simulation platform, which can handle both hydrodynamic model equations and Maxwell's equations. The device is based on a gated High Electron Mobility Transistor (HEMT) with graphene as the 2DEG channel, where a THz plasmonic signal is generated by implementing an asymmetric boundary condition at the source and drain. Moreover, this setup offers the possibility to modulate the generated signal by changing the applied current density. La banda de Terahercios (0.1-10 THz) está prevista ser una tecnología inalámbrica clave que permitirá la velocidad de datos de Terabit por segundo, que se espera que sea una realidad en los próximos cinco años. Uno de los principales problemas de esta tecnología es la falta de fuentes de señal compactas de alta potencia para superar la muy alta pérdida de propagación. Los nuevos dispositivos plasmónicos basados en nanomateriales como el grafeno son una nueva alternativa prometedora capaz de operar eficientemente a frecuencias de THz. En esta tesis, se propone, modela y simula el rendimiento de un dispositivo plasmónico basado en grafeno para la generación directa en chip, la modulación y la detección de señales THz utilizando una plataforma de simulación multifísica basada en diferencias finitas, que puede manejar ambas ecuaciones del modelo hidrodinámico y las ecuaciones de Maxwell. El dispositivo se basa en un Transistor de alta movilidad de electrones (HEMT) con grafeno como el canal 2DEG, donde se genera una señal plasmónica de THz mediante la implementación de una condición de frontera asimétrica en la fuente y el drenaje. Además, esta configuración ofrece la posibilidad de modular la señal generada cambiando la densidad de corriente aplicada. La banda de Terahertzs (0.1-10 THz) està prevista ser una tecnologia sense fils clau que permetrà la velocitat de dades de Terabit per segon, que s'espera que sigui una realitat en els pròxims cinc anys. Un dels principals problemes d'aquesta tecnologia és la manca de fonts de senyal compactes d'alta potència per superar la molt alta pèrdua de propagació. Els nous dispositius plasmònics basats en nanomaterials com el grafè són una nova alternativa prometedora capaç d'operar eficientment a freqüències de THz. En aquesta tesi, es proposa, modela i simula el rendiment d'un dispositiu plasmònic basat en grafè per a la generació directa en xip, la modulació i la detecció de senyals THz utilitzant una plataforma de simulació multifísica basada en diferències finites, que pot gestionar les equacions del model hidrodinàmic i les equacions de Maxwell alhora. El dispositiu es basa en un Transistor d'alta mobilitat d'electrons (HEMT) amb grafè com el canal 2DEG, on es genera un senyal plasmònica de THz mitjançant la implementació d'una condició de frontera asimètrica a la font i el drenatge. A més, aquesta configuració ofereix la possibilitat de modular el senyal generat canviant la densitat de corrent aplicat.

Analysis of the capacity and the delay of a bacteria-based communication system in the nano-scale Projecte realitzat mitjançant programa de mobilitat. SCHOOL OF ELECTRICAL AND COMPUTER ENGINEERING. GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY English: the objective is to perform a theoretical analysis of the capacity and the delay on flagellated bacteria communication. Castellano: el objetivo es hacer un análisis de la capacidad y del retraso de las comunicaciones basadas en bacterias flageladas. Català: l'objectiu és dur a terme una anàlisi de la capacitat i del retard de les comunicacions basades en bacteris flagel·lats.