INANOE Repositorio (Inst- Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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Photo-EMF in perovskite films: investigation of electronic and ionic properties
No full textThe increasing demand for efficient and sustainable energy solutions has brought perovskite semiconductors to the forefront of photovoltaic research, primarily due to their exceptional electronic properties. Ion conductivity also plays a crucial role in these materials, significantly influencing their stability and longevity. However, accurately characterizing these properties remains a considerable challenge, hindering the optimization and practical application of perovskites in photovoltaic devices. This thesis addresses this critical gap by developing a theoretical framework and experimental methodology for characterizing the electronic and ionic transport properties in perovskite semiconductors, using the running fringes photo-electromotive forcé (RF photo-EMF) technique. The first part of the thesis is devoted to the development of the theoretical approach. It was demonstrated that RF photo-EMF in perovskite semiconductors can be described by a theoretical model for bipolar photoconductors with slow photoconductivity relaxation of carriers. The theoretical dependencies obtained were analyzed, discussing the potential for extracting carrier transport parameters. The theory was further extended to incorporate ion conductivity aspects. This extensión provided an analytical expression for the dispersion relation of space charge waves in perovskite semiconductors and predicted a pronounced peak when the ions’ velocity matches the interference fringes’ displacement velocity, enabling the determination of ion mobilities. The experimental part began with the optimization of the perovskite film fabrication process by adjusting the crystallization temperature, antisolvent application, encapsulation techniques, and precursor molar ratios. Film quality was assessed using Atomic Force Microscopy (AFM), focusing on the correlation between grain size and crystallization temperature. Experimental validation of the theoretical model was conducted on methylammonium lead iodide polycrystalline films, showing a strong correlation with theoretical predictions.La creciente demanda de soluciones energéticas eficientes y sostenibles ha llevado a los semiconductores de perovskita al frente de la investigación fotovoltaica, principalmente debido a sus excepcionales propiedades electrónicas. La conductividad iónica también juega un papel crucial en estos materiales, influyendo significativamente en su estabilidad y longevidad. Sin embargo, caracterizar estas propiedades con precisión sigue siendo un desafío considerable, obstaculizando la optimización y aplicación práctica de las perovskitas en dispositivos fotovoltaicos. Esta tesis aborda esta brecha crítica desarrollando un marco teórico y una metodología experimental para caracterizar las propiedades de transporte electrónico e iónico en semiconductores de perovskita, utilizando la técnica de fuerza electromotriz fotoinducida por franjas móviles (RF photo-EMF). La primera parte de la tesis se dedica al desarrollo del enfoque teórico. Se demostró que el RF photo-EMF en semiconductores de perovskita puede describirse mediante un modelo teórico para fotoconductores bipolares con relajación lenta de la fotoconductividad de los portadores. Las dependencias teóricas obtenidas se analizaron, discutiendo el potencial para extraer parámetros de transporte de los portadores. La teoría se amplió posteriormente para incorporar aspectos de conductividad iónica. Esta extensión proporcionó una expresión analítica para la relación de dispersión del campo de carga espacial en semiconductores de perovskita y predijo un pico pronunciado cuando la velocidad de los iones coincide con la velocidad de desplazamiento de las franjas de interferencia, lo que permite determinar la movilidad de los iones. La parte experimental comenzó con la optimización del proceso de fabricación de películas de perovskita ajustando la temperatura de cristalización, la aplicación de antisolventes, técnicas de encapsulado y proporciones molares de los precursores. La calidad de las películas se evaluó utilizando Microscopía de Fuerza Atómica (AFM), centrándose en la correlación entre el tamaño de grano y la temperatura de cristalización. La validación experimental del modelo teórico se llevó a cabo en películas policristalinas de yoduro de plomo y metilamonio (MAPI), mostrando una fuerte correlación con las predicciones teóricas
Sincronización de sistemas caóticos de orden entero con atractores ocultos
Full text linkLa sincronización caótica es un problema que presenta diferentes aristas. Entre los que se encuentra la sensibilidad a las condiciones iniciales. Otro es la multiestabilidad presente en este tipo de sistemas. Lo anterior se vuelve más crítico cuando se trata con sistemas caóticos con atractores ocultos porque se pueden presentar comportamientos inesperados, cambios repentinos o incluso la inoperabilidad del sistema. Además, es conveniente contar con métodos numéricos confiables y que exploten las características inherentes de los sistemas caóticos. Por lo que el objetivo principal de esta tesis es sincronizar sistemas caóticos de orden entero con atractores ocultos a través de técnicas de control difuso y óptimo basados en análisis de estabilidad. Con el control difuso estudiamos la sincronización completa y la proyectiva, la primera utiliza la linealización y la segunda emplea la compensación distribuida en paralelo (PDC). Con el control óptimo estudiamos la sincronización completa tratándola como un problema de seguimiento. Realizamos las sincronizaciones de un conjunto de sistemas caóticos con atractores ocultos empleando cada control. También, analizamos y comparamos el rendimiento de un método especial de integración numérica que aprovecha la característica oscilatoria de los sistemas caóticos. Nuestros resultados indican que las estrategias de control difuso combinadas con el método especial de integración numérica son herramientas efectivas para sincronizar sistemas caóticos con atractores ocultos. Además, para la sincronización proyectiva proponemos una nueva estrategia para optimizar la convergencia de errores. Además, probamos y comparamos diferentes modelos difusos de Takagi-Sugeno (T–S) obtenidos mediante la transformación del modelo de producto tensorial (TP). Encontramos un efecto del modelo difuso del sistema caótico en el desempeño de la sincronización. Por otro lado, con el control óptimo empleamos un método numérico para problemas con valores en la frontera. Obtuvimos sincronizaciones exitosas excepto en un caso de estudio, lo cual puede deberse al método numérico empleado y representa un área de oportunidad para extender nuestra investigación. Una las ventajas resaltables del control óptimo es que puede utilizarse para sincronizar diferentes sistemas caóticos siguiendo la metodología explicada en esta tesis
Emulador Digital Basado en FPGA para el Accionamiento Electrónico de Máquinas Eléctricas Trifásicas
Full text linkEste trabajo presenta el diseño de un emulador digital basado en hardware capaz de implementar el accionamiento de una máquina eléctrica trifásica. Este sistema se enfoca a la puesta en marcha electrónica de una máquina síncrona de imanes permanentes y de una máquina de inducción. El objetivo de este trabajo es presentar una solución de alto desempeño, competitiva al costo y transferible entre plataformas digitales ante la generación de nuevos paradigmas de diseño de accionamientos electrónicos, como la detección temprana de fallos de las máquinas, accionamientos tolerantes a fallos e implementaciones de estrategias de control de alto rendimiento. Para lograr el alto rendimiento requerido por el emulador digital, los modelos de accionamiento electrónico (máquina síncrona de imanes permanentes, máquina de inducción, inversor fuente de voltaje, estrategia de control de máquina eléctrica) se describen digitalmente en el lenguaje de descripción de hardware Verilog y se implementan en una plataforma digital basada en arreglos de compuertas lógicas configurables en campo utilizando dos enfoques: método paralelo y método secuencial. Estos novedosos paradigmas de diseño requieren ser validados para determinar su efectividad; desafortunadamente, condiciones de operación extrema, como el debilitamiento del campo de la máquina, y los escenarios adversos como condiciones operativas de falla, pueden ser difíciles de generar y repetir en el entorno del laboratorio. Una de las motivaciones de este trabajo es presentar una solución complementaria para el proceso de validación de diseños novedosos. En este caso, el emulador pueda conectarse, físicamente, al sistema diseñado y generar beneficios adicionales al poder obtener información crítica antes de la validación física.This work presents a hardware-based digital emulator capable of implementing an entire electric motor drive. This system is focused on the permanent magnet synchronous machine and the induction machine electronic setup. The aim of this work is to present a high-performance, cost-effective, and portable complementary solution when new paradigms of electronic drive design are generated, such as machine early failure detection, fault-tolerant drive, and high-performance control strategy implementations. In order to achieve the high-performance required by the digital emulator, electronic drive models (permanent-magnet synchronous machine, voltage-source inverter, motor-control strategy) are digitally described in Verilog hardware description language and implemented on a field programmable gate array digital platform using two approaches: parallel and sequential methods. These novel paradigms of design processes require to be validated to determine their effectiveness; unfortunately, the extreme operational dynamics of the machine, such as field weakening of the machine and adverse scenarios such as fault operating conditions, can be difficult to generate and repeat in the laboratory environment. One of the motivations of this work is to present a complementary solution for the validation process of these novel paradigms, where the emulator can be connected physically to the designed system and obtaining additional benefits when critical information can be obtained before the physical validation process
Long-Term Survival of Dust Grains Produced After Stellar Eruptions
Full text linkMassive stars experience periods of intense instability in their late stages of evolution, just before their final core-collapse. These periods are characterized by presenting very high mass loss rates during some years or decades, known as stellar outbursts. When these outbursts occur, copious amounts of dust are formed from the erupted mass, which can contribute to the enrichment of the interstellar medium with dust. However, the survival of these dust grains is threatened by the powerful shock waves driven by the eventual explosion of the progenitor star as a supernova. Therefore, in this work, hydrodynamic modeling techniques are used to investigate the effects of the supernova explosion on the recently created dust grains, in order to determine whether complete or partial dust destruction occurs.Las estrellas masivas experimentan periodos de intensa inestabilidad en sus etapas tardías de evolución, justo antes del colapso final de su núcleo. Estos períodos se caracterizan por presentar tasas de pérdida de masa muy altas durante algunos años o décadas, conocidos como erupciones estelares. Cuando ocurren estas erupciones, se forman grandes cantidades de polvo a partir de la masa eyectada, lo cual puede contribuir al enriquecimiento del medio interestelar con polvo. Sin embargo, la super- vivencia de estos granos de polvo se ve amenazada por las poderosas ondas de choque generadas si la estrella progenitora explota como supernova. Por lo tanto, en este trabajo, se utilizan técnicas de modelado hidrodinámico para investigar los efectos de la explosión de supernova sobre los granos de polvo recién creados, con el fin de determinar si se produce una destrucción completa o parcial de este polvo
Estimación de la forma y rotación de objetos quasi-amorfos reflectivos a partir de su luminosidad.
Full text linkUna de las estrategias que permite estudiar las características de objetos quasi-amorfos es la manera en que estos reflejan la luz que incide en su superficie, para luego llegar a un observador. El registro de la variación en intensidad lumínica captada por el receptor es denominado curva de luz, la cual se encuentra ligada a la geometría de observación, rotación y forma del objeto. En este trabajo se presenta una estrategia para la inversión de curvas de luz, con el objetivo de obtener la forma, rotación y polo de un objeto quasi-amorfo a partir de la recopilación de curvas de luz registradas bajo distintas geometrías de observación. Posteriormente, la forma del objeto será modelada para ser presentada en una animación donde se visualice la dinámica del objeto frente al observador. La metodología será puesta a prueba al procesar curvas de luz generadas computacionalmente para distintos objetos como cilindros, elipsoides triaxiales y cubos. Además, se complementarán los resultados al presentar la inversión de curva de luz de asteroides tomadas de la base de datos de fotometría de curvas de luz de asteroides DAMIT. Los modelos obtenidos a través de la técnica de inversión serán comparados con objetos conocidos y modelos tridimensionales presentes en bases de datos en el caso de asteroides
Diseño de Amplificadores de Instrumentación CMOS en Modo Corriente
Full text linkEn la actualidad se tiene vasto interés en el procesamiento preciso de señales eléctricas en diversos campos, encontrando aplicaciones industriales, como control de potencia, o biomédicas, como monitoreo de bio-potencial. A menudo, estás cantidades eléctricas provienen de transductores, las cuales tienen niveles relativamente débiles y están sumergidas en componentes indeseadas, como ruido e interferencia. De modo que se requieren dispositivos con la capacidad de procesar este tipo de señales, como lo pueden realizar los amplificadores de instrumentación (IAs).
En esta Tesis se aborda el diseño de diversas topologías de amplificadores de instrumentación en modo corriente en la tecnología CMOS 0.18 μm. En particular, se
diseñaron dos IAs compactos, basados en transconductores, que realizan la conversión
a voltaje mediante resistencias de carga conectadas sin el uso de ramas adicionales de salida. Estos IAs presentan ganancias de 20 dB, un ancho de banda en el orden de MHz y un slew rate simétrico alrededor de 21 V/μs, como principales características. Aunado a esto, una de las estructuras de IA alcanza un elevado factor de rechazo al modo común (CMRR), de 90 dB a 10 kHz, así como un factor de eficiencia de ruido (NEF) de 4.6 y un rango dinámico (DR) de 42 dB, con un consumo de potencia de 45 μW.
Se diseñó además un IA basado en una etapa transconductora y una etapa de transimpedancia, tanto en inversión fuerte como en inversión débil para su comparación. A partir de esta topología, se propuso una configuración de IA en inversión débil con salida en clase AB, de ganancia programable de 25 a 46 dB, cuya ganancia nominal es de 40 dB, un ancho de banda de 560 kHz, un CMRR de 67 dB en DC, un NEF de 7 y un DR de 44 dB, con un consumo de 11.5 μW. Por último, se diseñó un circuito de control de la ganancia del IA, que permite un ajuste de la misma de 27 a 43 dB.Currently, there is significant interest in the precise processing of electrical signals
in various fields, including industrial applications such as power control and biomedical
applications like bio-potential monitoring. Often, these electrical quantities come from
transducers, which have relatively weak levels and are immersed in unwanted components such as noise and interference. Therefore, devices with the capability to process such signals are required, as can be achieved by instrumentation amplifiers (IAs).
This thesis addresses the design of various current-mode instrumentation amplifier
topologies in 0.18 μm CMOS technology. In particular, two compact IAs based on transconductors were designed to perform voltage conversion using load resistors connected without the use of additional output branches. These IAs feature gains of 20 dB, a bandwidth in the MHz range, and a symmetrical slew rate of around 21 V/μs as main characteristics. Additionally, one of the IA structures achieves a high Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) of 90 dB at 10 kHz, as well as a Noise Efficiency Factor
(NEF) of 4.6 and a Dynamic Range (DR) of 42 dB, with a power consumption of 45 μW.
Additionally, an IA was designed based on a transconductor stage and a transimpedance stage, both in strong inversion and weak inversion for comparison. From this topology, an IA configuration in weak inversion with a class AB output was proposed, with a programmable gain ranging from 25 to 46 dB. The nominal gain is 40 dB, with a bandwidth of 560 kHz, a DC CMRR of 67 dB, an NEF of 7, and a DR of 44 dB,
consuming 11.5 μW. Finally, a gain control circuit for the IA was designed, allowing for gain adjustment from 27 to 43 dB
Estudio de los tiempos de vida del SRO
Full text linkEl desarrollo de un laser de silicio es uno de los inventos más buscados por la física en la actualidad debido a las aplicaciones en el desarrollo de la fotónica integrada y su implementación en sistemas optoelectrónicos. Sin embargo, este tipo de laser se considera imposible de fabricar debido a las propiedades del silicio cristalino; por lo que se han optado por alternativas agregando impurezas. Para que un laser de silicio sea viable, se requiere que se pueda obtener fotoluminiscencia y que los tiempos de vida sean lo suficientemente grandes como para obtener inversión de población y, por tanto, emisión laser. En este trabajo de tesis, se caracteriza el óxido de silicio rico en silicio (SRO por sus siglas en inglés) debido a la presencia de nanocristales de silicio en el material y a las propiedades fotoluminiscentes que se han reportado en dichos nanocristales. Se realiza un estudio de los tiempos de vida dependiendo de la relación de presiones de los gases reactivos usados al producir la película, longitud de onda de bombeo y potencia de bombeo con el objetivo de mostrar que la fotoluminiscencia de los nanocristales se produce en niveles metaestables y, por lo tanto, pueden tener emisión laser. Para cumplir este objetivo, se requiere que los tiempos de vida se encuentren en el orden de los microsegundos. Adicionalmente, se obtendrán los espectros de emisión para tener una caracterización más completa y confirmar que los tiempos de vida medidos son debidos a la fotoluminiscencia del material.The construction of an all-silicon laser is one of the most wanted breakthroughs in the scientific community due to its possible applications in integrated photonics development and its implementation on optoelectronic circuits. Un-fortunately, the semiconductor indirect bandgap properties of silicon provoke scientists to consider the fabrication of this laser impossible and look for alternatives, such as inserting impurities in silicon. It is necessary to obtain photoluminiscence from silicon with sufficiently large decay times to produce inversion population to consider an all-silicon laser viable. In this thesis work, silicon-rich oxide (SRO) is characterized due to the photoluminiscent properties in silicon nanocrystals found at the surface of the silicon-rich oxide. A study of the lifetime of photoluminiscence in nanocrystals is presented, using the relation between reactive gases that produce the film, wavelenght and power of the pump beam as parameters. The main objective is to prove the existence of a metastable energy level which produces the photoluminiscence. The measured lifetimes must be in the microsecond order to achieve the objective. Aditionally, the emission spectrums are detected to complete the characterization and confirm the lifetime measurements are due to photoluminiscence
Identificación de reacciones adversas a medicamentos en redes sociales basada en recuperación de información
Full text linkEl rápido crecimiento de las redes sociales se ha convertido en una fuente de información útil para diferentes tareas debido a que los usuarios publican información valiosa sobre varios aspectos de su vida, incluida la atención médica. Esta forma de intercambiar opiniones y experiencias ha proporcionado una rica fuente de información sobre los medicamentos y su eficacia y, lo que es más importante, sus posibles reacciones adversas. Las reacciones adversas a medicamentos (RA) son una causa importante de morbilidad en pacientes hospitalizados y una carga financiera para los sistemas de salud. Para abordar esta problemática, diferentes métodos se han desarrollado para la identificación de RA que van desde una simple clasificación de textos hasta la normalización de los tramos de texto que mencionen dicha RA a un diccionario médico por medio de técnicas de Aprendizaje Computacional y Aprendizaje Profundo. Estos últimos suelen tener buenos resultados, sin embargo, los conjuntos de datos existentes (específicamente de Twitter) cuentan con unos pocos miles de tweets etiquetados como positivos en comparación con los negativos. Además de esto, los problemas asociados a las redes sociales como la polisemia de las palabras, el lenguaje coloquial y los errores ortográficos dificultan el correcto entrenamiento de los sistemas. Con base en lo anterior, en el presente trabajo proponemos un método alternativo de dos etapas para la normalización de RA. Para la primera etapa utilizamos un modelo de Transformer pre-entrenado con el que abordaremos la clasificación como una clasificación de pares de oraciones al considerar oraciones auxiliares generadas a partir de los tweets de entrada como información contextual adicional y como segunda etapa utilizamos un sistema de recuperación de información con el que normalizaremos las menciones de RA a términos médicos con ayuda de un diccionario. Los diferentes experimentos realizados muestran un enfoque diferente al estado del arte mediante un sistema de recuperación, brindando un panorama distinto para construir herramientas que ayuden a expertos en la fármaco-vigilancia.The rapid growth of social networks has made them to become a useful data source for different tasks as users post valuable information about various aspects of their lives, including medical care details. This way of exchanging opinions and experiences has provided a rich source of information about drugs and their efficacy and, more importantly, their possible adverse drug reactions. Adverse drug reactions (ADR) are a major cause of patient morbidity and a source of financial burden for healthcare systems. To address this problem, different methods have been developed for the identification of ADRs ranging from simple text classification to the normalization of the text sections mentioning such ADR to a medical dictionary by means of Machine Learning and Deep Learning techniques. The latter usually have good results, however, existing datasets specifically from Twitter have a few thousand tweets labeled as positive compared to negative ones, in addition to the problems associated with social networks such as polysemy of words, colloquial language and misspellings that hinder the correct training of the systems. Based on the above, in the present work, we propose an alternative two-stage method for the normalization of ADRs. For the first stage, we use a pre-trained Transformer model with which we will approach the classification as a sentence pair classification by considering auxiliary sentences generated from the input tweets as additional contextual information and, as a second stage, we use an information retrieval system with which we will normalize mentions of ADRs to medical terms, helped by a dictionary. The different experiments performed show a different approach to the state of the art through a retrieval system, providing a different approach to build tools to help experts in pharmacovigilance
Optimización de la Reconstrucción de Imagen para Tomografía Fotoacústica Utilizando Aprendizaje Profundo
Full text linkEn esta tesis se describen los resultados obtenidos en la mejora de sinogramas de tomografía fotoacústica utilizando aprendizaje profundo y el método de reconstrucción Time Reversal . Estos resultados pueden ser de gran utilidad para generar imágenes de tomografía fotoacústica que presenten mejor calidad que las obtenidas sin usar ningún método de mejora. La investigación considera las redes mayormente utilizadas en la mejora de imágenes de tomografía fotoacústica. Las redes seleccionadas se entrenaron con el fin de disminuir el ruido que se presenta en los sinogramas de manera natural dado en la fase de adquisición de los datos (muestreo), para posteriormente reconstruir el sinograma y generar una imagen final con mayor calidad, se presenta la generación de datos sintéticos (sinogramas) generados a través de software (K-wave de Matlab) que sirven como base para realizar las pruebas con las distintas redes. Las redes que se utilizaron para este trabajo son: Super-Resolution Convolutional neural network (SRCNN), Convolutional Neural Network model Rectified Linear Unit (U-net RELU), Convolutional Neural Network model Exponential linear unit (U-net ELU), y una red U-net Hibrida. En el trabajo se generaron sinogramas de una serie de imágenes con distintos niveles de ruido las cuales se usaron de base para probar las distintas redes y comparar las imágenes reconstruidas entre el método de retroproyección lineal y el método propuesto time reversal, y así conocer si existe una mejora de la imagen final. La tesis muestra una mejora de la imagen reconstruida utilizando el método de reconstrucción time reversal frente al método de reconstrucción de retroproyección lineal, arrojando resultados positivos para la red SRCNN y la red U-net hibrida.This thesis describes the results obtained in the enhancement of photoacoustic tomography sinograms using deep learning and the Time Reversal reconstruction method. These results can be very useful to generate photoacoustic tomography images that present better quality than those obtained without using any enhancement method. The research considers the networks mostly used in the enhancement of photoacoustic tomography images. The selected networks were trained in order to reduce the noise that is naturally present in the sinograms during the data acquisition phase (sampling), to later reconstruct the sinogram and generate a final image with higher quality, the generation of synthetic data (sinograms) generated through software (K-wave of Matlab) is presented, which serve as a basis for testing the different networks. The networks used for this work are: Super-Resolution Convolutional neural network (SRCNN), Convolutional Neural Network model Rectified Linear Unit (U-net RELU), Convolutional Neural Network model Exponential linear unit (U-net ELU), and a Hybrid U-net. In the work were generated sinograms of a series of images with different noise levels which were used as a basis for testing the different networks and compare the reconstructed images between the linear back projection method and the proposed time reversal method, and thus to know if there is an improvement of the final image. The thesis shows an improvement of the reconstructed image using the time reversal reconstruction method versus the linear back projection reconstruction method, yielding positive results for the SRCNN and the hybrid U-net
Arquitectura PUF en FPGA para biometría cancelable
Full text linkcon enrutado manual y automático para determinar cuál es la apropiada para aplicaciones criptográficas.
Dentro de las funciones físicas no clonables orientadas en silicio, se pueden encontrar
arquitecturas basadas en memorias, oscilaciones y retardos. Este trabajo se centra en
implementar las arquitecturas basadas en retardos como son el Arbiter PUF, Arbiter
PUF XOR, Arbiter PUF Feed Forward, Arbiter PUF Lightweight Secure, Arbiter
PUF XOR Lightweight Secure y Arbiter PUF Lightweight Secure Feed Forward.
Estas arquitecturas fueron implementadas en dos tarjetas FPGA de la familia Spartan 6 (Amiba 2 [1] y Atlys), con la finalidad de observar el comportamiento ante
ciertas pruebas de medición de calidad.
Estas claves aleatorias fueron aplicadas al rasgo biométrico ECG para hacer biometria
cancelable. Los datos provenientes de la señal ECG ya fueron procesados anteriormente, es decir, tiene su previa etapa de filtración para hacer uso de ellas.
Posteriormente se propuso una nueva técnica de cancelación que mejora la seguridad
de los individuos y por lo tanto evita que la plantilla original tenga correlación con
las plantillas cancelables.
Se concluyó que la mejor arquitectura PUF para la generación de números estocásticos es el Arbiter PUF con diseño automático, logrado a partir del uso de las medidas
de calidad PUF y las métricas NIST. Por otro lado, la técnica propuesta para la
cancelación de datos nos muestra resultados mejores que la tesis referenciada en este
trabajo empleando las medidas de evaluación para técnicas de protección de plantillas
biométricas.This paper proposes the implementation of physically unclonable functions with
manual and automatic routing to determine which one is suitable for cryptographic
applications. Among the physically unclonable functions oriented in silicon, architectures based on memories, oscillations, and delays can be found. This document focuses
on implementing delay-based architectures such as Arbiter PUF, Arbiter PUF XOR,
Arbiter PUF Feed Forward, Arbiter PUF Lightweight Secure, Arbiter PUF XOR
Lightweight Secure, and Arbiter PUF Lightweight Secure Feed Forward. These architectures were implemented on two FPGA boards of the Spartan 6 family (Amiba
2 [1] and Atlys) to observe their behavior under certain quality measurement tests.
These random keys were applied to the ECG biometric trait to make it cancellable.
The data coming from the ECG signal has been previously processed, i.e., it has its
previous filtering stage to make use of it. Subsequently, a new cancellation technique was proposed, which improves individuals security and, therefore, prevents the
original template from being correlated with cancellable templates. It was concluded
that the best PUF architecture for generating stochastic numbers is the Arbiter PUF
with automatic design, achieved from the use of PUF quality measures and NIST
metrics. On the other hand, the proposed data cancellation technique shows better
results than the thesis referenced in this document using evaluation measures for
biometric template protection techniques