En l’última dècada, el camp de la catàlisi homogènia amb complexos d’or ha experimentat un creixement exponencial degut principalment a la seva capacitat per catalitzar reaccions orgàniques via l’activació d’enllaços múltiples de carboni. Malgrat la rellevància d’aquestes reaccions, el seu funcionament, o més concretament el seu mecanisme és encara poc conegut. La causa principal resideix en que generalment són reaccions molt ràpides on és difícil caracteritzar intermedis de reacció, i per tant, les evidències experimentals que aporten informació de com evolucionen aquestes reaccions són escasses. En aquest context, aquesta tesi s’ha centrat en l’estudi dels mecanismes d’una sèrie de reaccions catalitzades per complexos d’or: cicloaddicions entre al·lens i diens, i oxidacions d’alquins terminals via la transferència d’un àtom d’oxigen d’un grup X-O. Aquests estudis s’han realitzat mitjançant l’ús de càlculs de la mecànica quàntica i en estreta col·laboració amb els grups experimentals que les han desenvolupat al laboratori. Per a les reaccions de cicloaddició intramoleculars d’al·lè-diens s’han investigat els mecanismes per a la formació dels productes de cicloaddició (4+3) i (4+2) emprant complexos d’or(I) i platí(II) com a catalitzadors. Els resultats obtinguts han permès identificar que ambdós mecanismes transcorren a través de la formació d’un intermedi heptacíclic producte d’una cicloaddició [4C+3C], i analitzar els efectes del catalitzador en la selectivitat d’un mecanisme en front de l’altre. També s’ha observat que els substituents en la posició terminal de l’al·lè provoquen unes diferències notables en el mecanisme. L’estudi per a les reaccions de cicloaddició intermoleculars entre al·lens i diens ha demostrat que el producte de cicloaddició (4+2) es pot obtenir via diferents mecanismes, cicloaddicions concertades ([4C+3C] o [4C+2C]) o per etapes, en funció de la disposició relativa entre els dos reactius, els substituents en el diè i la seva conformació (s-cis o s-trans). Amb el diè en la conformació s-trans s’han obtingut dos mecanisme de cicloaddició per etapes competitius per a la formació dels productes de cicloaddició (4+2) i (2+2). L’estudi destaca que modificant el lligand del catalitzador es pot afavorir un o altre producte de reacció. En el cas de les reaccions d’oxidació d’alquins terminals s’han investigat les reaccions on el grup X-O és un sulfòxid o un N-òxid. Per a la reacció d’oxiarilació entre un arilsulfòxid i un alquí terminal l’estudi ha permès determinar que per a les dues versions, intra- i intermolecular, el mecanisme transcorre a través d’un procés de reagrupament sigmatròpic [3,3’], en discrepància amb la proposta que existia a la bibliografia a través d’un intermedi del tipus carbè/carbocatió d’or. Aquest procés concertat està d’acord amb la regioselectivitat observada en el procés d’arilació, sempre en la posició orto del tiofenil. El mecanisme per a la reacció amb un grup N-òxid transcorre també via un procés concertat amb un cicle de sis membres en l’estat de transició. Per a aquesta reacció s’havia proposat un mecanismes per etapes via un intermedi carbè/carbocatió d’or, aquest mecanisme s’ha analitzat però tots els intents han estat infructuosos. A més, s’ha trobat un mecanisme alternatiu a través d’una espècie diradical, que tot i ser menys favorable que la via concertada, no es pot descartar ja que les diferències d’energia no són prou importants. Per tant, l’estudi permet concloure que les reaccions d’oxidació d’un alquí terminal amb un grup X-O transcorren via un procés concertat sense que intermedis carbè/carbocatió d’or formin part del camí de reacció. En conjunt, els resultats obtinguts en aquesta tesi demostren que els mètodes computacionals són una eina molt útil per estudiar mecanismes de reacció en l’àrea de la catàlisi homogènia amb metalls de transició. / In the last decade, the field of homogeneous catalysis with gold complexes has experienced exponential growth mainly due to their ability to catalyze organic reactions via carbon multiple bond activation. Despite the importance of these reactions, its operation, or more specifically its mechanism is still little known. The main cause lies in that these reactions are generally very fast and the characterization of reaction intermediates is difficult, hence experimental evidences, that provide information on how these reactions evolve, are rare. In this context, this thesis has focused on the study of the mechanisms for a series of reactions catalyzed by gold complexes: cycloadditions between allenes and dienes, and terminal alkynes oxidations via oxygen-transfer from a X-O group. These studies have been carried out using quantum mechanic calculations and in close collaboration with experimental groups that have developed them in the laboratory. The mechanism for the (4+3) and (4+2) cycloaddition products have been investigated for the intramolecular cycloadditions of allenedienes catalyzed by gold(I) and platinum(II) complexes. The results have made it possible to identify that both mechanisms are set through the formation of a heptacyclic intermediate, product of a [4C+3C] cycloaddition, and to analyze the effects of catalyst in the selectivity of each pathway. It has also been observed that the substituents in the terminal allene position induce notable differences on the mechanism. The study on the intermolecular cycloaddition reactions between allenes and dienes has shown that the (4+2) cycloaddition product can be obtained via different mechanisms, concerted ([4C+3C] or [4C+2C]) or stepwise cycloadditions, depending on the relative arrangement of both substrates, the diene substituents and its conformation (s-cis and s-trans). The reaction with s-trans diene can evolve through two competitive stepwise cycloaddition pathways obtaining (4+2) or (2+2) cycloaddition products. The study shows that, by modifying the catalyst's ligand, one or the other reaction mechanism can be favored. For the oxidative reactions of terminal alkynes, the particular cases where the X-O group is a sulfoxide or N-oxide have been investigated. The study of the oxyarylation reaction between a terminal alkyne and an arylsulfoxide has allowed to determine that for both versions intra- and intermolecular, the mechanism run through a [3,3’] sigmatropic rearrangement process. These results are in disagree with the previous mechanism on the bibliography, that proposed a type of gold carbene/carbocation intermediate. Moreover, the concerted mechanism is accorded with the regioselectivity observed in the arylation process, always in the tiofenil ortho-position. The reaction mechanism for the N-oxide group evolves also through a concerted process with a six member cycle. For this reaction was also previously proposed a stepwise mechanism involving a gold carbene/carbocation intermediate, this mechanism was investigated but all the attempts were unsuccessful. In addition, it has found an alternative mechanism through a diradical species; despite this alternative pathway is less favored than the concerted one, it cannot be ruled out due to the energy differences are not important enough. Therefore, the study allows concluding that oxidation reactions of terminal alkynes with a X-O group takes place via a concerted process without presence of gold carbene/carbocation intermediates on the reaction path. To sum up, the results obtained in this thesis demonstrate that computational methods are a very useful tool for studying reaction mechanisms in the field of homogeneous catalysis with transition metals.

En este trabajo proporcionamos doce formas normales para todos los campos vectoriales polinomiales Hamiltonianos en el plano que tienen términos lineales más cúbicos homogéneos y que poseen en el origen un centro de tipo lineal o un centro nilpotente. Para estos sistemas caracterizamos sus retratos de fase globales en el disco de Poincaré y describimos sus diagramas de bifurcación. Las formas normales de estos sistemas las obtenemos utilizando las formas normales de los sistemas cúbicos homogéneos dados en [1], y añadiendo a estos los términos lineales de manera que el origen sea un centro de tipo lineal o un centro nilpotente. Luego describimos los retratos de fase globales en el disco de Poincaré de estas doce familias de sistemas. Para ello en primer lugar encontramos los retratos de fase en el infinito de esos sistemas, y luego encontramos los retratos de fase locales en los puntos singulares finitos. Usando estos dos resultados determinamos los posibles retratos de fase globales de cada familia. Para algunas familias los puntos singulares finitos son demasiado complicados para estudiar sus retratos de fase local, y en algunos otros casos ni siquiera podemos calcular los puntos singulares finitos. En estas situaciones primero determinamos el número máximo de puntos singulares finitos que los sistemas pueden tener, a continuación utilizando el hecho de que el índice total de todos los puntos singulares de un campo vectorial en la esfera de Poincaré con un número finito de puntos singulares es 2 (este resultado se conoce como el teorema de Poincaré–Hopf) determinamos el número posible de puntos singulares finitos y sus posibles retratos fase locales posibles. Para determinar los posibles retratos de fase globales posibles miramos el número de puntos de una recta que pasa por el origen que se encuentran en el mismo nivel de energía. Puesto que los polinomios Hamiltonianos de las doce familias de sistemas son de cuarto grado, no puede haber más que cuatro de tales puntos. Si encontramos que sólo un retrato de fase global es posible para una familia, entonces este es el retrato de fase de la familia. Si hay más de un retrato de fase global posible, entonces mostramos que podemos elegir los parámetros de forma que los retratos de fase se realicen. Por último, después de haber determinado los retratos de fase global para cada familia, describimos sus diagramas de bifurcación utilizando las dos diferencias principales entre estos retratos de fase: el número de puntos singulares finitos y el número de sillas en el mismo nivel de energía. [1] A. Cima and J. Llibre, “Algebraic and topological classification of the homogeneous cubic vector fields in the plane”, J. Math. Anal. and Appl. 147 (1990), 420–448. / In this work we provide twelve normal forms for all the Hamiltonian planar polynomial vector fields having linear plus cubic homogeneous terms which possess a linear type center or a nilpotent center at the origin, and find their global phase portraits on the Poincaré disk. Moreover we provide the bifurcation diagrams of these differential systems. We obtain the normal forms of these systems using the normal forms of cubic homogeneous systems given in [1], and by adding to them the linear terms such that the origin is a linear type center or a nilpotent center. Then we describe the global phase portraits on the Poincaré disk of these twelve families of systems. To do this we first find the phase portraits at infinity of those systems, and then we find the local phase portraits at the finite singular points. Using these two results we determine the possible global phase portraits of each family. For some families the finite singular points are too complicated to study their local phase portraits, in some other cases we even cannot calculate the finite singular points. In these situations we first determine the maximum number of finite singular points that the systems can have, then using the fact that the total index of all the singular points of a vector field on the Poincaré sphere with a finite number of singular points is 2 (this result is known as the Poincaré–Hopf theorem) we determine the possible number of finite singular points and their possible local phase portraits. To determine the possible global phase portraits we look at the number of points of a straight line passing through the origin that are at the same energy level. Since the Hamiltonian polynomials of the twelve families of systems are quartic, there can be at most four such points. If we find only one possible global phase portrait for a family then we are done. If there are more than one possible global phase portrait then we show that for some specific choice of parameters those phase portraits are indeed realizable. Finally, after having determined the global phase portraits for each fam- ily, we describe their bifurcation diagrams using the two main differences between these phase portraits: the number of finite singular points and the number of saddles at the same energy level. [1] A. Cima and J. Llibre, “Algebraic and topological classification of the homogeneous cubic vector fields in the plane”, J. Math. Anal. and Appl. 147 (1990), 420–448.

Los tensoactivos aniónicos y los tensoactivos no iónicos son compuestos ampliamente usados en procesos industriales y en el ámbito doméstico, siendo después introducidos en las aguas naturales a través de vertidos municipales o industriales. Aunque la legislación actual no permite la comercialización de tensoactivos con una biodegradabilidad inferior al 90%, la continuada presencia de estos compuestos en el medio ambiente tiene efectos tóxicos sobre los organismos acuáticos y provoca una disminución de la capacidad auto depuradora de las aguas superficiales. Consecuentemente, el desarrollo de nuevos métodos que permitan la determinación de tensoactivos en el medioambiente ha despertado un gran interés en el ámbito científico en los últimos años.El objetivo de la presente Tesis Doctoral ha sido el desarrollo de analizadores automáticos que para la determinación on-line de tensoactivos aniónicos y no iónicos a niveles bajos de concentración en aguas superficiales. Los analizadores estan basados en sistemas automatizados de Análisis por Inyección en Flujo (FIA) que utilizan electrodos selectivos de iones (ESIs) como sensores potenciométricos. Los ESIs de tensoactivos aniónicos empleados son del tipo all-solid-state (estado sólido) de configuración tubular para su perfecta integración en los sistemas con una membrana plastificada de PVC. Debido a la baja especificidad de los electrodos, su uso directo para muestras ambientales es limitado. Así, los sistemas incluyen un procedimiento de Extracción en Fase Sólida (SPE) para la preconcentración y purificación on-line de los analitos, que se ha integrado y optimizado en el sistema. Además, la utilización de modelos matemáticos de ajustes no lineales para la interpolación de muestras pertenecientes en la región subnernstiana permiten llegar a los límites de detección requeridos para sistemas ambientales.Los sistemas FIA se han aplicado en primer lugar para la determinación de diferentes patrones de tensoactivos. Así mismo, se estudiaron iones potencialmente interferentes como cloruro, nitrato y otros compuestos habituales en las aguas para verificar su grado de interferencia en la respuesta del sistema. Finalmente, los sistemas FIA se han utilizado para la determinación total de tensoactivos aniónicos y tensoactivos no iónicos en agua de río y depuradoras, y se han validado con los métodos estándares que se aplican para estos compuestos a nivel ambiental. Las muestras utilizadas para las validaciones procedían de diferentes puntos del río Llobregat (Barcelona, España).En el caso de los tensoactivos aniónicos, el electrodo indicador utilizado es un electrodo de estado sólido con una membrana de PVC selectiva a tensoactivos aniónicos que emplea una sal de amonio cuaternaria de dodecilbencensulfonato, como par iónico responsable de la selectividad. Éstos presentan una respuesta general a la familia de tensoactivos aniónicos con un límite inferior de respuesta lineal del orden de 10-5 M, cuando se usan en determinaciones directas. En cambio se pueden detectar concentraciones hasta 10-7 M (0.03 ppm) de laurilsulfato sódico (SDS), que se encuadran en la región de respuesta no lineal, cuando se preconcentran 3 mL de muestra y se eluyen con 50 mL de una solución de acetonitrilo/agua al 75% (v/v). La precisión del sistema es del 2% cuando una muestra de 10-6 M es analizada 31 veces, y la frecuencia de muestreo es 10 h-1.El sistema FIA con preconcentración on-line para la medida de tensoactivos aniónicos ha sido validado con el método más empleado para análisis de muestras ambientales, que es el Método de las Sustancias Activas al Azul de Metileno (MBAS), debido a su elevada simplicidad y sensibilidad. Los resultados obtenidos, comparados estadísticamente a un nivel de confianza del 95%, han demostrado que no existen diferencias entre ambos métodos Para la determinación de los tensoactivos no iónicos del tipo polietoxilados se desarrollaron y optimizaron electrodos selectivos all-solid-state con una membrana polimérica de PVC compuesta por o-nitrophenyloctyl ether como plastificante, y una sal de tetrafenillborato del complejo formado entre el ión bario y un NIS polyetoxilado. Estos sensores son sensibles a NIS de cadenas formadas entre 6 y 18 unidades etoxiladas, las cuales son las especies más predominantes entre los tensoactivos no iónicos. El sistema FIA con preconcentración on-line para tensoactivos no iónicos ha demostrado mejorar el límite de detección del sistema directo, disminuyéndolo de 1x10-4 a 3x10-6 M cuando se utiliza un volumen de preconcentración de 40 ml y 200 ml de acetonitrilo (75% en agua) como eluyente. La precisión del sistema se estimó como 4% de RSD (n=25) analizando con un volumen de preconcentración 10 ml un nonilfenol etoxilado de cadena etoxilada compuesta por 12 unidades de concentración 1x10-6 M (0.7 ppm). Finalmente el sistema fue validado con el método Espectroscopía de Masas con modo de ionización Electrospray, comparando con buen grado de correlación los resultados obtenidos por ambos métodos al analizar muestras ambientales.La presente Tesis Doctoral concluye que es posible el desarrollo de analizadores para la monitorización de tensoactivos aniónicos y tensoactivos no iónicos como sistemas de alerta ambientales. / Surfactants are a relevant class of organic compounds, which are widely employed, and so expelled to natural water reservoirs. Anionic surfactants and nonionic surfactants (NIS) are the most used due to their great applicability in domestic and industrial fields. Nowadays, environmental legislation does not permit surfactant products with less than 90% biodegradability to be marketed. Even so, their continued presence in the environment causes toxic fate in aquatic organisms, distortion of the ionic transport in invertebrate animals and a decrease of the self-purification capability of surface waters. Studies have shown that the biodegraded metabolites of some types of nonionic surfactants (NIS) are more persistent and toxic in the environment than their parent compounds such as the oestrogenic performance of nonylphenol. Thus, the determination of surfactants in environmental samples is of great interest, after maximum priority pollutants such as pesticides or polychlorobiphenyls.Therefore, the aim of this work is the development of analysers based on automated flow injection analysis (FIA) system for the determination of low levels of anionic and nonionic surfactants in river and waste water. The systems use specially constructed tubular flow-through ion-selective electrodes (ISEs) as potentiometric sensors of the all-solid state type with plasticized PVC membrane. However, their limited specificity hampers their direct use with environmental samples. Consequently, the FIA systems include a solid-phase extraction (SPE) procedure for purification and preconcentration of analytes. Moreover, the points related to the low detection limits required for the environmental application were further improved when working in the subnernstian region using a nonlinear model.The FIA systems were first applied to the determination of different types of anionic and nonionic surfactant standards. Potentially interfering substances such as chloride, nitrate and other surfactants were checked to verify that they did not interfere on the response of the different systems.Once the proposed methods showed to be suitable for the determination of different surfactant standards, they were applied to surface water samples. On different days, different series of samples were simultaneously analyzed with both the proposed FIA system and a specific standard in order to compare different procedures. The samples were collected from different points of the Llobregat river basin (Barcelona, Spain).The plasticized membrane of the anionic surfactant ISEs employ a quaternarium ammonium salt of dodecylbenzene sulfonate as the ion pair reponsible for selectivity. They show a general response to anionic surfactants with a lower limit of linear response of ca. 10-5 M, when used in direct determinations. Concentrations of ca. 10-7 M (0.03 ppm) of sodium dodecylsulfate could be detected in the nonlinear response region when 3 mL of sample was preconcentrated and eluted with 50 mL of a 75% acetonitrile/water (v/v) solution. Precision was 2% RSD (n=31) for a 1·10-6 M sodium dodecylsulfate standard solution and the sample throughput was 10 h-1. The FIA system was then used for the determination of total anionic surfactants in river and wastewater. It was compared to the Methylene Blue Active Substances (MBAS) spectrophotometric method, which is the widely accepted method for the analysis of anionic surfactants in environmental samples due to its high sensitivity and simplicity but questionable specificity. The results compared using statistical tests at 95% confidence level showed that no significant differences are found when a paired Student's t-test was applied to the data.Concerning the global determination of nonionic surfactants (NIS) of the polyethoxylate type, all-solid-state electrodes developed and optimised in batch studies were used as detectors. Their main membrane components were poly(vinyl)chloride (PVC) as polymeric matrix, o-nitrophenyloctyl ether as plasticizer and the electroactive component, which is formed by the tetraphenylborate salt of the complex between the barium ion and a polyethoxylate NIS. These are sensitive to NIS with an hydrophilic chain between 6 and 18 ethoxylate units, which are predominant species in the environment. The on-line preconcentration procedure improved the detection limit of the direct system, decreasing it from 1x10-4 to 3x10-6 M by use of a preconcentration volume of 40 ml and 200 ml of 75% acetonitrile in water as the eluent. Precision was estimated as 4% RSD (n=25) for a 1x10-6 M (0.7 ppm) nonylphenol polyethoxylate with 12 ethoxylate units when 10 ml of sample are preconcentrated. Finally, the on-line preconcentration system was applied for the total NIS determination in environmental samples and the validation of the FIA system was done with the Electrospray-Mass Spectrometry method with good results. (volumen de preconcentración 10 ml)Both validations showed the possibility to develop analysers for the monitoring of anionic and nonionic surfactants as alert environmental systems.

En esta tesis se estudia el acotamiento en los paraámetros cosmología al combinar observaciones en catálogos de galaxias espectroscópicas y fotométricos. Los catálogos fotométricos miden las distorsiones de lente gravitacional débil (WL), mientras que los catalogos espectroscópicos, con más alta precisión en la información de redshift (o corriento al rojo), son ideales para el estudio de distorsiones espaciales de redshift (RSD). El análisis combinado se realiza únicamente com funciones de correlación angular, lo que simplifica el estudio, en particular en lo que respecta a la inclusión de la covarianza entre observables. El primer capítulo presenta un nuevo algoritmo para el cálculo eficaz de las correlaciones cruzadas de varios marcadores, incluidos WL en correlaciones cruzadas con bines estrechos. Estimar la función de correlación angular es particularmente costoso dado que el número de correlaciones cruzadas aumenta como O(n^2), donde $n$ es el número de bines en redshift. Más adelante, el capítulo estudia el efecto de aproximación de Limber, y RSD en el modelado de correlaciones auto y cruzadas. Para bines de redshift delgados, la aproximación de Limber deja de funcionar y no permite incorporar las correlaciones cruzadas. Al disminuir el ancho de los bines en redshift, crece la amplitude de correlacion y el efecto de RSD, lo que redundará en beneficio del acotamiento de parametros cosmológicos. Una tendencia interesante es la contribución de las oscilaciones acústicas de bariones (BAO) en la correlacion cruzadas entre bines de distitnto redshift. La separacion en redshift entre dos bines reduce la amplitud de las correlaciones en escalas pequeñas, lo que aumenta el contraste en el BAO. También estudiamos la relación señal-ruido de diferentes correlaciones cruzadas. El segundo Capítulo presenta un pronóstico de cotas en la historia de la expansión y del crecimiento cósmico, usando un catalogo spectroscópico y otro fotométrico ficticios de 14000 grados cuadrados cada uno. Cuando estos catalogos se sobrelapan en la misma region del cielo, encontramos mejores cotas en los parametros cosmológicos. Esto es debido a las correlaciones cruzadas adicionales entre catálogos y la reducción de la varianza en el muestreo (debida a la covarianza entre trazadores). En primer lugar mostramos un estudio por separado de la dependencia en el ancho de bin en redshift, en RSD, en BAO y en WL. Encontramos ganancias equivalentes a tener el 30% mas de área en los catalogos cuando estos se superponen en el cielo. Por último, analizamos el origen de esta moderada ganancia en el contexto de la literatura existente. Diferentes grupos han reportado que al solapar los catalogos o bien no encuentran ningún beneficio o bien encuentran grandes beneficios. Nosotros sugerimos que la covarianza entre observables y el uso de diferentes observables puede explicar estas diferencias. El sesgo (bias) en galaxias, relaciona las sobredensidades de galaxias con las del campo de fluctuaciones de materia, de manera que la incertidumbre en el bias limita las predicciones. Por ello investigamos con detalle como las correlaciones cruzadas, RSD, BAO y WL afectan las medidas del bias en galaxias. En particular, cuando los catalogos sobrelapan disminuyen los errores en el bias para la muestras fotométrica. La última seccion cuantifica los beneficios de los "priors'' y los efectos de la estocasticidad en el bias. El impacto de las incertidumbres en las estocasticidad es menor cuando hay sobrelapamiento. / In this thesis we study constraining cosmology when combining spectroscopic and photometric galaxy survey. The photometric survey measures galaxy shape distortions from Weak Lensing (WL), while high precision redshift information makes spectroscopic surveys ideal for redshift space distortions (RSD). The combined analysis is performed entirely in angular-correlation functions, which simplifies the joined analysis, in particular the inclusion of covariance between then. The first chapter introduce a novel algorithm for efficiently calculating the cross-correlations of multiple tracers (i.e. galaxy types/luminosities) and including WL in narrow redshift bin cross-correlations. Estimating the angular-correlations function is in particular demanding since the number for cross-correlations increase O(n^2) with $n$ being the number of redshift bins. Later the chapter study the effect of Limber approximation and RSD on the modeling of auto- and cross-correlations. For thin redshift bins, the Limber approximation completely breaks down and does not allow cross-correlations between redshift bins. Decreasing the bin width increases the amplitude of the galaxy correlations and the effect of RSD, which will benefit the cosmological constraints. One interesting trend is the baryon acoustic oscillation (BAO) contribution in the cross-correlations of redshift bins. The redshift separations between two bins reduce small-scale clustering, hence increasing the BAO contrast. We also study the signal-to-noise of different cross-correlations. The second chapter forecast the constraints on the cosmic expansion and growth history, using two fiducial 14000 sq deg. spectroscopic and photometric galaxy surveys. Overlapping surveys (same sky) has improved constraints from additional cross-correlations and sample variance cancellations (covariance in multiple tracers). We study first separate how redshift bin width, RSD, BAO and WL affect the forecast. We find gains equivalent to 30\% larger areas when using overlapping surveys. Last, we discuss the origen of this moderate gain in the context of existing literature. Different groups reports either none or high benefits for overlapping galaxy surveys. We suggest the covariance between surveys and different same-sky definitions (i.e. different observables) can explain the differences. Galaxy bias relate the galaxy overdensities to the underlying matter fluctuations, and the uncertainty in galaxy bias strongly affects the forecast. We therefore investigate in detail how cross-correlations, RSD, BAO and WL affects constraints on galaxy bias. Overlapping surveys in particular increase constraint on the bias from the photometric sample. Last section quantify the benefit of priors and the effect of bias stochasticity. The impact of uncertainties in bias stochasticity is less for overlapping surveys.

Al llarg de la tesis, diversos elements òptics i fluidics s’han aconseguit integrar en sistemes optofluidics completament funcionals. La integració d’aquests s’ha realitzat fent servir la tècnica de soft-lithography i el PDMS com material constituent per garantir el baix cost i la felxibilitat dels sistemes LOC. Els elements desenvolupats s’han caracteritzat individualment i els LOCs s’han testat i caracteritzat com a eines per a l’analisis bioquímic per sobrepassar problemes actuals. Es resalta el diseny, optimització, fabricació i caracterització dels elements optics individuals. Els elements òptics es divideixen en dos grups, passius i actius. Els passius són aquells que no necessiten cap font d’energia externa per funcionar. Primerament, els més simples, i.e., lents col·limadores i estructures d’autoalineament, necessàries per crear estructures més complexes. Aquests elements s’havien publicat prèviament, però l’optimització feta així com el desenvolupament d’estructures auxiliars tot fabricat utilitzant la mateixa tecnologia i sense augmentar el passos necessaris doten els elements d’una gran robustesa i ens permeten crear estructures més complexes. Miralls d’aire i lents s’han combinat per formar divisors de feix. El principal problema dels divisors de feix és la desviació entre la intensitat als canals de sortida. Aquest problema indica que pot haver-hi un desalineament en la posició de les fibres, les lents col·limadores o els miralls d’aire. Utilitzant variacions de la tecnologia MIMIC un nou element òptic passiu s’ha dissenyat, fabricat i caracteritzat. PDMS dopat amb 3 pigments diferents s’ha utilitzat per crear filtres amb stopbands al llarg de l’espectr visible. Finalment, un element actiu, un emissor integrat, s’ha redissenyat utilitzant software de simulació òptica. Els resultats suggereixen que hi ha volums morts dins l’estructura i per tant, es proposa una reducció de tamany i un canvi de forma. La integració de molts d’aquests elements més alguns de fluídics es detalla. Primerament, connectors entre mòduls es dissenyen i testegen. L’emissor redissenyat es manufactura i caracteritza. El seu comportament concorda amb les simulacions i suggereig que encara es podria rediu més el volum. Tots els mòduls es fabriquen de dues repliques de PDMS. Cada mòdul és elàstic i pot ser connectat amb els altres en qualsevol substrat, les connexions entre mòduls no són permanents i es poden fer i desfer sense cap coneixement previ sobre microfluidica o LOC. Per tant, el sistema modular té prou flexibilitat per crear LOC a la carta a investigadors sense els coneixements necessaris per crear-los des de zero. Per provar-ho diversos mòduls s’han unit i utilitzat per determinar la concentració de Cristall violeta. Les lents col·limadores ja reportades s’han integrat monolíticament en un generador de microgotes monodisperses. S’han proposat dues configuracions òptiques per possibilitar les mesures en fluorescència i absorbància de les microgotes. Ambdues s’han testejat i comparat amb el set up previ demostrant resultats equiparables. A més, les configuracions proposades poden detectar gotes no etiquetades, una fet que no era possible amb el set up previ, amb la mateixa precisió i fiabilitat. Malgrat tot, degut a les nostres lents col·limadores i els equips de lectura, la velocitat de detecció de gotes està limitada a 160 gotes/s. Finalment, la determinació del medi interior de la gota s’ha demostrat experimentalment per primer cop en un sistema optofluidic. Finalment, s’ha contruit un FCOR comapcte i integrables utilitzant tècniques de soft-lithography i utilitzant únicament PDMS i aire per assegurar baix cost i robustesa. S’han utilitzat phaseguides per crear un FCOR amb un mirall mòbil sense parts mòbils. Aquest LOC és repetitiu i té una llarga durabilitat (no s’aprecia degradació o baixada de rendiment en tot l’espectre visible durant setmanes). Per últim, FCOR s’ha integrat amb dos LOC reportats amb anterioritat per fer mesures en paral·lel de glucosa i lactat amb una única font de llum. Un cop calibrat el sistema, el FCOR permet la mesura de glucosa i lactat amb coherència amb resultats previs. Validant, per tant, el FCOR per anàlisis en paral·lel. / Along the thesis, several optics and fluidics elements are succesfully integrated in fully functional optouidic systems. Integration of these elements using soft-lithography fabrication technique and PDMS as constituent material ensures low-cost, disposable and flexible LOCs systems. Developed elements are individually characterized and LOCs are characterized and tested as (bio)chemical tools to overcome unsolved issues of the present state of the art in LOC applications. Design, optimization, fabrication and characterization of individual optical elements is outlined. Optical elements have been divided in two categories, passive and active elements. Passive elements are those which do not require an energy source to work. Firstly, the most simple elements, i.e., collimation lenses and self-alignment structures, necessary to create more complex structures. Such elements usually were published previously, but our development and optimization of elements as well as auxiliary structures, e.g., stoppers and self-alignment channels, built using a single technology with no increase of fabrication steps, provide a robust approach to create more complex structures. Air mirrors and lenses are combined to create beam splitters. The major issue of the BS is the deviation of output power between channels. This result suggests that some misalignment in the fibre position, the lens collimation or the waveguide geometry has occurred. Using developed MIMIC variations a new passive optical element are designed, fabricated and characterized. PDMS doped with three different pigments are used to create filters with stopbands along the whole visible spectrum. Finally, an active element, an integrated emitter, is redesigned using TracePro simulation software. Simulation results suggest there are dead volumes inside the emitter chamber. Then, size reduction and shape change is proposed. Integration of many of the these optical plus some fluidic elements is explained. Firstly, different connectors between modules are designed and tested. The previously redesigned integrated emitter are manufactured and characterized. Its behaviour matches with simulations results and suggest a further size reduction is not only possible but also recommendable. All the modules are fabricated from two PDMS replicas. Each module is elastic and can be assembled with other modules in any substrate, modules connections are not permanent and can be plug and unplug with no previous knowledge in microfluidics or LOC. Hence, presented modular system have enough flexibility to create LOC on demand to researchers without the background required to design and manufacture LOC systems from scratch. In order to prove it several modules are tested together in a crystal violet concentration determination. Previously reported collimation lenses are monolithically integrated in a monodisperse microdroplets generator. Two different optical configurations have been proposed in order to make possible fluorescence and absorbance measurement of droplets. Both are tested and compared to previous set up with equivalent results. In addition, proposed configurations can detect unlabelled droplets, a feature that was not possible with the previous set up, with the same precision and reliability. However, due to our collimation lenses and readout equipment, the droplet generation rate is limited to 160 drops/s. Finally, screening of droplet inner medium is experimentally proved for first time in optofluidic system. Afterwards, a compact and integrable fluidically controlled optical router (FCOR) is build using soft-lithographic techniques and made entirely of PDMS and air ensuring low-cost and robustness. Phaseguides, has been exploited to create a FCOR with a movable mirror without mobile parts. The LOC is repetitive, and has a good durability (non appreciable degradation or performance deterioration for weeks, in the whole visible spectrum). Finally, FCOR is integrated in a previously reported LOC performing parallel measurements of glucose and lactate with a single light source. After setup calibration, the FCOR allows parallel measurement of glucose and lactate showing good agreement with previous results. Validating then, the FCOR for parallel analysis.

Les comunitats de paràsits de peixos han estat usades com a eines integrals per a la salut de l’ecosistema. L’objectiu general de la present tesi és doble: d’una banda es pretenia proporcionar una millor comprensió de la composició i l’estructura de les comunitats parasítiques dels teleostis perciformes Mullus barbatus L., Spicara maena (L.) i Trachinus draco L. del nord-oest Mediterrani (especialment, la costa de Catalunya) i testar si les variacions en l’estructura de la comunitat parasítica podien estar relacionades amb les càrregues de pol·lució i/o amb la varietat natural (geogràfica i temporal). El mostreig va tenir lloc el 2007 al nord-oest del Mar Mediterrani, davant de la costa de Barcelona (Catalunya, nord-est d’Espanya) a la plataforma continental, a profunditats d’entre 50-68 metres. Una vegada al vaixell, els individus foren mesurats (longitud total) i pesats (pes total). Els espècimens foren immediatament congelats a -20ºC en bosses de plàstic individuals per a posteriors procediments al laboratori. Els individus descongelats foren processats i examinats per buscar ectoparàsits i endoparàsits sota l’estereomicroscopi. Tots els paràsits recollits foren comptats i processats seguint les tècniques parasitològiques. Una nova espècie críptica pertanyent al “complexe A. laguncula”, Aponurus mulli n. sp., fou descrita en base a l’abundant material trobat en Mullus barbatus (hoste tipus) i en M. surmuletus capturats prop de les costes Mediterrànies espanyoles mentre que es varen redescriure dos digenis Hemiuridae que són freqüentment citats però molt poc coneguts, en base al material capturat a la costa de Barcelona de l’oest Mediterrani, Lecithochirium musculus (Looss, 1907) (Lecithochiriinae), , i Ectenurus lepidus Looss, 1907 (Dinurinae). D’altra banda, s’examinaren les comunitats parasítiques de Mullus barbatus L., una espècie mediterrània bioindicadora, mostrejada en un gradient de variacions de petita escala de PCBs en els sediments de la plataforma continental. Les respostes dels paràsits als nivells moderats de pol·lució observades foren validades simultàniament amb el monitoratge químic i amb l’efecte dels biomarcadors bioquímics. També vàrem descriure les comunitats de paràsits de Spicara maena (L.) i Trachinus draco L. del nord-oest Mediterrani, amb una visió en l’ús dels paràsits com a marcadors ambientals. El nematode Hysterothylacium fabri fou proposats per a futurs estudis de monitoratge ecològic de la costa de Catalunya. / Parasite communities of fish have been used as comprehensive tags of ecosystem health. The general target of the present thesis is twofold: on the one hand we aimed to provide a better understanding of the composition and structure of parasite communities in the perciform teleosts Mullus barbatus L., Spicara maena (L.) and Trachinus draco L. from the north-western Mediterranean (specifically, the Catalonian coasts); on the other hand we aimed to test whether variations in parasite community structure can be related to pollution loads and/or with natural variability (geographical and temporal). Sampling took place in 2007 in the north-western Mediterranean Sea, in front of the coast of Barcelona (north-eastern Spain) on the continental shelf at depth of 50-68m. Once on board, individuals were measured (total length) and weighted (total weight). They were immediately frozen at -20ºC in an individual plastic bag for posterior procedures in the laboratory. Thawed specimens were processed and examined for ectoparasites and endoparasites under the stereomicroscope. All parasites collected were counted and processed following parasitological procedures. A new cryptic species of the ‘A. laguncula complex’, Aponurus mulli n. sp., was described on the basis of abundant material from Mullus barbatus (type-host) and M. surmuletus off the Spanish Mediterranean coasts whereas two frequently reported but poorly known Hemiuridae digeneans, Lecithochirium musculus (Looss, 1907) (Lecithochiriinae) and Ectenurus lepidus Looss, 1907 (Dinurinae), were redescribed based on material from off the Barcelona coast of the western Mediterranean. Otherwise, parasite communities of the Mediterranean sentinel fish species, Mullus barbatus, sampled at a small-scale PCB gradient at the shelf sediments, were examined. The observed parasite responses to moderate levels of pollution were simultaneously validated by both chemical monitoring and biochemical biomarkers effects. We also described the parasite communities of Spicara maena (L.) and Trachinus draco L. off the north-western Mediterranean, with a view of using parasite species as environmental tags. The nematode Hysterothylacium fabri is purposed for future studies in ecological biomonitoring for the coast of Catalonia.

A través de la historia de la vida, gran parte de los organismos han desarrollado estrategias para responder a un mundo en constante cambio. Hoy en día, las actividades humanas producen cambios ambientales a una velocidad sin precedentes, lo cual se traduce en grandes desafíos para la persistencia de biodiversidad. Esta investigación evalúa las respuesta de los animales a los cambios ambientales enfocándose en la flexibilidad del comportamiento como estrategia adaptativa. En una primera aproximación a una escala evolutiva, se otorgan evidencias del vínculo hasta ahora tenue entre la cognición e historias de vida, entregando un claro apoyo a la relación entre longevidad, vida reproductiva y el tamaño del cerebro en mamíferos. La longevidad es el centro de muchas hipótesis respecto a las ventajas de desarrollar un cerebro grande, como por ejemplo en la hipótesis del buffer cognitivo y las respuestas flexibles frente a nuevos ambientes. En un segundo nivel, se abordan factores extrínsecos e intrínsecos que podrían explicar las diferencias individuales en innovación, un componente clave en la flexibilidad del comportamiento. Por medio de una aproximación experimental, se evalúan potenciales escenarios que podrían conducir a consistentes diferencias individuales en uno de los principales factores subyacentes a la innovación (i.e. la motivación), y el potencial control endocrino sobre estos escenarios. Posteriormente, con el objetivo de evaluar la respuesta de los animales frente a los cambios ambientales actuales, se explora la respuesta de los animales frente a una de las actividades humanas mas disruptivas sobre los ecosistemas, la urbanización. Por medio de un analisis filogenetico comparativo a nivel global en aves se abordan los mecanismos implicados en la perdida de biodiversidad observada en ambientes urbanos. Los resultados entregan evidencias sobre la importancia de procesos de dispersión local junto con el papel clave de los rasgos de historia de vida, pero en un sentido diferente al clasicamente pensado. Finalmente por medio de una revisión bibliográfica se entregan evidencias teóricas y empíricas que respaldan el rol clave de la flexibilidad del comportamiento en confrontar los desafíos de una vida urbana. La integración de estos resultados muestra cómo el pasado evolutivo contribuye a hacer frente a los retos ambientales actuales, y pone de relieve posibles consecuencias ante un planeta más cambiante que nunca / Across the history of life, most of organisms have evolved proper strategies to respond to an ever-changing world. Nowadays, human-conducted environmental changes impose an unprecedented lost of biodiversity. This thesis assesses one of the key responses to actual environmental changes, behavior flexibility. In a first approximation by a phylogenetic comparative approach, strong evidences for the still tenuous link between cognition and life history is reported. The clearest support for the relationship between lifespan and brain size in mammals is showed. Lifespan is core to many hypotheses regarding the advantages of enlarged brains, like the cognitive buffer hypothesis to proper respond to novel environments. In a second level, it was explored for the drivers of innovation propensity, a key component of behavior flexibility. By mean of an experimental approach, the possible scenarios that may select for consistent individual differences in motivation, a major driver of innovation, were assessed. Consistent individual differences in motivation are reported, but heritability and endocrine control features suggest that mechanism may be different of those hypothesized. Later, to approach for the role of behavioral flexibility in changing environments, the behavior responses to one of the most disruptive effects of human activities on ecosystem, the urbanization, were assessed. First, using a global comparative analyses in birds communitiesacross the world, it was showed the importance of local processes by random dispersal effects alongside habitat filtering to explain lose of biodiversity in urbanized environments. Some phylogenetic lineages appear more likely than others to thrive in urban environments, which is related to a future-returns strategy (i.e. low brood value) that allow for decrease the cost of delay reproduction and increase the opportunities to acquiring environmental information. Second, based on a literature review, theoretical and empirical evidences are reported for argue that behavioural flexibility is an important way to deal with urban environments. The integrations of these results shows how the evolutionary past has shaped the traits that contribute to deal with actual environmental challenges, and highlight the expected consequences in a rapid changing, human-dominated world.

Aquesta tesi doctoral proporciona una revisió actualitzada dels carnívors fòssils (Mammalia: Carnivora) del Miocè de la conca del Vallès-­‐Penedès. Situada al NE de la península Ibèrica, aquesta conca es caracteritza per un ric registre fòssil de vertebrats terrestres. Mentre que alguns grups, com els primat, s’han estudiat molt a fons, el registre fòssil dels carnívors no s’hi havia estudiat en detall durant les darreres dècades. Després de tres capítols introductoris dedicats a la filogènia i anatomia dels carnívors, els mètodes generals emprats en la tesi, i el context geològic i biostratigràfic de la conca del Vallès-­‐Penedès, el cos principal de la tesi es composa de cinc capítols dedicats a la biostratigrafia de l’Euràsia Occidental (amb èmfasi en la conca del Vallès-­‐Penedès), així com també a la taxonomia i filogènia de grups particulars de carnívors. En concret, aquesta capítols proporcionen diagnosis esmenades i anàlisis cladístiques de diversos tàxons —Trocharion albanense (Mustelidae: Leptarctinae) i Albanosmilus jourdani (Barbourofelidae)— a partir de restes prèviament inèdites provinents d’aquesta conca. Aquests capítols també descriuen noves restes de diversos fèlids dels gèneres Styriofelis (Felidae: Felinae), Pseudaelurus (Felidae: Felinae) i Machairodus (Felidae: Machairodontinae), i sobre aquesta base se’n revisa la distribució cronostratigràfica a la conca del Vallès-­‐ Penedès. També es proporcionen contribucions taxonòmiques significatives en els apèndixs d’aquest treball. En un d’ells, es descriu un nou gènere, Kretzoiarctos (Ursidae: Ailuropodinae) —el qual representa el membre més antic enregistrat del llinatge del panda gegant—, i se’n discuteixen les seves implicacions per a l’evolució dels úrsids. En l’altre apèndix, es revisa i actualitza tot el registre de carnívors del Miocè de la conca del Vallès-­‐Penedès, a partir de la revisió de les restes fòssils disponibles. Els resultats de la tesi s’integren i resumeixen en la discussió i conclusions, on es proporciona una revisió resumida de la història evolutiva dels Carnivora en la conca del Vallès-­‐Penedès. En conjunt, aquesta tesi proporciona una actualització del registre fòssil conegut dels carnívors en aquesta conca, principalment des d’una perspectiva taxonòmica i filogenètica, però alhora tot explorant-­‐ne les implicacions paleobiogeogràfiques i biostratigràfiques. Es conclou que actualment hi ha representades 55 espècies de carnívors, corresponents a 11 famílies, en el Miocè de la conca del Vallès-­‐Penedès. També es discuteixen els canvis en la paleobiodiversitat dels carnívors al llarg del temps en aquesta conca. A més de les contribucions al coneixement de l’evolució dels carnívors en general, i del registre fòssil de vertebrats en la conca del Vallès-­‐Penedès en particular, aquesta tesi també posa de manifest la necessitat de realitzar estudis taxonòmics detallats abans d’utilitzar dades paleontològiques publicades fa temps per tal de dur a terme estudis de la dinàmica de la diversitat. / This doctoral dissertation provides an updated review of the fossil carnivorans (Mammalia: Carnivora) from the Miocene of the Vallès-­‐Penedès Basin. Situated in NE Iberian Peninsula, this basin is characterized by a rich fossiliferous record of terrestrial vertebrates. While some groups, such as primates, have been thoroughly studied, the fossil record of carnivorans had not been studied in detail for several decades. After three introductory chapters devoted to carnivoran phylogeny and anatomy, the general methods employed in the dissertation, and the geological and biostratigraphic framework of the Vallès-­‐Penedès Basin, the main body of the dissertation is composed of five chapters devoted to the biostratigraphy of Western Eurasia (with emphasis on the Vallès-­‐Penedès Basin) as well as to the taxonomy and phylogeny of selected groups of carnivorans. In particular, these chapters provide emended diagnoses and cladistic analyses of various taxa— Trocharion albanense (Mustelidae: Leptarctinae) and Albanosmilus jourdani (Barbourofelidae)—based on previously unpublished remains from this basin. These chapters further describe new remains of various felids from the genera Styriofelis (Felidae: Felinae), Pseudaelurus (Felidae: Felinae) and Machairodus (Felidae: Machairodontinae), and on their basis they review their chronostratigraphic distribution in the Vallès-­‐Penedès Basin. Significant taxonomic contributions are also done in the appendices of the work. In one of them, a new genus, Kretzoiarctos (Ursidae: Ailuropodinae)—representing the earliest recorded member of the giant panda lineage—is described, and their implications for ursid evolution are discussed. In the other appendix, the whole carnivoran record of the Miocene from the Vallès-­‐Penedès Basin is reviewed and updated based on the revision of the available fossil remains. The results of the dissertation are integrated and summarized in the discussion and conclusions, which provide a summary review of the evolutionary history of the Carnivora in the Vallès-­‐Penedès Basin. Overal, this dissertation provides an update of the known fossil record of carnivorans in this basin, mostly from a taxonomic and phylogenetic viewpoint, but further exploring its paleobiogeographic and biostratigraphic implications. It is concluded that 55 carnivoran species, belonging to 11 families, are currently recorded in the Miocene of the Vallès-­‐Penedès Basin. Changes in carnivoran paleobiodiversity through time in this basin are further discussed. Besides the contributions to the knowledge of carnivoran evolution in general, and of the vertebrate fossil record of the Vallès-­‐ Penedès Basin in particular, this dissertaion further highlights the need to perform detailed taxonomic studies before using paleontological data published long ago for performing studies of diversity dynamics.

La tecnologia solar i fotovoltaica ha experimentat un important creixement durant els últims anys, i es preveu que sigui una de les principals fonts d'energia en un futur proper. Aquest creixement està relacionat amb una reducció significativa dels costos de producció i fabricació, així com amb una important evolució dels dispositius fotovoltaics que ha originat un increment en l'eficiència de les actuals cèl·lules solars. En el context del desenvolupament de nous dispositius fotovoltaics, la caracterització de materials es considera una tasca determinant. Així, tenint en compte que els dispositius fotovoltaics evolucionen cap a sistemes més prims i estructures més petites, les tècniques de caracterització d'alta resolució representen un paper rellevant en l'evolució i desenvolupament de la tecnologia solar i fotovoltaica. En el present treball, s’utilitzen diferents tècniques de caracterització d'alta resolució per estudiar determinades característiques de dispositius solars basats en silici cristal·lí. Entre les tècniques utilitzades trobem la microscòpia per sonda kelvin, l’espectroscòpia Raman i l’espectroscòpia de fotoluminescència. En concret, el treball es centra fonamentalment en l'estudi de capes de passivació superficial, així com en l'estudi de contactes elèctrics locals processats mitjançant tecnologia làser. L'elevada resolució de les tècniques de caracterització utilitzades en aquest treball ens permet accedir a informació única i exclusiva sobre certes propietats dels sistemes i materials estudiats. D'aquesta manera, la informació obtinguda representa la base per optimitzar i millorar els dispositius fotovoltaics actuals. En la part final del treball, les mateixes tècniques experimentals s'utilitzen per estudiar l'ordenament molecular de diferents capes orgàniques utilitzades en dispositius fotovoltaics d’última generació. Els sistemes fotovoltaics orgànics mostren atractives propietats com flexibilitat i baix cost, les quals posicionen a aquests sistemes com possibles candidats per un ampli ventall de noves aplicacions. Amb aquest últim estudi es vol demostrar la versatilitat i potencial de les tècniques experimentals utilitzades en aquest treball per a l'estudi de materials i dispositius fotovoltaics. / Photovoltaic (PV) technology has experienced a tremendous growth during recent years, and PV energy is expected to be one of the main energy sources in the future. This growth has been induced by a drastic reduction of production costs, and an important evolution of solar cell technology that has lead to an increase of solar cells efficiency. In the context of device evolution, material and device characterization becomes an important task to further explore novel PV systems and architectures. Since ultimate PV technologies progressively move towards thinner devices and smaller structures, characterization techniques with high spatial resolution play an important role for the further technological development of the PV field. In this work, we apply different high-resolution advanced characterization techniques such as Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM), micro-Raman and micro-Photoluminescence (PL) to carry out a comprehensive study of crystalline silicon (c-Si) PV devices. In particular, the work is focused on the analysis of rear surface passivation layers and local base contacts processed by laser, which are key features of ultimate c-Si PV architectures. The high-resolution capabilities of such experimental techniques allow obtaining unique and exclusive information about material properties and device operation. In this sense, the obtained information represents the foundations to improve and optimize the current PV devices and technology. In the final part of the work, we apply the same experimental techniques to study the molecular distribution across organic PV (OPV) thin films. OPV systems show attractive properties like low cost and flexibility, which make them suitable candidates for a broad range of novel application possibilities. With this last study we intend to demonstrate the versatility and applicability of the used characterization techniques for studying a wide range of PV materials and devices.

Aquesta tesi presenta la caracterització d’un disseny de detector pxel de CdTe per aplicació en imatge en medicina nuclear. El treball d’aquesta tesi s’ha portat a terme en el marc del projecte Voxel Imaging PET (VIP) Pathnder. El projecte VIP es un projecte ambiciós que pretén provar la viabilitat d’utilitzar detectors pixel·lats de CdTe en imatge en medicina nuclear. El disseny proposat és el mòdul VIP, que consta de blocs de CdTe de 10 mm 10 mm de superfcie i 2 mm de gruix, que estan segmentats en pxels de 1 mm 1 mm. Cada diode de CdTe és llegit pel VIP-PIX, un xip desenvolupat pel projecte VIP i que ofereix una lectura intelligent i independent per píxel i proporciona la mesura en energia i en temps per cada detecció. El treball presentat en aquesta tesi és la caracterització del rendiment de tres experiments per validar el comportament del mòdul VIP. En primer lloc s’ha realitzat la mesura de la resolució en energia i la resolució en coincidència temporal per un detector coplanar de 2 mm de gruix. En segon lloc, s’ha mesurat el charge sharing entre píxels. Per a aquest propòsit, s’ha utilitzat un experiment amb un diode de CdTe llegit per xip VATAGP7.1. L’efecte del charge sharing en la resolució en energia dels píxels també s’ha estudiat. Finalment, s’ha evaluat el rendiment d’un diode de CdTe llegit pel xip VIP-PIX. El rendiment dels circuits electrònics del VIP-PIX s’han caracteriztat i s’ha mesurat la resolució en energia dels píxels de CdTe Aquesta tesi consta de 7 capítols. El capítol 1 parla de la física en la detecció de radiació, especialment centrada en la detecció gamma. El capítol 2 parla de la medicina nuclear, les tècniques utilitzades i els escàners més novedosos emprats en aquest àmbit. El capítol 3 parla del projecte VIP, mostra els detalls del disseny VIP, els objectius aconseguits ns al moment i els objectius a assolir per al nal del projecte. Els capítols 4, 5, i 6 mostren cadascuna de les tres etapes dels experiments realitzats durant la tesi. El capítol 4 mostra les mesures de resolució en energia i coincidència en temps de detecció d’un detector amb un únic píxel de 2 mm de gruix. El capítol 5 mostra les mesures de charge sharing per un detector amb píxels de 2 mm 1 mm i el seu efecte en la resolució en energia. El capítol 6 mostra la mesura de resolució en energia per un detector de CdTe pixel·lat llegit pel xip VIP-PIX, que té píxels de 1 mm 1 mm. El capítol 7 presenta les conclusions assolides amb els tres anàlisis i els posa en el context del camp de deteccio de radiacions per a imatge mèdica. / This thesis presents the characterization of a pixel CdTe detector design for application in nuclear medicine imaging. The thesis work has been carried out within the framework of the Voxel Imaging PET (VIP) Pathfinder project. The VIP project is an ambitious project that aims to prove the feasibility of using pixelated CdTe detectors in nuclear medicine imaging. The proposed design is the VIP module, which consists of slabs of CdTe of 10 mm x 10 mm surface and 2 mm thickness, which are segmented into pixels of 1 mm x 1 mm. Each CdTe diode is readout by the VIP-PIX, an ASIC developed by the VIP project which others smart readout per pixel and provides the energy measurement and the timestamp for each detection. The work presented in this thesis is the characterization of the performance of three different setups to validate the behavior of the VIP module. One of the steps consists of the measurement of the energy resolution and the coincidence time resolution for a CdTe coplanar detector of 2 mm thickness. In the second step the charge sharing between pixels has been measured. A setup with a CdTe diode readout by the VATAGP7.1 has been used. The e ect of the charge sharing on the energy resolution of the pixels has been studied as well. Finally, the performance of a CdTe diode readout by a VIP-PIX ASIC has been evaluated. The performance of the VIP-PIX electronics has been characterized and the energy resolution of the CdTe pixels has been measured. The thesis consists of 7 chapters. Chapter 1 is about the physics behind radiation detection, especially focused on gamma detection. Chapter 2 is about nuclear medicine, the techniques used and the state-of-the-art of nuclear medicine scanner devices. Chapter 3 is about the VIP project, it shows the details of the VIP design, the goals achieved so far, and the targets for the end of the project. Chapters 4, 5, and 6 show each of the three stages of experiments carried out in the thesis. Chapter 4 shows the energy resolution and coincidence time resolution of a single pixel detector with 2 mm thickness. Chapter 5 shows the measurement of charge sharing for a pixel detector with pixels of 2 mm x 1 mm and its effect on the energy resolution. Chapter 6 shows the measurement of the energy resolution for a pixelated CdTe diode readout by the VIP-PIX ASIC, which has pixels of 1 mm x 1 mm. Chapter 7 presents the conclusions achieved with the three analyses and puts them in the context of the radiation detection science for medical imaging.