En el transcurso de este trabajo se han estudiado las propiedades ópticas y vibracionales de nanoestructuras semiconductoras de baja dimensionalidad por medio de espectroscopia Raman y fotoluminiscencia combinadas con la técnica de altas presiones hidrostáticas en una celda de diamantes. Los sistemas materiales investigados pueden ser clasificados en tres grupos: aleaciones de SiGe, puntos cuánticos de Ge/Si, y puntos cuánticos de CdSe/ZnCdMgSe. Las propiedades vibracionales de las aleaciones de SiGe fueron estudiadas investigando la dependencia en composición de los potenciales de deformación ópticos (K11 y K12). Con esta finalidad se crecieron capas estresadas de SiGe/Si(100) utilizando la técnica de epitaxia por haces moleculares, las cuales fueron posteriormente estudiadas combinando espectroscopia Raman con la técnica de altas presiones. Una vez obtenidos estos potenciales de deformación calculamos la dependencia en composición de parámetros muy utilizados en la literatura como sean el strain-shift coefficient o el parámetro de Grüneisen. La ventaja principal de este método respecto de otros es que es independiente del sistema material estudiado presentándose como una solución a la determinación de la dependencia en composición de los potenciales de deformación. El estado de strain de puntos cuánticos autoensamblados Ge/Si como función del espesor de cap layer sobre los mismos fue investigado utilizando la dependencia con presión de sus vibraciones ópticas (fonones). A medida que se aumenta el espesor del cap layer sobre los puntos cuánticos observamos una transición en el estado de strain de los mismos de una situación biaxial a hidrostática. Este resultado provee un método conveniente para determinar la forma del tensor de strain en sistemas de puntos cuánticos. El estado de strain de puntos cuánticos de CdSe/ZnCdMgSe también fue investigado utilizando espectroscopía Raman. Estimamos la importancia relativa del estado de strain de los mismos frente a los efectos de confinamiento en lo que refiere la dependencia del primer nivel excitado. Finalmente, observamos interdifusión de Mg de la barrera hacia los puntos cuánticos de CdSe en condiciones de resonancia, que fueron logradas mediante la aplicación de presión hidrostática al sistema. La combinación de la técnica de altas presiones con espectroscopía Raman ha resultado ser sumamente útil para estudiar sistemas semiconductores de baja dimensionalidad. Los resultados obtenidos en este trabajo no son originales solamente desde el punto de vista fundamental sino también la combinación propuesta de técnicas experimentales provee una forma alternativa para determinar propiedades físicas que sería sumamente complicado realizar por otros métodos.

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El monóxido de europio EuO es un material ferromagnético que muestra una gran variedad de fenómenos físicos y se utiliza a menudo como sistema ideal. Cabe destacar el efecto Kerr, el transporte de espín y, para EuO , una transición metal-aislante con magnetorresistencia colosal. EuO es el único óxido binario conocido que se puede crecer termodinámicamente estable en contacto con silicio. Este óxido puede utilizarse para la inyección de espines ajustando su conductividad a la del silicio o también cómo barrera túnel. Mediante el dopaje, normalmente con lantánidos o Eu, puede aumentarse la temperatura de Curie por encima de los 69K. Las dificultades inherentes a la fabricación de películas delgadas de EuO hacen su aplicación difícil, porque forma fácilmente oxidos no magnéticos, Eu O o Eu O . En esta tesis se estudian también compuestos relacionados como EuS y Eu O . En un primer intento se utilizó la deposición por láser pulsado, donde debido al alto contenido de oxígeno en la cámara se creció Eu O epitaxial. Este óxido de europio tiene aplicaciones en recubrimientos fotoactivos, almacenamiento de datos ópticos, pantallas fluorescentes y dispositivos microelectrónicos debido a su excelente comportamiento dieléctrico. Esta tesis presenta el primer ejemplo de crecimiento epitaxial de una película delgada de Eu O mediante técnicas en fase de vapor. Se describen los intentos de depositar EuO mediante pulverización catódica a partir de un blanco metálico. Siendo esta técnica la preferida en aplicaciones industriales, se estudió el efecto de diferentes substratos, y de capas intermedias y de protección. La alta reactividad del Eu en el interior del plasma provoca una mala reproducibilidad de las deposiciones y la presencia simultánea de varios óxidos de Eu que se determinó mediante rayos X. La deposición por MBE es actualmente la técnica preferida para conseguir crecimiento de EuO de alta calidad, porque ofrece un gran control de los parámetros críticos de la deposición. Gracias a su perfecta compatibilidad estructural, el YSZ facilita el crecimiento epitaxial de EuO. Hemos observado que se pueden superar problemas en el depósito mediante la introducción de una capa intermedia de MgO, con la que incluso se mejoró la cristalinidad de las capas. Al considerar las aplicaciones del EuO, el dopaje es relevante, porque permite el aumento de la temperatura de Curie y una modificación de la resistividad de varias órdenes de magnitud. Hemos demostrado que EuO dopado con un porcentaje muy bajo de Se muestra un gran aumento de la temperatura de Curie. Como no existe ningun modelo para este caso concreto en la literatura, se analiza el mecanismo que puede dar lugar a este comportamiento atípico. En esta memoria también se presentan las primeras medidas nanocalorimétri-cas de películas delgadas de EuO. Aparte de mejorar el sistema de medición, se ha desarrollado un formalismo matemático que permite un cálculo más preciso de la capacidad calorifica. Se han medido capas de EuO con espesores de unos pocos nanómetros. Se observa una disminución de las temperaturas de Curie y Debye al disminuir el espesor. También se modifica la entropía magnética, debido al aumento de átomos con baja coordinación a través de la superficie o las juntas de grano. El último capítulo trata de barreras ferromagnéticas y aislantes de EuS, que son menos reactivas y similares a las barreras de EuO, utilizadas para hacer medidas de transporte. El efecto de la intercara entre EuS y aluminio superconductor se ha investigado mediante la introducción de capas delgadas intermedias de Cu y Si en las juntas. Se ha observado un pico anómalo a bias cero, que tiene un comportamiento histerético cuando se aplica un campo magnético. La polarización de espín máxima que se obtuvo fue del 56%. / Ferromagnetic europium monoxide (EuO) displays a huge variety of physical phenomena and due to its simple structure it is often used as a model system. It shows magneto-optic Kerr effect, spin-dependent transport and, in the case of Eu doped EuO, a metal-insulator transition showing a colossal magnetoresistance. EuO is also the only known binary oxide that can be grown in a thermodynamically stable form in contact with silicon. The application of EuO for spin injection either by matching its conductivity or by using it as insulating tunnel barrier has been shown. Its relatively low Curie temperature of 69 K can be enhanced by doping, normally with lanthanides or metal europium. However, problems of fabricating thin EuO films make its implementation difficult. Europium monoxide readily forms higher, non-magnetic oxides Eu O and Eu O , when exposed to air. Also recent studies still report on considerable amounts of present in the samples. This thesis focuses on the growth, magnetic properties and heat capacity of EuO. Also, related compounds, such as EuS and Eu O are studied. Several techniques, such as sputtering, molecular beam epitaxy (MBE) and pulsed laser deposition (PLD), are used to obtain high quality EuO thin films on yttria-stabilized cubic zirconia (YSZ) (001) and silicon substrates. In a first step the growth of epitaxial EuO on YSZ was attempted using pulsed laser deposition. Due to the high oxygen content in the chamber epitaxial Eu O was grown. This is the most used form of the europium oxides nowadays, as it can be implemented in photoactive coating, optical data storage , and fluorescent displays due to its luminescence properties. Due to its high dielectric strength recently it was also used in microelectronic devices as high dielectric gates. However, studies on high quality epitaxial Eu O are still scarce. To our knowledge this PhD represents the first example of epitaxial growth of a thin film of Eu O by vapor phase techniques. In order to make EuO accessible for industrial purposes sputter deposition is the preferred option. Attempts of EuO deposition by sputtering from a metal target are described. The effect of different substrates, inter- and capping layers is discussed. We show that the high reactivity of Eu inside the plasma leads to bad reproducibility of depositions. X-ray measurements were used to determine the approximate content of the Eu-EuO-Eu O films. At the moment MBE deposition is the technique of choice for high quality EuO growth, as it offers great control of all critical deposition parameters. Due to its perfect lattice match YSZ eases the growth of epitaxial EuO. By introducing an MgO buffer layer problems in the deposition could be overcome and crystallinity was enhanced. When considering applications of EuO, doping is an important topic, since it allows the enhancement of the Curie temperature and the tuning of the resistivity over various orders of magnitude. We have shown that doping EuO with a very low percentage of Se, surprisingly, shows a large enhancement of the Curie temperature. As no model exists for this case, the mechanism for the enhancement of the Curie temperature by Se is discussed. The first nanocalorimetric measurements on EuO thin films are presented. Apart from improving the measurement system, a mathematical formalism was developed to allow a more accurate calculation of the heat capacity. Thin films of EuO could be measured in thicknesses down to a few nanometers, where size effects come to play. A decrease of the Curie and Debye temperature as well as the magnetic entropy is observed due to the decrease in the number of nearest magnetic interaction neighbors at the surface. Ferromagnetic insulating EuS barriers - similar to EuO barriers - were also used along this thesis for transport measurements, because they are less reactive and therefore can be deposited in good quality in evaporation chambers with a higher base pressure. The effect of the interface between EuS and superconducting aluminium is investigated by introducing thin Cu and Si interlayers in SC-FI-SC junctions. A zero bias peak is observed, which is hysteretic with respect to an applied magnetic field. The origin of this feature is discussed. The maximum spin polarization that was obtained is about 56 %.

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Esta tesis está enfocada en la modelización y simulación del transporte de carga y spin en materiales bidimensionales basados en Grafeno, así como en el impacto de la policristalinidad en el rendimiento de transistores de efecto campo diseñados con este tipo de materiales. Para este estudio se ha utilizado la metodología de transporte Kubo-Greenwood, la cual presenta grandes ventajas a la hora de realizar cálculos numéricos en sistemas microscópicos con el fin de obtener las propiedades de transporte de carga. Este trabajo cubre todos los tipos de desorden que pueden tener lugar en Grafeno, desde vacantes a la posible adsorción de especies químicas a lo largo de las fronteras de grano en el caso de Grafeno policristalino. Además tiene en cuenta importantes efectos cuánticos, como las interferencias cuánticas y los efectos debidos al acoplamiento spin-órbita intrínseco y extrínseco. Para el transporte de spin, se ha desarrollado un nuevo método basado en el formalismo de transporte en espacio real de orden O(N). Este nuevo método permite explorar y entender los mecanismos de relajación de spin en Grafeno y sus derivados. A partir de esta nueva metodología ha sido posible descubrir un nuevo mecanismo de relajación de spin basado en el acoplamiento entre spin y pseudospin (en presencia de un acoplamiento spin-órbita extrínseco o Rashba) que podría ser el mecanismo principal que gobierna la rápida relajación de spin observada experimentalmente en muestras de grafeno de alta calidad. / This thesis is focused on modeling and simulation of charge and spin transport in two dimensional graphene-based materials as well as the impact of graphene polycrystallinity on the performance of graphene field-effect transistors. The Kubo-Greenwood transport approach has been used as the key method to carry out numerical calculations for charge transport properties. The study covers all kinds of disorder in graphene from vacancies to chemical adsorbates on grain boundaries of polycrystalline graphene and takes into account important quantum effects such as the quantum interferences and spin-orbit coupling effects. For spin transport, a new method based on the real space order O(N) transport formalism is developed to explore the mechanism of spin relaxation in graphene. A new spin relaxation phenomenon related to spin-pseudospin entanglement is unveiled and could be the main mechanism at play governing fast spin relaxation in ultra-clean graphene.

En esta tesis investigamos la teoría Yang-Mills en 2+1 dimensiones en la representación de Schrödinger. La teoría Yang-Mills en tres dimensiones es relevante por un lado, porque es el número de dimensiones más baja en que existen grados de libertad dinámicos, y por otro lado, porque constituye el límite de alta temperatura de QCD en cuatro dimensiones. La representación de Schrödinger es interesante porque es apta para explorar las propiedades del vacío en el régimen no-perturbativa. Sin embargo, no ha habido muchos trabajos sobre este tema, e incluso el tema de teoría de perturbaciones en la representación de Schrödinger no está bien desarrollado, especialmente en el caso de teorías gauge. En un articulo de Hatfield [Phys. Lett. B 147, 435 (1984)] el funcional de onda del vacio de la teoría SU(2) se calculó a O(e). En el régimen no-perturbativo, el método analítico más sofisticado ha sido desarrollado por Karabali et al. en una serie de articulos (vea [Nucl. Phys. B 824, 387 (2010)] y las referencias allí). Esta tesis tiene como objetivo poner la teoría de perturbaciones en la representación de Schrödinger sobre terreno más firme. Calculamos el funcional de onda del vacio para un grupo de gauge general (SU(N)) hasta O(e^2), utilizando las modificaciones de estos dos métodos. Esto es importante ya que nos proporciona una herramienta para verificar diferentes propuestas no-perturbativas, que deben reproducir el resultado perturbativo en un límite adecuado. Además, regularización y renormalización en la representación de Schrödinger tampoco están bien entendidas. El método de regularización propuesto por Karabali et al. lleva a resultados contradictorios cuando se aplica al calculo del funcional de onda del vacio con los dos métodos mencionados antes. Nuestro objetivo es aclarar cómo se debe implementar regularización en la representación de Schrödinger. Desarrollamos un nuevo método de regularización con el cual las dos expresiones mencionados antes están en acuerdo. Esto nos da confianza en este método de regularización. Afirmamos que este procedimiento de regularización no es específico para los casos que estudiamos aquí. Debe aplicarse de la misma manera a cualquier teoría cuántica de campos en cualquier dimensión en la representación de Schrödinger. Este es el resultado principal de la tesis. Luego ilustramos cómo se puede computar observables físicos en el régimen no-perturbativo, utilizando el funcional de onda propuesto en [Nucl. Phys. B 824, 387 (2010)]. Entre otros observables, computamos el potencial estático a largas distancias, para lo cual encontramos que las correcciones no son compatibles con un potencial lineal. Finalmente, también discutimos la posibilidad de generalizar este método a 3+1 dimensiones. / We investigate Yang-Mills theory in 2+1 dimensions in the Schrödinger representation. Three dimensional Yang-Mills theory is relevant on the one hand, because it is the lowest dimensional Yang-Mills theory with propagating degrees of freedom, on the other hand, because it constitutes the high temperature limit of four dimensional QCD. The Schrödinger picture is interesting because it is well suited to explore properties of the vacuum state in the non-perturbative regime. Yet, not much analytical work has been done on this subject, and even the topic of perturbation theory in the Schrödinger representation is not well developed, especially in the case of gauge theories. In a paper by Hatfield [Phys. Lett. B 147, 435 (1984)] the vacuum wave functional for SU(2) theory was computed to O(e). In the non-perturbative regime, the most sophisticated analytical approach has been developed by Karabali et al. in a series of papers (see [Nucl. Phys. B 824, 387 (2010)] and references therein). This thesis aims to put perturbation theory in the Schrödinger representation on more solid ground by computing the vacuum wave functional for a general gauge group SU(N) up to O(e^2), utilizing modifications of these two methods. This is important since it provides us with a tool for the test of non-perturbative approaches, which should reproduce the perturbative result in an appropriate limit. In addition, regularization and renormalization are also not well understood in the Schrödinger picture. The regularization method proposed by Karabali et al. leads to conflicting results when applied to the computation of the vacuum wave functional with the two different methods mentioned above. We aim to clarify how regularization should be implemented and develop a new regularization approach, which brings these two expressions into agreement, giving a strong check of the regularization employed. We argue that this regularization procedure is not specific to the cases studied here. It should be applied in the same way to any quantum field theory in any dimension in the Schrödinger picture. This is the main result of the thesis. We then go on to illustrate how physical observables can be computed in the non-perturbative regime, using the trial wave functional proposed in [Nucl. Phys. B 824, 387 (2010)]. Among other observables, we compute the static potential at long distances, for which we find corrections not compatible with a linear potential. Finally, we also discuss the possibility of extending this approach to 3+1 dimensions.

Esta tesis presenta los resultados de la búsqueda de nueva fisica en sucesos mono-jet en colisiones protón-protón recogidos por el experimento ATLAS en el LHC con una energía en el centro de masas de 7 TeV (en 2010 y 2011) y 8 TeV (en 2012). Los resultados han sido interpretados en el contexto de la producción de WIMPs (Weak Interactive Massive Particles), un modelo de grandes dimensiones espaciales adicionales (ADD), y la producción de gravitinos ligeros en asociación con un squark o gluino en teorías Supersimétricas. Todos los datos a 7 TeV, y casi la mitad de los datos a 8 TeV han sido utilizados, y los resultados han dado lugar a dos artículos y dos notas públicas dentro de la colaboración ATLAS. / This thesis presents results on the search for new phenomena in mono-jet events using proton-proton data collected by the ATLAS experiment at LHC collider with center-of-mass-energies of 7 TeV (in 2010 and 2011) and 8 TeV (in 2012). The results have been interpreted in the context of the production of Weak Interactive Massive Particles (WIMPs), a model with Large Extra Dimensions (ADD), and the production of light gravitinos in association with a squark or a gluino in Supersymmetry. The full 7 TeV dataset and nearly half of 8 TeV one have been used, and the results led to two papers and two public notes within the ATLAS collaboration.

Quantum Information Theory (QIT) studies how information can be processed and transmitted when encoded on quantum states. Practically, it can be understood as the effort to generalize Classical Information Theory to the quantum world. Interestingly, the fact that very-small scale Physics differs considerably from that of macroscopic objects offers a richer structure to the new theory. Among other phenomena, entanglement is at the heart of many quantum information protocols. It is the most spectacular and counter-intuitive manifestation of quantum mechanics: it signifies the existence of non-local correlations. Although intrinsically non-intuitive, these strange effects have been shown to lead to intriguing applications with no classical analogue. The main scope of this thesis is to establish qualitative and quantitative connections among the different quantum and classical information resources. Among the many weird effects that quantum systems present, the non-additivity concept plays an important role. In the quantum realm, the joint processing of two quantum resources is often better than the sum of the two resources. Activation is the strongest manifestation of non-additivity. It can be understood as the capability of two objects to achieve a given task that is impossible for each of them when considered individually. From a classical point of view, it is unknown whether such a process can hold. Here we focus on the classical secret-key rate. We provide two probability distributions conjectured to have bound information, hence from which it is conjectured that no secret key can be extracted when taken individually, but that lead to a positive secret-key rate when combined. For that, we exploit the close connection between the information-theoretic key agreement and the quantum entanglement scenario. Successively, we move to the multipartite scenario showing a one-to-one correspondence between bound information and bound entanglement. We provide an example of multipartite bound information which shares the same features of its quantum analogue, the Smolin state. Later, we move to prove a deep connection between privacy and non-locality. We do it by showing that all private states violate the Bell-CHSH inequality. Private states are those entangled states from which a perfectly secure cryptographic key can be extracted. An example of those is the maximally entangled state. But still, there are other private states that are not maximally entangled. While a maximally entangled state violates a Bell's inequality, this is not known a priori for the whole set. We give a general proof valid for any dimension and any number of parties. Private states, then, not only represent the unit of quantum privacy, but also allow two distant parties to establish a different quantum resource, namely non-local correlations. Lastly, we tackle the connection between non-locality and genuine randomness. Non-locality and genuine intrinsic randomness have been the subject of active interest since the early days of quantum physics. Initially, this interest was mainly derived from their foundational and fundamental implications but recently it also has acquired a practical aspect. Recent development in device independent scenario have heightened the need to quantify both the randomness and non-locality inherent in quantum systems. While some works try to deepen this relation, we provide a simple method to detect Bell tests that allow the certification of maximal randomness. These arguments exploit the symmetries of Bell inequalities and assume the uniqueness of the quantum probability distribution maximally violating it. We show how these arguments can be applied to intuit the randomness intrinsic in a probability distribution without resorting to numerical calculations. / La Teoría de la Información Cuántica (QIT) estudia como la información puede ser procesada y transmitida al codificarse en estados cuánticos. Prácticamente, se puede pensar como la generalización de la Teoría de Información Clásica al mundo cuántico. El hecho que la física a esta escala difiera considerablemente de aquella de los objetos macroscópicos ofrece una mayor riqueza a la estructura de la nueva teoría. Entre otros fenómenos, el entrelazamiento está a la base de muchos protocolos cuánticos. Es la más espectacular y anti-intuitiva manifestación de la mecánica cuántica observada en sistemas cuánticos compuestos: implica la existencia de correlaciones no-locales. No obstante la extrañeza de estos efectos, se han demostrado distintas aplicaciones sin ningún análogo clásico. El objetivo de esta tesis es establecer conexiones cualitativas y cuantitativas entre los diferentes recursos descritos por la teoría cuántica y clásica. Entre los efectos raros que los sistemas cuánticos muestran, la no-aditividad desempeña un papel muy importante. En el mundo cuántico, el uso de dos recursos cuánticos puede ser más ventajoso que la suma de los dos, considerados individualmente. La activación es la mas fuerte manifestación del fenómeno de no-aditividad. Este proceso se puede entender como la capacidad de dos objetos juntos de lograr una tarea que sería imposible por cada uno de ellos singularmente. Desde un punto de vista clásico, es desconocido si existen procesos o cantidades que no respetan la aditividad. Aquí, nos centramos en la tasa de clave secreta. Presentamos aquí dos distribuciones de probabilidad que conjeturamos contener bound information, o sea a partir de la cuales es imposible destilar bits secretos que dan bits secretos cuando utilizadas conjuntamente. Para probar este resultado, utilizamos la conexión existente entre entrelazamiento y el proceso de establecimiento de seguridad. Sucesivamente desplazándonos al caso multipartito, probamos una correspondencia uno a uno entre la bound information y el entrelazamiento no-destilable. Presentamos un ejemplo de bound information multipartita que comparte las mismas propiedades de su análogo cuántico, el estado de Smolin. Luego profundizamos la relación entre privacidad y no-localidad. Probamos que todos los estados que pertenecen al conjunto de estados privados violan una desigualdad de Bell, conocida como CHSH. Los estados privados son aquellos estados entrelazados de los cuales es posible extraer una clave secreta. Un ejemplo de estos estados es el estado máximamente entrelazado, pero hay otros que son privados aunque no máximamente entrelazados. Es conocido que un estado máximamente entrelazado puede violar una desigualdad de Bell, pero lo que se desconoce es si esto pasa para todos los estados privados. Nuestro resultado es general ya que nuestra prueba es válida para cualquier número de partes y cualquier dimensión del espacio local de cada una. Los estados privados, entonces, no solo permiten destilar una clave de forma segura sino que también presentan una propiedad tan fuerte como la no-localidad. Finalmente, investigamos la relación entre los conceptos de no-localidad y de aleatoriedad. Desde los orígenes de la teoría cuántica, los conceptos de no-localidad y de aleatoriedad fueron objeto de gran interés. A principio este interés se debía más a razones relacionadas con los fundamentos de la teoría, pero recientes resultados han empujado la comunidad científica a investigar ulteriormente y sobre todo a cuantificar la no-localidad y la aleatoriedad presente en los estados cuánticos. Aunque algunos autores se hayan movido en esta direccion, muchas preguntas han quedado sin respuestas. Aquí presentamos un simple método que permite detectar aquellas desigualdades de Bell que pueden certificar la presencia de máxima aleatoriedad. Nuestros resultados prueban como simples argumentos pueden dar complejas respuestas sin la necesidad de recorrer a computaciones numéricas.

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Aquesta tesis doctoral s’emmarca dins els estudis de radó que es duen a terme en la Unitat de Física de les Radiacions (UFR) del Departament de Física de la UAB i les seves principals aportacions es poden agrupar en tres blocs: Instrumentació, Protecció Radiològica i Geologia. S’ha caracteritzat la instrumentació disponible a la UFR per a la mesura de la concentració d’activitat de radó en aire, aigua i en el sòl, tant en condicions normals com en condicions extremes (altes temperatura, humitat, nivells de radó,...). S’han dut a terme exercicis de calibratge i intercomparació i s’ha desenvolupat us sistema de qualitat interna que constitueix un primer pas cap a la implementació de la norma ISO/IEC-17025. S’ha modelitzat i aplicat a un cas real l’efecte de les variacions de la pressió atmosfèrica sobre les diferències de pressió entre un recinte tancat i l’aire del sòl sota seu, responsables de l’entrada de radó per advecció dins els edificis. S’ha dut a terme un estudi sistemàtic dels nivells de radó en llocs de treball soterranis i/o tipificats en el Real Decreto 783/2001 per tal de caracteritzar-los des del punt de vista dels nivells de radó als quals els treballadors es poden veure exposats. En alguns dels llocs de treball estudiats com coves turístiques, antigues mines que ara són museus, o balnearis, es poden trobar condicions ambientals extremes, motiu pel qual és imprescindible disposar d’instrumentació optimitzada per a aquestes condicions. S’ha dut a terme un estudi molt exhaustiu en la zona volcànica de La Garrotxa i en els pobles propers a la falla d’Amer. Aquesta zona presenta dues característiques que la fan especialment interessant per a dur a terme estudis de radó no només des del punt de vista de la protecció radiològica sinó que també des del punt de vista geològic. Efectivament, en la zona volcànica de La Garrotxa s’ha identificat un comportament estacional dels nivells de radó en recintes tancats situats just sobre materials volcànics oposat el dels recintes situats sobre materials no volcànics. Aquest comportament, que té implicacions importants en la determinació de la dosis de radó que rep la població, s’ha pogut explicar tenint en compte les característiques geològiques de la zona volcànica, on la presència de colades de lava diferents alternades amb materials sedimentaris ha permès la formació de canals subterranis per on el gas radó pot ser transportat grans distàncies. En particular, s’ha descobert la gran influència que els anomenats bufadors (orificis del sòl per on surt un flux d’aire) poden tenir sobre els nivells de radó. També s’ha vist que la presència de falles properes que encara poden ser actives, com és el cas de la falla d’Amer, pot afavorir els fluxos de radó cap a la superfície. Aquestes troballes han portat als membres de la UFR a obrir una nova línia de recerca en la qual el radó s’utilitza com una eina indicadora de la presència de falles actives en una zona determinada. / This thesis is part of radon studies carried out in the Radiation Physics Unit (UFR) of the Physics Department of UAB and its main contributions can be grouped into three sections: Instrumentation, Radiation Protection and Geology. We have characterized the instrumentation available in the UFR for measuring the concentration of radon in air, water and soil, both under normal and extreme conditions (high temperature, moisture, radon levels...). We have carried out calibration and intercomparison exercises and we have developed internal quality system that is a first step towards the implementation of the standard ISO/IEC-17025. We have modelled and applied to a real case the effect of variations of atmospheric pressure on the pressure difference between an indoor and its under soil air, responsible for advection of radon entry into buildings. We have undertaken a systematic study of radon levels in underground workplaces and/or established in Royal Decree 783/2001 to characterize them from the standpoint of radon levels to which workers can be exposed. In some of the jobs studied as tourist caves, old mines that are now museums, or resorts, you can find extreme environmental conditions, so must have instrumentation optimized for these conditions. We have undertaken an exhaustive study in the volcanic area of La Garrotxa and in villages near the Amer fault. This area has two features that make it particularly interesting to conduct studies of radon not only from the standpoint of radiation protection but also from a geological point of view. In the volcanic area of La Garrotxa we have identified a seasonal pattern of indoor radon levels located on volcanic materials just the opposite of indoor radon levels located on non-volcanic materials This behaviour, which has important implications in determining the radon dose received by the population, could be explained considering the geological characteristics of the volcanic area, where the presence of different lava flows alternating with sedimentary materials has allowed the formation of underground channels through which the radon gas can be transported great distances. In particular, it has been discovered the influence that the so-called Blowholes (holes on the soil from where the air flows) can have on radon levels. We have also found that the presence of nearby faults that may still be active, such as the Amer fault, can encourage the flow of radon to the surface. These findings have led members of the UFR on a new line of research in which radon is used as a tool for indicating the presence of active faults in a given area.