Väitös: Uudenlaiset GaSb-pohjaiset valonlähteet lupaavat tarkempia mittausmenetelmiä ja turvallisempaa tietoliikennettä
Yhdistepuolijohteet ovat vallanneet maailmaa niiden ainutlaatuisesti säädettävien ominaisuuksien ansiosta. Uusien yhdistepuolijohteiden kehitys mahdollistaa puolijohdekomponenttien toiminnallisuuksien laajentamisen sekä tehostamisen. Väitöstutkimuksessaan diplomi-insinööri Joonas Hilska kehitti uudenlaisia GaSb-yhdistepuolijohteita infrapuna-alueen fotoniikan sovelluksiin.
Yhdistepuolijohdeteollisuus elää kiihtyvän kehityksen aikakaudella ja on vakiinnuttanut asemansa osana puolijohdeteollisuutta Si-pohjaisten integroitujen mikropiirien rinnalla. Esimerkiksi LED-valaisimet perustuvat GaN-yhdistepuolijohteisiin ja tietoliikenneverkostot perustuvat erilaisiin GaAs- ja InP-yhdistepuolijohdekomponentteihin.
Väitöstutkimuksessaan Joonas Hilska keskittyi vähemmän kehitettyihin GaSb-yhdistepuolijohteisiin. Hän kehitti uudenlaisia GaSbBi-yhdisteitä sekä GaSb-kvanttipisteitä molekyylisuihkuepitaksia-menetelmällä (MBE).
– MBE:llä on mahdollista valmistaa täydellisiä puolijohdekiderakenteita yksittäinen atomikerros kerrallaan, Hilska toteaa.
GaSbBi-yhdisteet teoriassa parantavat keski-infrapuna-alueen (2–5 µm) laserdiodien suorituskykyä, mikä olisi merkittävää ympäristökaasujen ja biomarkkereiden tarkassa mittauksessa. GaSbBi-yhdisteiden valmistus on kuitenkin haasteellista, koska vismuttia (Bi) on hankala seostaa GaSb-kiteeseen. Siksi Hilska kartoitti tutkimuksessaan rajoitetun parametri-ikkunan Bi-seostukselle ja sovelsi tätä tietoa GaSbBi-laserdiodin valmistamiseen.
GaSb-kvanttipisteiden MBE-valmistuksessa puolestaan hyödynnettiin niin kutsuttua paikallista pisaraetsausmenetelmää. Sen avulla puolijohdekiteen pintaan pystytään ’poraamaan’ nanokokoisia koloja.
– Kun kolot täytetään GaSb-materiaalilla, muodostuu varauksenkuljettajille kolmessa ulottuvuudessa rajoitettu kvanttitila, jolla on diskreetit energiatilat aivan kuin yksittäisellä atomilla. Tällaista energiarakennetta voidaan hyödyntää niin sanotuissa yksifotonilähteissä, jotka säteilevät vain yhden valohiukkasen kerrallaan, Hilska kertoo.
Menetelmällä onnistuttiin tuottamaan tasalaatuisia kvanttipisteitä, jotka toimivat yksifotonilähteinä 1,5 µm aallonpituudella. Kvanttipisteitä voidaan hyödyntää turvallisen kvanttisalauksen sovelluksissa valokuituverkoissa.
Väitöstilaisuus tiistaina 3. joulukuuta
Diplomi-insinööri Joonas Hilskan puolijohdeteknologian alaan kuuluva väitöskirja Epitaxy of Advanced GaSb-based Semiconductor Light Sources tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa tiistaina 3.12.2024 kello 13:00 Hervannan kampuksella, Tietotalon auditoriossa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Mark Hopkinson Sheffieldin yliopistosta. Kustoksena toimii professori Mircea Guina Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Joonas Hilska
joonas.hilska@tuni.fi
Kuvat
Linkit
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 22 000 opiskelijaa ja henkilöstöä yli 4 000. Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Väitös: Jos työtulojen progressiivisen verotuksen halutaan toteutuvan kunnolla, on lainsäädäntöä korjattava5.5.2025 10:14:24 EEST | Tiedote
Suomen tuloverojärjestelmässä tulon verokohteluun vaikuttaa olennaisesti se, kuka on tulon saaja. Kauppatieteiden maisteri Anette Ala-Lahti tutki väitöskirjassaan tulon kohdistamisperiaatteita, jotka ratkaisevat esimerkiksi, verotetaanko tulosta osakeyhtiötä vai luonnollista henkilöä. Tutkimuksessa havaitaan muun muassa, ettei työtulon kohdistamisperiaatteiden ja työtulon verokohtelun yhteyttä ole riittävästi huomioitu nykyisessä lainsäädännössä.
Väitös: Potilaan puhe on haastavaa lääkärille, joka käyttää suomea toisena kielenä5.5.2025 08:48:57 EEST | Tiedote
Suomessa työskentelee kasvava joukko lääkäreitä, joille suomi ei ole äidinkieli. Millaisia kielellisiä haasteita he kohtaavat työssään? Muun muassa tähän kysymykseen paneutuu FM Taina Pitkänen väitöstutkimuksessaan, joka kartoittaa lääkärin ja potilaan välisiä ymmärtämisongelmia ja tekee niiden perusteella päätelmiä potilastyöhön riittävästä kielitaidosta. Tutkimus nostaa esiin puheen ymmärtämisen yhteyden yhtäältä potilasturvallisuuteen ja toisaalta lääkärin ammatti-identiteettiin.
Väitös: Korkean tason synteesi mahdollistaa digitaalisten piirien nopeamman suunnittelun29.4.2025 09:56:05 EEST | Tiedote
Korkean tason synteesissä digitaalisia piirejä suunnitellaan yleisillä ohjelmointikielillä. Väitöskirjatutkimuksessaan diplomi-insinööri Sakari Lahti selvitti korkean tason synteesin tuottavuutta ja laatua perinteisiin suunnittelutapoihin verrattuna. Tulosten mukaan menetelmällä voidaan nopeuttaa suunnitteluprojekteja, mutta tulosten laatu saattaa kärsiä ilman korkeaa ammattitaitoa.
Piia Sormuselle talotekniikan professuuri28.4.2025 10:00:00 EEST | Tiedote
Tampereen yliopistossa alkaa Suomen ensimmäinen talotekniikan professuuri toukokuussa, kun apulaisprofessorina aloittaa Piia Sormunen. Hän siirtyy uuteen rooliinsa rakennetun ympäristön tiedekunnan talotekniikan teollisuusprofessorin tehtävistä. Professuurin myötä yliopisto voi vastata entistä paremmin rakennusalan nykyisiin ja tuleviin tarpeisiin.
Väitös: Oikea-aikainen ohjaus luo turvallisuutta lennonjohtajien koulutuksessa23.4.2025 10:59:36 EEST | Tiedote
Lennonjohtajat ovat vastuullisia ammattilaisia, joiden tehtävänä on varmistaa lentoliikenteen sujuvuus ja turvallisuus. Yhteiskuntatieteiden maisteri Inka Koskela tarkastelee väitöskirjassaan lennonjohtajien koulutusta ja siihen liittyvää ohjaustoimintaa vuorovaikutuksen näkökulmasta. Tutkimus osoittaa ohjauksen merkityksen koulutustilanteissa, joissa harjoitellaan monimutkaisia työtehtäviä turvallisuuskriittisissä olosuhteissa.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme