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
Tampereen yliopistoon valittiin lähes 3700 uutta opiskelijaa1.7.2025 10:55:00 EEST | Tiedote
Tampereen yliopiston suomenkielisiin koulutuksiin on valittu yhteensä lähes 3700 uutta opiskelijaa yhteishaun, avoimen väylän haun ja siirtohaun kautta. Hakijamäärä ja hyväksyttyjen määrä kasvoivat edellisvuodesta. Tampereen yliopisto oli Suomen toiseksi suosituin yliopisto ensisijaisten hakemusten perusteella.
Rasvan kantasolut muistavat lihavuuden – kyky hillitä tulehduksia palautuu vasta vuosien päästä painonpudotuksesta25.6.2025 08:45:00 EEST | Tiedote
Lääketieteellisiin syihin perustuvassa painonpudotuksessa huomio kiinnittyy usein sen positiivisiin terveysvaikutuksiin. Uusin tutkimus kuitenkin osoittaa, että lihavuuden aiheuttamasta yleisestä tulehdustilasta palautuminen voi kestää vuosia.
290 000 viestiä vihapuheesta – tutkimus selvitti, millaista on keskustelu vihapuheesta somessa24.6.2025 09:15:00 EEST | Tiedote
Tutkijat ovat julkaisseet ensimmäisen vihapuhetta metatasolla käsittelevän, laajaan keskusteluaineistoon pohjautuvan tutkimusartikkelin. Tutkimuksen mukaan vihapuheen käsitteen avulla käydään kamppailua tiedosta, totuudesta ja yhteiskunnallisista valta-asetelmista. Keskusteluissa vihapuhetta normalisoitiin ja oikeutettiin samalla väheksyen sen vaikutuksia sekä yhteiskuntaan että vihapuheen kohteisiin.
Väitös: Koulun keskustelukulttuuri ja sosiaalinen pääoma vahvistavat ruotsinkielisten nuorten luottamusta poliittisiin kykyihinsä19.6.2025 10:21:48 EEST | Tiedote
Valtiotieteen maisteri Venla Hannuksela selvittää väitöskirjassaan, miksi ruotsinkieliseen vähemmistöön kuuluvat suomalaisnuoret luottavat kykyihinsä ymmärtää politiikkaa ja vaikuttaa siihen enemmän kuin suomenkieliset nuoret. Tutkimus tunnistaa kaksi selitystä: ruotsinkielisten koulujen avoimemman poliittisen keskusteluilmapiirin ja ruotsinkielisten vahvemman sosiaalisen yhteisön. Vaikka vähemmistöasema osaltaan selittää ruotsinkielisten tilannetta, koulujen poliittiseen keskusteluun ja nuorten yksinäisyyden torjumiseen panostamalla voidaan vahvistaa kaikkien nuorten poliittisen osallistumisen edellytyksiä.
Doktorsavhandling: Skolans diskussionskultur och socialt kapital stärker svenskspråkiga ungdomars förtroende för sin politiska förmåga19.6.2025 10:20:10 EEST | Tiedote
Politices magister Venla Hannuksela undersöker i sin doktorsavhandling varför finländska ungdomar som tillhör den svenskspråkiga minoriteten har större tilltro till sin förmåga att förstå och påverka politik än finskspråkiga ungdomar. Forskningen identifierar två förklaringar: ett öppnare politiskt diskussionsklimat i svenskspråkiga skolor och starkare sociala gemenskaper bland svenskspråkiga. Även om minoritetsstatus delvis förklarar situationen för svenskspråkiga ungdomar, kan satsningar på politiska diskussioner i skolor och på att motverka ungas ensamhet stärka alla ungdomars möjligheter till politiskt deltagande.
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