Väitös: Uudenlaiset GaSb-pohjaiset valonlähteet lupaavat tarkempia mittausmenetelmiä ja turvallisempaa tietoliikennettä
27.11.2024 08:50:00 EET | Tampereen yliopisto | Tiedote
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
Miten käyttää tekoälyä reilun rekrytoinnin tukena? Uusi käsikirja neuvoo12.3.2026 13:58:09 EET | Tiedote
Uusi tekoälyn käyttöä rekrytoinnissa käsittelevä maksuton verkkokäsikirja julkaistaan tiistaina 17.3.2026. Käsikirja on suunnattu käytännönläheiseksi perusoppaaksi rekrytoijille, HR-asiantuntijoille, esihenkilöille sekä kaikille aiheesta kiinnostuneille.
Kuka omistaa Euroopan tiedotusvälineet? Tietokanta avaa 700 median omistussuhteet12.3.2026 08:30:00 EET | Tiedote
Kansainvälisen Euromedia Ownership Monitor (EurOMo) -tutkimushankkeen tietokanta avaa laajasti median omistussuhteita Euroopassa. Uudistetun tietokannan avulla kuka tahansa voi tarkastella Euroopan mediakentän omistus- ja määräysvaltasuhteita aiempaa läpinäkyvämmin.
Persoonallisuusarviointi on neuvottelua tiedosta, vallasta ja luottamuksesta11.3.2026 15:00:33 EET | Tiedote
Rekrytointiprosessit ovat nykyisin monivaiheisia, ja niihin sisältyy yhä useammin psykologinen henkilöarviointi. YTM Teija Ahopelto pureutuu väitöstutkimuksessaan vuorovaikutuksen ytimeen analysoimalla, mitä tapahtuu, kun yksilön persoonallisuus alistetaan mittaamiselle ja ammattilaisen arviolle. Tutkimuksen mukaan persoonallisuustestit jäsentävät vuorovaikutusta ja ohjaavat sitä, mihin kiinnitetään huomiota. Persoonallisuusarviointi on pohjimmiltaan neuvottelua siitä, kenellä on oikeus tulkita ja määritellä työnhakijan persoonallisuutta.
Tampereen yliopistosta valmistuu 116 uutta lääkäriä11.3.2026 12:40:00 EET | Tiedote
Tampereen yliopistosta valmistuvat lääketieteen lisensiaatit vannovat lääkärinvalansa perjantaina 13.3.2026. Nyt valmistuvat mukaan lukien Tampereen yliopistosta on valmistunut kaikkiaan 4554 lääketieteen lisensiaattia.
Tampereen yliopistolla kattava koulutustarjonta korkeakoulujen yhteishaussa10.3.2026 09:09:29 EET | Tiedote
Tampereen yliopistossa on tarjolla yli 3 600 opiskelupaikkaa kevään toisessa yhteishaussa ja avoimen väylän haussa. Haettavana on yliopiston suomenkielisiä kandidaatti-, kandidaatti- ja maisteri- sekä maisterikoulutuksia yhteensä 163 hakukohteessa. Yhteishaun kanssa samaan aikaan järjestetään yliopistojen avoimen väylän haku. Haut alkoivat tiistaina 10. maaliskuuta.
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