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
MoniCardi yhteistyöhön maailman johtavan uuden sukupolven siruvalmistajan kanssa12.11.2025 14:43:29 EET | Tiedote
Tampereen yliopiston tuore spinoff-yritys MoniCardi ja yhdysvaltalainen Ambiq ovat julkaisseet yhdessä teknisen selvityksen, joka osoittaa MoniCardin sydänanalytiikan toimivuuden Ambiqin edistyneillä mikrosiruilla. Yhteistyön ansiosta esimerkiksi hyvinvointia ja sydänsairauksia voidaan seurata yhä moninaisimmilla laitteilla entistä helpommin ja tehokkaammin.
Yhteenkuuluvuuden johtaminen voi olla avain työpaikan kasvuun10.11.2025 13:31:30 EET | Tiedote
Keskustelu suomalaisen johtamisen haasteista saa tuoreen näkökulman Tampereen yliopiston Työelämän tutkimuskeskuksen uudesta tutkimuksesta. Tulosten mukaan työpaikan yhteenkuuluvuuden – eli työyhteisön identiteetin – johtaminen voi olla ratkaiseva tekijä kasvun ja innovaatioiden synnyttämisessä. Vielä vaikuttavampia tuloksia saavutetaan, kun yhteenkuuluvuutta johdetaan yhdessä.
Väitös: Yhteisöllisyys ja yksilölliset voimavarat tukevat opiskelijoiden hyvinvointia poikkeusaikoina10.11.2025 11:10:45 EET | Tiedote
Väitöstutkimuksessaan psykologian maisteri Tiia Toivonen tarkasteli suomalaisten korkeakouluopiskelijoiden opiskeluhyvinvointia ja yhteisöllisyyttä koronapandemian aikana ja sen jälkeen. Tutkimus osoittaa, että opiskeluhyvinvoinnin tukeminen edellyttää sekä yhteisöllisten että yksilöllisten voimavarojen vahvistamista – myös poikkeusaikojen jälkeen.
Väitös: Sarveiskalvon limbus-alueen mallinnus auttaa kehittämään sokeuden kantasoluhoitoja5.11.2025 08:50:00 EET | Tiedote
Diplomi-insinööri Maija Kauppila hyödynsi väitöstutkimuksessaan ihmisen monikykyisistä kantasoluista erilaistettuja limbaalisia kantasoluja ja kehitti 3D-biotulostamalla laboratoriomallin ihmisen sarveiskalvon limbuksesta. Tulokset voivat tulevaisuudessa parantaa hoitomahdollisuuksia potilaille, jotka kärsivät vaikeasta sarveiskalvoperäisestä sokeudesta.
Väitös: Renessanssiteatterin tutkimus toi uutta tietoa Shakespearesta4.11.2025 09:30:00 EET | Tiedote
Väitöstutkimuksessaan FM Niko Suominen tutkii Englannin renessanssiteatteria puhujalavana ja sillä esitettyjä näytelmiä useiden vuosikymmenten halki käytyinä väittelyketjujen sarjoina. Väitöstutkimus tarjoaa uutta tietoa niin Shakespearen kuin hänen aikalaistensa toimijuudesta sekä julkisista näkökannoista ja haastaa siten totunnaiset nykyluennat.
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