Väitös sähköfysiikan alalta, Osmo Vänskä
Väitöksen nimi on Teoreettisia tarkasteluja puolijohteiden kvanttirakenteiden optisista transitioista
Map © OpenStreetMap. Some rights reserved.
Osmo Vänskä esittää tarkastettavaksi väitöskirjansa Teoreettisia tarkasteluja puolijohteiden kvanttirakenteiden optisista transitioista.
Kvanttimekaaniset korrelaatiot ovat kvanttiteknologioiden, kuten kvantti-informaation ja kvanttilaskennan perusedellytyksiä. Väitöskirjan päätulokset liittyvät kvanttikorrelaatioiden havaitsemiseen ja niiden manipulointiin puolijohderakenteissa. Työssä on löydetty vastauksia mm. siihen miten kvanttirenkaissa voidaan havaita ja virittää eri tavoin liikkuvia korreloituja elektronitilapareja tai miten kaksoiskvanttikaivoissa voidaan siirtää korrelaatioita ilman havaittavia muutoksia elektronien suhteen.
Mikro- ja nanoteknologian kehitys on mahdollistanut nanometrimittakaavaa olevien puolijohderakenteiden valmistamisen. Jos tällaisessa rakenteessa elektronit ovat sidottuja niin pienen tilavuuden sisään, että niiden energioissa havaitaan piirteitä kvantittumisesta, voidaan rakennetta kutsua kvanttirakenteeksi. Esimerkkejä tällaisista ovat mm. tutkitut kvanttirenkaat, joissa elektronien liike on nimensä mukaisesti rajattu renkaan muotoisen alueen sisään, sekä tietyntyyppiset kaksoiskvanttikaivot. Jälkimmäisessä elektronit ovat sidottuja kahteen muutaman nanometrin paksuiseen puolijohdetasoon, jotka ovat erotettu tosistaan kolmannella tasolla.
Väitöskirjatyön tavoitteena on ollut luoda teoreettisia malleja, joiden avulla voidaan tutkia kuvattujen rakenteiden elektronitilojen liikemäärän tai paikan muutoksia optisen kentän avulla. Kvanttirenkaissa löydetty voimakas kytkentä valon ja elektronien ratakulmaliikemäärien välillä voi osoittautua tärkeäksi usealla eri kvanttiteknologian alalla. Saavutettujen kvanttikaivotulosten avulla on mahdollista päästä tutkimaan toistaiseksi tuntemattomia efektejä liittyen elektronitilojen selektiiviseen kulkeutumiseen rajapintojen läpi. Tämäntyyppiset kulkeutumisilmiöt ovat usean merkittävän sovelluksen, kuten puolijohdeaurinkokennojen, yksihiukkaslaitteiden sekä kvanttikaskadilasereiden toiminnan perustana
Vastaväittäjänä toimii professori Antti-Pekka Jauho, Technical University of Denmark, Tanska
Valvojana on professori Ilkka Tittonen, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, Mikro- ja nanotekniikan laitos
Väitöskirjan elektroninen julkaisu (aaltolib.aalto.fi)
Väittelijän yhteystiedot:
Osmo Vänskä
p. 050 588 2979
osmo.vanska@aalto.fi