Väitös: Uudenlaisia hybridifotoniikkapiirejä kaasujen ja biomarkkereiden energiatehokkaaseen havaitsemiseen
Piifotoniikkapiirien ja III/V-puolijohdevalonlähteiden integrointi mahdollistaa fotonisten integroitujen piirien (PIC) hyödyntämisen optisissa mittauksissa, kuten esimerkiksi ympäristökaasujen tarkan mittaamisen sekä biomarkkereiden reaaliaikaisen seurannan puettavissa laitteissa, kuten älyrannekkeissa. Väitöskirjassaan Samu-Pekka Ojanen käsittelee PIC-teknologian kehitysprosessia alkaen suunnittelusta ja puolijohdeprosessoinnista aina konkreettisiin sovelluksiin asti. Tutkimuksessaan hän kehittää hybridilaser-valonlähteitä, jotka tarjoavat mahdollisuuden valmistaa kompakteja ja energiatehokkaita antureita uudenlaisiin mittausratkaisuihin.
![Väitöskirjatutkija Samu-Pekka Ojanen.](/data/images/public/69818730/70434445/72331097-261f-48d7-8f66-2bfbd1685504-w_720.png)
Perinteisesti PICit ovat olleet keskeisessä asemassa optisessa viestinnässä, mutta Samu-Pekka Ojasen väitöskirja siirtää painopisteen näiden teknologioiden hyödyntämiseen anturiteknologiassa, erityisesti 2–4 µm aallonpituusalueella. Tämä spektrialue on keskeinen metaanin ja hiilidioksidin kaltaisten kaasujen sekä tärkeiden biomarkkereiden, kuten glukoosin ja maitohapon, tarkassa mittaamisessa. Perinteiset optiset anturit ovat usein suurikokoisia, kalliita ja kuluttavat paljon energiaa, mikä rajoittaa niiden mahdollisuuksia reaaliaikaiseen seurantaan ja tarkkoihin mittauksiin eri sovelluksissa.
– Integroimalla laser-valonlähteitä PICeihin voidaan selättää perinteisten antureiden rajoitukset ja toteuttaa erittäin herkkiä ja tarkkoja mittauksia, Ojanen selittää.
Tutkimuksessaan Ojanen esittelee innovatiivisia hybridilaser-valonlähteitä, jotka yhdistävät GaSb-pohjaisia III/V-puolijohdemateriaaleja pii- ja piinitridialustojen kanssa. Tämä yhdistelmä mahdollistaa erittäin herkän kaasujen havaitsemisen. Hybridilasereilla voidaan kehittää kompakteja ja edullisia antureita, jotka mahdollistavat reaaliaikaisen ympäristökaasujen seurannan.
– Laajojen anturiverkostojen käyttöönotto voisi merkittävästi tehostaa ilmanlaadun ja kasvihuonekaasupäästöjen valvontaa, Ojanen toteaa.
Terveydenhuollossa hybridilaserit voisivat mullistaa diagnostiikan mahdollistamalla biomarkkereiden, kuten glukoosin, reaaliaikaisen ja ei-invasiivisen seurannan. Tämä tarjoaisi käytännöllisemmän ja potilasystävällisemmän vaihtoehdon perinteisille verikokeille, samalla parantaen potilaiden sitoutumista jatkuvaan seurantaan.
– Biomarkkereiden reaaliaikainen seuranta voisi merkittävästi parantaa hoitotuloksia, mahdollistamalla sairauden varhaisen tunnistamisen ja tehokkaamman hallinnan, Ojanen huomauttaa.
Samu-Pekka Ojanen suoritti väitöskirjatutkimuksensa Optoelektroniikan tutkimuskeskuksessa (ORC) professori Mircea Guinan ohjauksessa. Hänen väitöskirjansa valmistui osana Tampereen yliopiston Teollisuuden tutkijakoulun DSII-ohjelmaa ja sai suoraa rahoitusta Vaisalalta.
Väitöstilaisuus torstaina 5. syyskuuta
Diplomi-insinööri Samu-Pekka Ojasen fotoniikan alaan kuuluva väitöskirja Multiwavelength Photonic Integrated Lasers with Emission at 2–3 µm, tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa torstaina 05.09.2024 kello 13:00 Hervannan kampuksella, Festia-rakennuksen salissa FA032 Pieni Sali 1 (Korkeakoulunkatu 8, Tampere).
Vastaväittäjänä toimii tohtori Borislav Hinkov Silicon Austria Labsista (Itävalta). Kustoksena toimii dosentti Jukka Viheriälä Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Samu-Pekka Ojanen
040 483 9183
samu-pekka.ojanen@tuni.fi
Kuvat
![Väitöskirjatutkija Samu-Pekka Ojanen.](/data/images/public/69818730/70434445/72331097-261f-48d7-8f66-2bfbd1685504-w_240.png)
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
Tietopaketti kansalaisille ilmahygieniasta: tutkijat antavat ohjeita ilmavälitteisten tautien torjuntaan29.8.2024 12:00:00 EEST | Tiedote
Ilmavälitteisten tautien leviämistä voidaan ehkäistä lisäämällä ilmahygieniaa kodeissa, ravintoloissa ja työpaikoilla. Käsihygienian lisäksi käyttöön tarvitaan ilmahygieniaa. Suomen Akatemian rahoittamassa Kansalaissuoja-tutkimushankkeessa on koottu ohjeet ja keinot kansalaisille, yrittäjille, kuntapäättäjille ja muille hyvinvoinnin ja terveyden edistämisestä kiinnostuneille.
Väitös: Turvallisempaa kemiaa liimasovelluksiin28.8.2024 15:16:47 EEST | Tiedote
DI Soilikki Kotanen tutki väitöskirjassaan turvallisempia raaka-aineita polyuretaanimateriaalien valmistamiseksi. Tutkimustuloksia voidaan hyödyntää teollisessa liimauksessa, kun vaihtoehtoisia materiaaleja kehitetään edelleen liimoiksi.
Yhä useammalla yli 90-vuotiaalla parempi toimintakyky ja vierellä läheisiä27.8.2024 13:30:00 EEST | Tiedote
Liikkuminen ja portaiden kulkeminen onnistuvat yhä useammalta 90 vuotta täyttäneeltä tamperelaiselta. Virallisen hoivan vähentyessä läheiset ihmiset ovat yhä merkittävimpiä ilon tuojina ja konkreettisena arjen apuna. Ikäryhmän elämäntilanteesta kertoo Tervaskannot 90+ -tutkimus, jonka tuloksia esitellään yleisötilaisuudessa Tampereella tiistaina 27.8.
Kutsu medialle: Tampereen yliopisto juhlii lukuvuoden avajaisia 3. syyskuuta27.8.2024 09:55:41 EEST | Tiedote
Tampereen yliopiston lukuvuoden 2024–2025 avajaisjuhlaa vietetään tiistaina 3.9.2024 klo 12.30 alkaen keskustakampuksella Päätalon juhlasalissa. Tervetuloa seuraamaan juhlaa paikan päälle tai striimattuna!
Väitös: Puolukka lievittää ylipainon aiheuttamaa matala-asteista tulehdusta ja aineenvaihdunnan häiriöitä22.8.2024 09:40:00 EEST | Tiedote
Moniin suomalaisiin perinneruokiin kuuluvan puolukan terveysvaikutuksista on vasta vähän tutkimustietoa. Elintarviketieteiden maisteri Riitta Ryyti selvitti väitöstutkimuksessaan kokeellisia malleja käyttäen puolukan vaikutuksia terveyshaittoihin, jotka ovat yhteydessä ylipainoon. Puolukan säännöllinen nauttiminen näyttäisi edistävän niin kutsuttua metabolisesti tervettä lihavuutta hidastamalla matala-asteisen tulehduksen ja aineenvaihduntamuutosten kehittymistä.
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