Mittauslämpötila vaikuttaa spinpolarisaatiomittausten tulkinnallisuuteen (Väitös FM Elina Tuuli, 14.2.2015, fysiikka)
Andreejevin heijastusta suprajohteiden ja normaalien metallien välisillä rajapinnoilla voidaan käyttää metallien spinpolarisaation mittaamiseen matalissa lämpötiloissa. FM Elina Tuuli havaitsi fysiikan alan väitöstyössään, että myös muut fysikaaliset ilmiöt kontakteissa vaikuttavat polarisaation mittaamiseen.
Turun yliopiston tiedote 5.2.2015
Väitöskirjatutkimuksessaan Elina Tuuli toteutti spinpolarisaatiomittauksia menetelmällä, joka hyödyntää Andreejevin heijastusta pistemäisissä kontakteissa normaalien metallien ja suprajohteiden välillä. Suprajohteet ovat materiaaleja, jotka menettävät kaiken resistanssinsa kriittistä lämpötilaansa matalammissa lämpötiloissa.
‒ Vaikka Andreejevin heijastuksen teoria on hyvin tunnettu, osoittautui, että spinpolarisaation erottaminen muiden ilmiöiden vaikutuksesta voi olla vaikea tehtävä. Havaitsimme, että 4.2 kelvinin lämpötilassa spinpolarisaation vaikutus voidaan sekoittaa normaalin heijastuksen tai Cooperin parien äärellisen elinajan vaikutukseen. Matalammissa lämpötiloissa tämänkaltainen tulkinnallisuuden mahdollisuus pieneni, Tuuli kertoo.
Teknologian kehittymisen myötä elektroniikan fyysinen koko on pienentynyt, mistä johtuen myös informaatiota pyritään tallentamaan tiheämpään muotoon. Aikaisempien tutkimusten perusteella on ehdotettu, että myös elektronien spiniä voitaisiin käyttää varauksen lisäksi tiedon tallentamiseen. Tunnetuimmat spintroniikan sovellukset perustuvat suureen magnetoresistanssiin eli siihen, että päällekkäisten metallikalvojen magnetisaatioiden suunta vaikuttaa koko systeemin resistanssiin. Tätä ilmiötä käytetään kiintolevyjen lukupäissä.
‒ Kalvorakenteiden sijaan olemme tutkineet kontakteja, yksittäisiä pisteitä kahden materiaalin välissä. Ne toimivat mittausinstrumentteina, joilla voi tutkia sekä suprajohteiden että normaalien metallien ominaisuuksia, väittelijä kertoo.
***
Lauantaina 14. helmikuuta 2015 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Quantumin auditorio, Vesilinnantie 5, Turku) julkisesti tarkastettavaksi FM Elina Tuulin väitöskirja ”Spin Polarization and Normal Reflection at Nanoscale Point Contacts” (Spinpolarisaatio ja normaaliheijastus nanomittakaavan pistemäisissä kontakteissa). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Yurii G. Naidyuk Ukrainasta (B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering) ja kustoksena professori Kurt Gloos Turun yliopistosta.
FM Elina Tuuli on syntynyt 1985 Turussa ja kirjoittanut ylioppilaaksi vuonna 2004 Nokian lukiosta. Filosofian maisteriksi Tuuli valmistui 2009 Turun yliopistosta. Väitös kuuluu fysiikan alaan.
Väitöskirjan myynti: Turun yliopiston verkkokauppa UTUshop, https://utushop.utu.fi/c/2-annales-universitatis-turkuensis/