Väitöskirjatutkija, Alimillimetriaaltoalueen kvasioptiset kryogeenisesti jäähdytettyjen laitteiden mittaukset tulevia avaruussovelluksia varten

Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu 14 000 opiskelijaa, 400 professoria ja yli 5000 työntekijää, jotka edustavat yhteensä yli 120 kansalaisuutta.  Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä. Monimuotoisuus on osa meitä, ja teemme jatkuvaa työtä yhteisömme monimuotoisuuden ja syrjimättömyyden varmistamiseksi. Siksi kannustammekin päteviä hakijoita taustasta riippumatta liittymään yhteisöömme.

THz- ja millimetriaaltotekniikan ryhmä etsii väitöskirjatyöntekijää mittaustekniikoiden tutkimukseen ja kehitykseen, joka tukee tulevia Euroopan avaruusjärjestön (ESA) missioita. Tutkimusohjelma on olennainen osa MilliLabia, joka on ESA:n ulkoinen laboratorio millimetriaaltoteknologialle. Ohjelma hyödyntää Aalto-yliopiston, VTT:n ja Chalmersin yliopiston tutkijoiden ja asiantuntijoiden tiimiä. Tulevat ESA:n missiot edellyttävät alimillimetriaalloilla toimivia laitteita, joita ei voida kvalifioida riittävän hyvin nykyisillä tekniikoilla. Tämä tutkimusohjelma edistää kriittisesti tarvittavaa mittauskykyä.

Työn taustaa

Monet ESA:n missiot käyttävät kryogeenisesti jäähdytettyjä laitteita, kuten pienikohinaisia vahvistimia, sekoittimia ja muita vastaavia. Kvasioptisten instrumenttien toimintataajuuksia kasvatetaan jatkuvasti erityisten molekyyli- ja morfologisten merkkien arvioimiseksi ilmakehässä. Tämän tutkimuksen keskiössä on kehittää mittaustekniikoita laitteiden kvalifioinnille, erityisesti kvasioptisille, kryogeenisille mittauksille aliterahertsitaajuusalueella. Näillä korkeilla taajuuksilla suprajohtavat laitteet tarjoavat ylivoimaisen kohinasuoritustason, ja niiden epälineaarisuutta ja vähäisiä häviöitä hyödyntäen niistä voidaan valmistaa parametrivahvistimia, sekoittimia ja jopa spektrometrejä. Tästä huolimatta, näille laitteille ei juuri ole olemassa testauslaitoksia eikä tekniikoita, ja kalibroituja ja kvasioptisia mittauksia tehdään harvoin kryogeenisissä ympäristöissä. Tavanomaiset kalibrointimenetelmät ovat vaikeasti toteutettavia yhteensopivien kalibrointistandardien puuttuessa ja mekaanisen siirtämisen ollessa mahdotonta kryostaatin sisällä.

Työn kuvaus

Tämä väitöskirjatutkijan tehtävä kattaa kaksi keskeistä kehitysaluetta: (1) Suprajohtavien resonanssipiirien suunnittelu, simulointi ja testaus 220-330 GHz:n taajuusalueella. Kandidaatti tutkii menetelmiä suprajohtavien laitteiden ominaisuuksien laskemiseen alimillimetritaajuusalueella käyttäen MATLABia/Pythonia ja sähkömagneettista ohjelmistoa, kuten HFSS tai CST Microwave Studio. (2) Kvasioptisen järjestelmän suunnittelu, simulointi ja testaus sekä siihen liittyvät kalibrointimenetelmät kryogeenisesti jäähdytettyjen laitteiden kontaktittomaan testaukseen. Kandidaatti kokoaa ja ylläpitää sekä kryogeenistä järjestelmää että kvasioptista järjestelmää ja kehittää kontaktittomia menetelmiä selvittääkseen testattavan jäähdytetyn laitteen sirontaparametrit ja impedanssin. Tämä tehtävä sisältää kryogeenisten laitteiden suunnittelun, mukaan lukien CAD-suunnittelu pidikkeille, ja erilaisten kryogeenisesti yhteensopivien elektroniikka- ja mittausjärjestelmien rakentamisen.

Aiheeseen liittyviä tutkimusartikkeleita

[1]          M. Masyukov, A. Tamminen, I. Nefedova, A. Generalov, S. V. Pälli, R. Grigorev, P. Rezapoor, R. Silva, J. Mallat, J. Ala-Laurinaho, and Z. Taylor, “Quasioptic, Calibrated, Full 2-port Measurements of Cryogenic Devices under Vacuum in the 220- 330 GHz Band,” IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, pp. 1–13, 2025.

[2]          A. Anferov, S. P. Harvey, F. Wan, K. H. Lee, J. Simon, and D. I. Schuster, “Low-loss millimeter-wave resonators with an improved coupling structure,” Superconductor Science and Technology, vol. 37, no. 3, pp. 035013, 2024/02/08, 2024.

[3]          W. Shan, and S. Ezaki, “Separation of Loss Mechanisms in Nb Superconducting Thin-Film Transmission Lines,” IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, vol. 15, no. 2, pp. 158–168, 2025.

Tutkimusryhmä

Aalto: Tämä tutkimus tehdään Aalto-yliopiston THz- ja millimetriaaltotekniikan tutkimusryhmässä, jota johtaa professori Zachary Taylor. Professori Taylorin ryhmä on keskeinen osa MilliLabissa, joka on yksi yhdestätoista ESA:n huippuosaamiskeskuksesta. MilliLabilla on tilat sekä Aalto-yliopistossa että naapurissa sijaitsevassa VTT:ssä, ja väitöskirjatyöntekijä pääsee käyttämään huippuluokan RF-laitteita mm. vektoripiirianalysaattoreita taajuuslaajennusosineen 50 - 1100 GHz:n taajuusalueella.

Yhteistyökumppanit: Tämä työ toteutetaan yhteistyössä Chalmersin yliopiston (Ruotsi) ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n kanssa. Nämä yhteistyökumppanit sekä heidän laitteensa varmistavat, että väitöskirjatyöntekijä saa tukea kokeneelta tutkimusverkostolta. Lisäksi Aalto-yliopiston ryhmän tutkijat ja muut tohtoriopiskelijat ovat tukena tutkimusprojektin kaikissa vaiheissa.

Vaatimukset

• Maisterin tutkinto sähkötekniikasta, fysiikasta, astronomisesta instrumentoinnista tai vastaavalta alalta
• Kiinnostus sekä teoreettisen että kokeellisen työhön. Kokeellisen työn kokemus, erityisesti kryogeenisistä mittauksista on etu.
• Kokemus laskennallisista sähkömagnetiikan ohjelmista on etu.
• Erinomainen MATLABin tai Pythonin hallinta
• Hyvä englannin kielen taito

Tutkimusohjelman tarjoama koulutus ja mahdollisuudet

• Sähkömagneettisen teorian ja simulointien osaamisen kehittäminen
• Monitieteellisen laboratoriotyöskentelyn osaamisen kehittäminen
• Mahdollisuus matkustaa ulkomaille harjoittelemaan THz-tekniikkaa
• Erinomaiset työllistymismahdollisuudet mikro-/millimetriaalto- ja kryogeenisen tekniikan tutkimuksessa tai teollisuudessa, esim. kvanttitietokoneteollisuudessa
• Mahdollisuus kansainväliseen yhteistyöhön ja verkostoitumiseen yhteistyökumppaneiden kanssa

Palkka ja aloitus

Väitöskirjatyöntekijän aloituspalkka on noin 3075 €/kuukaudessa. Palkka nousee ajan myötä vastuiden ja suoritusten mukaan. Sopimukseen sisältyy työterveyshuollon edut sekä lomaraha. Suomessa on kattava sosiaaliturvajärjestelmä. Aloitusajankohta on neuvoteltavissa, mutta aloitus mahdollisimman pian on toivottava.

Kiinnostuitko?

Hae tehtävää jättämällä hakemuksesi rekrytointijärjestelmämme kautta ("Hae nyt!" -linkki) viimeistään 28.2.2026. Sähköpostitse lähetettyjä hakemuksia ei hyväksytä. Kannustamme hakemaan aikaisin, sillä aloitamme hakemusten tarkastelun välittömästi. Hakemuksia käsitellään, kunnes tehtävä on täytetty.

Liitä mukaan seuraavat dokumentit:

• Hakemuskirje
• Kandidaatin ja maisterin tutkintojen todistukset sekä opintosuoritusotteet
• CV (sisältäen julkaisuluettelon, jos sellainen on)
• Kuvaus maisterin opinnäytetyöstä
• Suosittelijat

Aalto-yliopiston nykyisten työntekijöiden tulee hakea tehtävään omalla työntekijäprofiilillaan Workday-järjestelmän kautta (internal jobs/sisäiset työpaikat). Aallon opiskelijat tai vierailijat hakevat henkilökohtaisella sähköpostiosoitteella (ei aalto.fi) ulkoisen Avoimet työpaikat -sivun kautta.

Jos haluat kuulla lisää tehtävästä, ota yhteyttä professori Zachary Tayloriin, zachary.taylor@aalto.fi. Rekrytointiprosessiin liittyvissä kysymyksissä voit olla yhteydessä ELECn HR Advisoriin, hr-elec@aalto.fi.