Väitös teknillisen fysiikan alalta, M.Sc. Giacomo Catto

Väitöskirjan nimi: Ultrasensitive bolometers as detectors of single quanta

Tohtoriopiskelija: Giacomo Catto
Vastaväittäjä: Prof. Ioan M. Pop, Institute for Quantum Materials and Technologies (IQMT), Saksa
Kustos: Prof. Mikko Möttönen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Bolometrisen havainnoinnin uudet rajat

Signaalien havaitseminen on tieteellisen ja teknologisen edistyksen eturintamassa. Tässä väitöskirjassa käsitellään mahdollisesti uutta tapaa havaita sähkökenttiä suprajohteisissa laitteissa ja testataan äskettäin kehitetyn suprajohteisen nanobolometrin uusia ja lupaavia sovelluksia. Työn ensimmäisessä osassa tarkastellaan hiljattain kehitettyä kenttävaikutushypoteesia metallisissa suprajohteissa. Vahvistuessaan hypoteesi voisi muuttaa käsitystämme suprajohteisista materiaaleista ja mahdollistaa innovatiiviset sähkökentän havaitsemismenetelmät ja niiden tärkeät teknologiset sovellukset. Ensimmäisen osan jälkeen väitöskirjan painopiste siirtyy suprajohteiseen nanobolometriin, viimeisimpään Quantum Computing and Devices (QCD) -laboratoriossa kehitettyyn laitteeseen, jota on jo onnistuneesti käytetty fotonien havaitsemiseen. Työssä esitellään laitteen valmistus ja sen hyödyntäminen sovellettuna erilaisiin signaalilähteisiin, tavoitteena saavuttaa kubitin keskiarvoistamaton mittaus ja yksittäisen elektronin havaitseminen. Väitöskirjan loppuosassa käsitellään valmistusprosessissa esiintyviä haasteita, ja luodaan perusta tulevalle skaalautuvuudelle esittelemällä uusi piirisuunnittelu prosessin virtaviivaistamiseksi. Työ vie QCD-ryhmän suprajohteisen nanobolometrin sovellusmahdollisuudet äärirajoille tuoden ne lähemmäksi täyttä potentiaaliaan.

Yhteystiedot:

Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/52