Magnetismi ja suprajohtavuus

Ryhmän tutkimuskohteita ovat korkean lämpötilan suprajohteet, magneettiset perovskiitit ja magneettiset puolijohteet. Olemme osa Wihurin fysiikantutkimuslaboratoriota.

Opiskelijoiden kanssa on keväällä 2010 tehty "Suprajohteiden sovellukset"-lehti, jossa lukiolaisille sopivalla tasolla esitellään suprajohteiden tämän hetkisiä ja tulevia sovelluksia.

Korkean lämpötilan suprajohteiden sähkönvastus on nolla kriittisen lämpötilan alapuolella. Kriittinen lämpötila riippuu aineesta mutta on noin 100 K (-173^oC), joka on korkea lämpötila suprajohteiden maailmassa. Koska suprajohteilla sähkönvastus on nolla, ne pystyvät kuljettamaan hyvin suuria virtoja. Esimerkiksi neliösenttimetrin läpimittainen YBa₂Cu₃O₇ suprajohdin pystyy johtamaan yli miljoonan ampeerin virran häviöittä. Samankokoisen kuparikaapelin suurin sallittu kuormitusvirta on noin 240 ampeeria. Tutkimuskohteitamme ovat mm.:

Nanokoiset YBa₂Cu₃O₇ (YBCO) jauheet.
Nanorakenteiset YBCO ohutkalvot.
Nanorakeiset YBCO nauhat.

Magneettiset perovskiitit ovat aineita, joiden kiderakenne ja magneettiset vuorovaikutukset atomien välillä johtavat mielenkiintoisiin ilmiöihin, kuten lähes 100 % spin-polarisaatioon (kaikilla varauksenkuljettajilla on samansuuntainen spin) ja kolossaaliseen magnetoresistanssiin. Nämä aineet ovat lupaavia spintroniikan komponentteja kehitettäessä. Tutkimuskohteitamme tällä alalla ovat mm.

La_1-xCa_xMnO₃ ohutkalvot
Sr₂MoFeO₆ jauheet ja ohutkalvot
La_1-xSr_xMnO₃/orgaaninen aine/Co spin-venttiilit

Magneettiset puolijohteet ovat puolijohteita, joihin on lisätty magneettisia atomeita epäpuhtauksina. Tutkimissamme aineissa lähtömateriaalin puolijohdeominaisuudet yhdistyvät mielenkiintoisiin magneettisiin ominaisuuksiin kuten spinlasimaiseen käyttäytymiseen. Magneettisilla puolijohteilla uskotaan olevan tärkeä rooli spintroniikan peruskomponenteissa. Tutkimuskohteisiimme kuuluvat mm.:

Ni-doopattu CdSb
Magneettisilla atomeilla doopattu ZnO

04.05.2012 14:08 Tomi Elovaara