Digitoday

VTT:n transistori toimii lähellä absoluuttista nollapistettä

Julkaistu:

Valtion teknillinen tutkimuskeskus kertoo tehneensä läpimurron transistorikehityksessä. VTT on kehittänyt erittäin kylmässä toimivan nanokokoisen transistorin, joka sopii hyvin pienten signaalien mittaamiseen.

VTT:n mukaan transistori on käyttökelpoinen erittäin herkkien sähkömagneettisen säteilyn ilmaisimien ulostulosignaalin vahvistamisessa. Mahdollisia muita käyttökohteita ovat tähtitieteelliset mittaukset, turvakamerat ja jopa SI-mittayksikköjärjestelmän perustan uudistaminen.

Useat fysikaaliset ilmiöt ovat hyödynnettävissä vain erittäin kylmässä. VTT:n kehittämä uusi BOT-transistoriksi (Bloch Oscillating Transistor) nimetty komponentti toimii peräti 0,1 kelvin-asteessa eli 0,1 celcius-asteen etäisyydellä absoluuttisesta nollapisteestä). Näin suuren kylmyyden etu on, että mitattavat signaalit häiriytyvät vain vähän, koska aineen osasten (elektronit, atomit) lämpöliikkeestä aiheutuva kohina on vähäistä, VTT kertoo.

Pitkäjänteistä kehitystä

Transistori keksittiin VTT:llä. Sen mallinnus, valmistus sekä koemittaukset tehtiin yhteistyössä TKK:n kylmälaboratorion kanssa. BOT-transistori perustuu nanokokoiseen Josephsonin liitokseen, jonka ominaisuuksia ja sovelluksia fyysikot tutkivat aktiivisesti eri puolilla maailmaa. VTT uskoo transistorinsa tuovan ainutlaatuisen lisän näihin liitoksiin liittyvään kiehtovaan ilmiömaailmaan.

Uutta transistoria voidaan mahdollisesti käyttää hyväksi myös metrologiassa eli mittauksia käsittelevällä tieteenalalla, koska erittäin pienten virtojen (suuruusluokkaa yksi pA) vertailu on nykyisillä menetelmillä hankalaa.

Lisäksi transistoria voi mahdollisesti käyttää myös niin sanotun kvanttimetrologiakolmion sulkemiskokeen vertailuvahvistimena. Kyseisen kokeen suorittaminen mahdollistaisi SI-mittayksikköjärjestelmän sähköyksiköiden määrittelemisen luonnonvakioiden avulla eli aina ja kaikkialla vakioarvoisten valon nopeuden, elektronin varauksen ja Planckin vakion avulla.

VTT on jo pitkään kehittänyt erittäin kylmässä toimiviin suprajohteisiin perustuvaa teknologiaa. Kehityskohteina ovat olleet aivojen magneettikuvaukseen tarvittavat anturit, tarkkuusmittaukset ja muun muassa sähkömagneettisen säteilyn ilmaisimet.

Apuja teollisuuden kalibrointivertailuihin

Toinen VTT:n kehittämä, metrologian alalla käyttökelpoinen laite on kvanttijännitenormaali, joka pitää arvonsa tarkasti vakiona, kun sitä ohjataan atomikellojen vakiotaajuudella. VTT:n jännitenormaali tehostaa teollisuuden tarvitsemia kalibrointivertailuja ja tekee mahdollisiksi myös vaihtojännitemittaukset. VTT:n mukaan se on helpompi käyttää kuin nykyiset, ja se toimii jopa miljoonia kertoja nopeammin - alle mikrosekunnissa.

Samankaltaisia jännitenormaaleja on kehitetty Saksassa ja USA:ssa. Kilpailu tämäntyyppisten jännitenormaalien kehitystyössä on kova, ja Mittatekniikan keskus aikoo tuotteistaa kehitetyn jännitenormaalin kansainvälisesti kilpailukykyiseksi.

BOT-transistorin ja kvanttijännitenormaalin kehitystyöt ovat osa VTT:n tutkijan Juha Hasselin väitöskirjaa, joka tarkastetaan TKK:lla 9.11.2004.

Kommentit

    Näytä lisää

    Näitä luetaan!
    1. 1

      Jonne Aaronin autoon ilmestyi törkeä viesti – ex-tyttöystävä vakuuttaa viattomuuttaan: ”Mulla on alibi!”

    2. 2

      Nyt puhuu peräkontissa matkustanut valtiosihteeri – IS paljastaa salaiset viestit ennen perussuomalaisten hajoamista

    3. 3

      New Yorkissa tapahtui raaka rikos, jonka tekijää kuvattiin ”Viiltäjä-Jackiksi” ja ”seksuaaliseksi pervertikoksi” – syylliseksi paljastui suomalainen mies

    4. 4

      Harvinaisen härski näky taivaalla – Yhdysvaltain laivasto närkästyi lentäjän tempusta

    5. 5

      KRP epäilee: Entinen huippukiekkoilija varasti parkkirahoja satoja tuhansia euroja

    6. 6

      Lotta Backlundin pikkujoulut saivat kiusallisen käänteen – odottamaton yllätys narikassa: ”Molempien kasvoilta paistoi narahtamisen kauhu”

    7. 7

      Magneettikuvat paljastivat Tonin aivoista jotain hirveää – koko siihenastinen elämä katosi yllättäen muistista

    8. 8

      Pystyisitkö nostamaan enemmän kuin Donald Trumpin poika? Tällaisia tuloksia suomalaisurheilijat ovat tehneet maastavedossa

    9. 9

      Ensimmäistä länsimetroa ajanut Keijo: ”Vähän on karnevaalimeininki” – ensimmäiset matkustajat jonottivat Matinkylässä jo perjantaina

    10. 10

      Lauri Markkanen opettaa videolla suomea joukkuekavereilleen – yksi sana hämmentää täysin

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Grease-tähden poikaystävä katosi kuin tuhka tuuleen vuonna 2005 – yksityisetsivät tutkivat kuolemaa turhaan 12 vuotta: Mysteeri ratkesi

    2. 2

      Huutokauppakeisarin apumies-Markku iski silmää varatulle Annelle – seurauksena kaksi avioeroa ja yhdet häät

    3. 3

      Vuosaaren perhesurma: Poliisi saapui veriseen asuntoon ja käskytti ovelta – vastauksena kuului vain lapsen itku

    4. 4

      Tellervo Koivisto puhuu avoimesti avioliittonsa vastoinkäymisistä – ”Sitä ei alkuaikoina kiinnitä sellaiseen huomiota..”

    5. 5

      40-vuotias äiti ja teini-ikäiset tyttäret sekoittivat netin – yhteisselfiet saavat katsojan hämmennyksen valtaan

    6. 6

      Harvinaisen härski näky taivaalla – Yhdysvaltain laivasto närkästyi lentäjän tempusta

    7. 7

      KRP epäilee: Entinen huippukiekkoilija varasti parkkirahoja satoja tuhansia euroja

    8. 8

      Suomen ensimmäinen kaduksi alennettava moottoritie on nyt tiedossa – kyseessä erittäin vilkas väylä

    9. 9

      Riku Aallon yli 5 000 euron palkankorotus suututti kentän – osa erosi jo Teollisuusliitosta

    10. 10

      Suora lähetys juuri nyt: Länsimetro starttasi Espoon Matinkylästä – kyydissä satoja matkustajia

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Miten käy, jos osallistuu tuhansiin arvontoihin netissä? Äitiyslomalla ollut Maiju, 32, kokeili lähes vuoden ajan – tulos ällistyttää!

    2. 2

      Isänsä leikkipuistossa puukottama kolmi­vuotias kuoli – poliisi joutui pysäyttämään väkivallanteon voimakeinoin

    3. 3

      Yleisö häkeltyi: Sihteeri Katja kertoi seksielämästään tv-ruudussa – paukautti totuuden Napakympissä

    4. 4

      Karu ruumiinavaus julki: vuosikymmeniä steroideja käyttäneen kehonrakentajan sydän oli kasvanut luonnottomaksi

    5. 5

      Kahden viikon päästä ei enää selviä sakoilla – huolimatonta autoilijaa uhkaa vähintään tonnin lisävero

    6. 6

      Frederik palasi matkoilta kotiin ja purskahti itkuun – avovaimo oli pakannut tavaransa ja lähtenyt

    7. 7

      Porvoon puukotusmurhasta epäillyn veli varoitti surmatun 3-vuotiaan äitiä: Vaihda lukot

    8. 8

      Mitä sinä näet kuvassa? 1800-luvulla maalattu teos häkellyttää – naisen kädessä on tutunnäköinen esine

    9. 9

      Nuoren naisen pyörätuoli horjahti bussin ovella kohtalokkain seurauksin – kuskin reaktio tyrmistytti

    10. 10

      6 asiaa, jotka tapahtuvat, kun lakkaat juomasta maitoa

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Jonne Aaronin autoon ilmestyi törkeä viesti – ex-tyttöystävä vakuuttaa viattomuuttaan: ”Mulla on alibi!”

    2. 2

      Nyt puhuu peräkontissa matkustanut valtiosihteeri – IS paljastaa salaiset viestit ennen perussuomalaisten hajoamista

    3. 3

      New Yorkissa tapahtui raaka rikos, jonka tekijää kuvattiin ”Viiltäjä-Jackiksi” ja ”seksuaaliseksi pervertikoksi” – syylliseksi paljastui suomalainen mies

    4. 4

      Harvinaisen härski näky taivaalla – Yhdysvaltain laivasto närkästyi lentäjän tempusta

    5. 5

      KRP epäilee: Entinen huippukiekkoilija varasti parkkirahoja satoja tuhansia euroja

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Grease-tähden poikaystävä katosi kuin tuhka tuuleen vuonna 2005 – yksityisetsivät tutkivat kuolemaa turhaan 12 vuotta: Mysteeri ratkesi

    2. 2

      Huutokauppakeisarin apumies-Markku iski silmää varatulle Annelle – seurauksena kaksi avioeroa ja yhdet häät

    3. 3

      Vuosaaren perhesurma: Poliisi saapui veriseen asuntoon ja käskytti ovelta – vastauksena kuului vain lapsen itku

    4. 4

      Tellervo Koivisto puhuu avoimesti avioliittonsa vastoinkäymisistä – ”Sitä ei alkuaikoina kiinnitä sellaiseen huomiota..”

    5. 5

      40-vuotias äiti ja teini-ikäiset tyttäret sekoittivat netin – yhteisselfiet saavat katsojan hämmennyksen valtaan

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Miten käy, jos osallistuu tuhansiin arvontoihin netissä? Äitiyslomalla ollut Maiju, 32, kokeili lähes vuoden ajan – tulos ällistyttää!

    2. 2

      Isänsä leikkipuistossa puukottama kolmi­vuotias kuoli – poliisi joutui pysäyttämään väkivallanteon voimakeinoin

    3. 3

      Yleisö häkeltyi: Sihteeri Katja kertoi seksielämästään tv-ruudussa – paukautti totuuden Napakympissä

    4. 4

      Karu ruumiinavaus julki: vuosikymmeniä steroideja käyttäneen kehonrakentajan sydän oli kasvanut luonnottomaksi

    5. 5

      Kahden viikon päästä ei enää selviä sakoilla – huolimatonta autoilijaa uhkaa vähintään tonnin lisävero

    6. Näytä lisää