Yuri Galperin unders?ker elektrisk- og signaltransport i skalaer p? st?rrelse med litt store molekyler. M?lestokken som benyttes i denne forskningen, kalles nanometer, som er en milliarddels meter. P? en nanometer er det ikke plass til mer enn tre-fire atomer ved siden av hverandre. Ved ? forst? og dermed potensielt ogs? kontrollere fenomenene p? nanoniv?, kan for eksempel nye typer integrerte kretser og lagringsmedier for datateknologien utvikles.
澳门葡京手机版app下载 i st?rrelsesorden 100 nanometer kalles mesoskopisk fysikk, og det er p? dette niv?et Galperins forskning beveger seg. Den mesoskopiske fysikken skiller seg fra klassisk fysikk ved at det er kvantemekanikkens lover som gjelder. Det er kvantefysikken som forklarer atompartiklenes dynamikk. Mesoskopisk fysikk og relevant teknologi er en forutsetning for eksempel for utviklingen av mobiltelefoner og ligger til grunn blant annet for Finlands h?yteknologiske suksess. Det bruksrettete m?let med denne forskningen er ? utnytte plassen i datamaskinenes komponenter enda bedre. En gang i framtiden vil kanskje ett elektron v?re nok til ? registrere forskjellen mellom 1 og 0 i et digitalt system. I dag m? det 100 000 elektroner til f?r en maskin kan oppfatte et slikt skille.
Utforsker de nye lovene
Russiske Yuri Galperin har v?rt professor ved Universitetet i Oslo de siste ti ?rene, men begynte sin forskerkarriere i dav?rende Leningrad.
– Under sovjettiden var det internasjonalt et m?l ? utvikle stadig bedre elektroniske komponenter, ikke minst til milit?rteknologi. Derfor begynte man ? interessere seg for mikroniv?er. Det var behov for en ny type fysikk som kunne forklare og forst? hvordan disse mekanismene fungerer, forklarer Galperin. Nanoteknologi ble f?rst definert som forskning i tre dimensjoner i st?rrelsesorden 10 til 100 nanometer.
– Men ingen kan drive teknologi p? dette niv?et, s? man m?tte forenkle og n?rme seg problemstillingene p? en ny m?te. N? arbeider vi i to dimensjoner, med tynne filmer eller i kontaktflaten mellom to komponenter. P? den m?ten f?r vi ?rsm? systemer som det er mulig ? studere p? forskjellige m?ter, forklarer Galperin.
Elektronenes bevegelser
Det er elektronenes vandringer som er i fokus for Galperins forskning, fordi elektronenes bevegelser er m?ten signaler transporteres p?. Et av de systemene Galperin studerer, er s?kalte ”kvantekanaler”. En ”kvantekanal” er kontaktflaten mellom to elektroder, og Galperin unders?ker hvordan elektronene beveger seg gjennom denne kanalen. Et annet system er s?kalt ”fergetransport” av elektroner, hvor en transportkomponent g?r i mekanisk skytteltrafikk mellom to elektroder og tar med seg elektronene fra den ene siden til den andre. Galperin unders?ker ogs? hvordan elektroner hopper mellom elektroder n?r de utsettes for magnetisk kraft. Et fjerde system er ? frakte elektroner ved hjelp av akustiske b?lger.
– Disse systemene er spesielt viktige for digital teknologi som er basert p? signaler – str?m som sl?r seg p? og av. Men det er mange problemer som oppst?r. S?rlig er vi opptatte av milj?ets p?virkning. Ofte fungerer ikke signaltransporten slik de teoretiske modellene tilsier, fordi det gjerne er en eller annen komponent i milj?et som virker inn p? prosessene. Da m? vi finne ut hva som skjer, og denne vekselvirkningen mellom teori og fysiske eksperimenter kjennetegner v?r forskning, forteller Galperin.
Norges muligheter
Han understreker at nanoteknologi enn? ikke er et godt utviklet forskningsfelt i Norge. Derfor gj?r han og kollegene teoriarbeidet i Norge, men m? ofte til utlandet for ? f? gjennomf?rt eksperimentene. Galperin 澳门葡京手机版app下载er med flere forskningsinstitusjoner i utlandet, blant annet Chalmers i Sverige, Princeton i USA, Weizmanninstituttet i Israel og Ioffeinstituttet i St. Petersburg.
Han er ogs? bekymret over tilveksten av fysikkstudenter her til lands. Galperin mener Norge er i en unik posisjon til ? utvikle avansert vitenskap og teknologi.
– Her finnes b?de menneskelige og ?konomiske ressurser. Men skolene er for d?rlige i realfag. En russisk student som begynner ? studere fysikk ved et universitet, ligger rundt to ?r foran en tilsvarende begynnerstudent i Norge. I Norge er man sv?rt flinke til ? f? fram unge idrettstalenter. Hvorfor ikke gj?re det samme med forskertalenter? sp?r Galperin, som selv var med p? ? bygge opp spesialutdanning for unge realfagsstudenter i Russland.
Fakta
Krever nye materialer Nye komponenter, blant annet til datamaskiner, fordrer utvikling av nye funksjonelle materialer som er designet til bestemte form?l. Sammensetningen m? v?re kontrollert, og materialene m? ha gode elektriske og mekaniske egenskaper. Det er viktig for moderne teknologi at materialene som brukes, ikke f?rer til at komponentene ?delegger hverandre i kontaktflatene. Mikro- og nanoteknologi er derfor sterkt tverrfaglig orientert, hvor fysikere, kjemikere, ingeni?rer og til og med biologer kan arbeide sammen.