Chalmers styrkeområden verkar institutionsöverskridande och för styrkeområde Informations- och Kommunikationsteknik (IKT) kan det exempelvis handla om att stötta forskning av IKT-verktyg. Men vad innebär det egentligen?
Vi har träffat Jan Stake som är professor i terahertzelektronik och avdelningschef för terahertz och millimetervågsteknik vid institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap (MC2) för att ta reda på mer om hans forskning och hur den är kopplad till IKT.
Hej Jan! Vad jobbar du med?
Just nu undervisar jag i en kurs om halvledarkomponentfysik på avancerad nivå. Utöver det så jobbar jag ihop med mina doktorander i forskningsprojekt som handlar om komponenter och kretsar för submillimetervågsområdet, bland annat för terahertzkommunikation. Det är mycket verksamhet i renrummet men även finmekanik som tillverkas i verkstaden på MC2 samt att analysera och utvärdera mätningar.
Samtidigt håller jag på att förbereda och rekrytera för ett nytt projekt som startar 1 oktober, vilket är ett resultat av det anslag, ERC Advanced Grant 2023, som jag fick tidigare i år. Projektet handlar om halvledarelektronik för att detektera elektromagnetisk strålning i våglängdsområdet 60 – 150 µm.
Hur är ditt arbete kopplat till IKT?
Det är väl framför allt forskning på komponenter, mottagare och sändare för sensorer och för kommunikationstillämpningar. Mitt huvudsakliga fokus är att lösa utmaningar i gränslandet mellan mikrovågsteknik och fotonik för att möjliggöra tillämpningar i terahertzområdet.
IKT är ju så brett – från hårdvara till data och informationsteknik. Det jag gör är fysiknära forskning och överlappar även med styrkeområdet Nano.
Varför är ditt arbete viktigt?
Terahertzteknik är viktigt för rymdforskning men även för atmosfärsobservationer för att förstå hur klimatet förändras på grund av människans påverkan. Det är angeläget! Och att vara en del i det känns viktigt och riktigt spännande.
– Jag drivs av att jobba med teknikforskning som gagnar andra vetenskapliga behov. Att ta fram nya känsliga mottagare och teknik som krävs för den typen av mätningar och därmed vara en kugge i ett ännu större vetenskapligt sammanhang.
Mycket av det arbete som vi gjort är för väderövervakning och klimatforskning, och används på satelliter som mäter på jordens atmosfär. Både ESA och NASA planerar vetenskapliga missioner som bygger på känsliga terahertzinstrument men där tekniken ännu inte existerar.
Men att känna att det vi har forskat fram - det arbete vi har gjort här, i renrummet, har bidragit till detta rymdprojekt. Det känns fantastiskt!
Vad tycker du är mest spännande?
Jag tycker att det är spännande att jobba i tvärvetenskapliga projekt, att få arbeta i gränslandet mellan fysik och elektronik. Och att det våglängdsområde jag jobbar med, terahertz, är så mångfasetterat och spännande. Här finns många utmaningar, och man behöver ha god förståelse för flera områden; från tillämpad fysik till elektronik, optik och mikrovågsteknik.
– Jag drivs av att studera en ny komponent eller ett nytt material för elektronik, och att ta det vidare längs näringskedjan med siktet på att det faktiskt kan bli något som är relevant och användbart längre fram. Ett kvitto på om man lyckas är när industrin eller andra organisationer hör av sig och vill samverka. Men det kräver stor långsiktighet, vilket är en stor utmaning.
– Sen är det ju väldigt spännande att få följa vad som händer sen. Till exempel uppskjutningen av ESA:s rymdsond JUICE till Jupiters månar förra våren. Det är en färd som tar åtta år, och när den kommer fram kommer den att snurra runt mellan månarna och göra mätkampanjer. Vårt arbete avslutades ju ca åtta år tidigare, och togs sedan över av industrin som integrerade våra forskningsresultat i sina system och därefter tog integrering i satelliten vid. Det tar tid. Men att känna att det vi har forskat fram - det arbete vi har gjort här, i renrummet, har bidragit till detta rymdprojekt. Det känns fantastiskt!
– Det finns, som sagt, väldigt mycket spännande man kan göra inom terahertzområdet. Från mätningar och grundforskning inom naturvetenskap till tekniska tillämpningar för till exempel kommunikation. Men huvudsakligen drivs terahertzområdet fortfarande av behov för rymdforskning medan subterahertzområdet är på frammarsch för kommunikation. Det är på så sätt en exotisk teknik som passar mig perfekt.
Så sammanfattningsvis kan man säga att det handlar om spännande teknik och fysik som är väsentlig för att få ny kunskap om universum och vårt klimat.
Vilka utmaningar ser du?
Det vi gör är experimentell verksamhet som kräver tung infrastruktur, såsom renrum, mätlabb och verkstad. Det är både dyrt och kräver personal med rätt kompetens. En stor utmaning är att se till att verksamheten är livskraftig och att det finns tillräckliga forskningsmedel. Det är som sagt många olika delar som behöver finnas på plats för att kunna göra experiment och bygga avancerade demonstratorer, utöver de simuleringar och analyser som vi gör vid datorerna. Allt detta behöver klicka i varandra. Doktorander och forskare måste komplettera varandra så att vi är en komplett enhet tillsammans. Men när allt funkar så kan vi göra unika saker som skapar stort intresse.
Slutligen – vad gör du när du inte arbetar?
Då spelar jag trumpet eller lyssnar på musik! Jag är med och spelar i olika sammanhang, vilket kräver mycket övning som kanske inte alltid är så uppskattat av omgivningen. Då jag bor i lägenhet så brukar jag därför öva i ett utrymme under renrummet.
