search query: @supervisor Kaivola, Matti / total: 74
results-list
reference: 23 / 74
« previous | next »
Author:Koski, Jonne
Title:Noise heat transfer of a tunnel junction in a resistive environment
Tunneliliitoksen lämmönsiirto resistiivisessä ympäristössä
Publication type:Master's thesis
Publication year:2012
Pages:vi + 52      Language:   eng
Department/School:Teknillisen fysiikan laitos
Main subject:Optiikka ja molekyylimateriaalit   (Tfy-125)
Supervisor:Kaivola, Matti
Instructor:Pekola, Jukka
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  208   | Archive
Keywords:thermal noise
tunnel junction
lämpökohina
tunneliliitos
Abstract (eng): Noise is usually considered an undesirable property of a measured system.
It distorts the data and causes error in the analysis.
It is important to know of the nature and origins of noise, such that it can be controlled and avoided.

In electronics, noise is observed as current or voltage noise.
One of the most well-known form of noise is Johnson-Nyquist noise, also known as thermal noise, which arises from dissipative circuit elements.
Voltage noise is proportional to the circuit element temperature and real part of impedance.
Electric noise thus exists even if no current or voltage is applied.

Although noise does not carry net current, it may transfer heat.
Thermal noise transports heat between two dissipative elements.
Although the basic origin of electric noise has been known for decades, its thermal transport properties have been studied only for less than a decade.
Moreover, there are only a few experiments related to thermal transport by noise, as the heat transfer rates of noise are very low and may only be detected at very low temperatures in nano scale structures.

Tunnel junctions are one of the relevant structures in nanoelectronics.
Electrons and quasiparticles transport charge through an insulating layer between two electrodes.
The behavior of a tunnel junction in an electric environment may be treated with environment, or P(E), theory, according to which tunneling electrons and quasiparticles may emit or absorb photons from the environment during the tunneling process.
This theory also describes how the environment transports heat to the junction.
However a recently published research predicts that the heat transfer is greatly amplified.

The objective of this thesis is to experimentally study how a tunnel junction conducts heat in a resistive environment.
This thesis describes methods for temperature adjustments and measurements at low temperatures, as well as for analyzing the environment.
A nano scale sample is fabricated and measured at low temperatures.
The heat conductance of the junction,the heat transfer between the junction and the environment, and the joule heating were measured and analyzed.
Abstract (fin): Kohina tunnetaan usein haitallisena ominaisuutena mittauksissa.
Se vääristää mittaustuloksia ja vaikeuttaa niiden analysointia.
Niinpä onkin tärkeää tuntea kohinan aiheuttaja, sillä sitä kautta kohinaa voidaan hallita ja välttää.

Elektroniikassa havaitaan jännite- ja virtakohinaa.
Eräs tunnetuimpia kohinamuotoja on Johnson-Nyquist - eli lämpökohina, joka syntyy dissipatiivisissa elementeissä.
Tällainen jännitekohina on suoraan verrannollisesti lämpötilaan ja elementin impedanssin reaaliarvoon.
Sähköistä kohinaa siis esiintyy, vaikka virtaa tai jännitettä ei syötettäisi ollenkaan.

Vaikka sähköinen kohina ei kuljeta nettovirtaa, voi se silti kuljettaa lämpöä.
Lämpö siirtyy kohinan välittämänä kahden dissipatiivisen elementin välillä.
Vaikka sähköisen kohinan aiheuttaja on tunnettu vuosikymmeniä, on sen lämmönkuljetusominaisuutta tutkittu vasta alle vuosikymmen.
Varsinkaan siihen liittyviä mittauksia on tehty hyvin vähän, sillä lämpövuo on heikkoa, ja voidaan havaita vasta hyvin matalissa lämpötiloissa nanomittakaavan rakenteissa.

Tunneliliitokset ovat yksi olennaisista nanoelektroniikan rakenteista.
Niissä elektronit tai kvasipartikkelit tunneloituvat kahden elektrodin välillä eristekerroksen läpi kuljettaen varausta.
Tunneliliitoksen käytöstä sähköisessä ympäristössä voidaan käsitellä ympäristöteorialla, jonka mukaan tunneloituvat elektronit tai kvasipartikkelit voivat tunneloitumisprosessin aikana absorboida tai emittoida ympäristön säteilemiä fotoneita.
Kyseinen teoria kuvaa myös, miten ympäristö kuljettaa tunneliliitokseen lämpöä.
Hiljattain julkaistussa tutkimuksessa tosin tunneliliitolle ennustetaan tätä voimakkaampaa lämmönvaihtoa ympäristön kanssa.

Tämän diplomityön päämääränä on tutkia kokeellisesti miten tunneliliitos johtaa lämpöä resistiivisessä ympäristössä.
Työssä kuvataan menetelmät lämpötilan säätämiseen ja mittaamiseen matalissa lämpötiloissa, sekä ympäristön analysoimiseen.
Työssä valmistettiin nanomittakaavan näyte, jota mitattiin matalissa lämpötiloissa.
Tunneliliitoksen lämmönjohtavuus, lämmönsiirto ympäristön ja liitoksen välillä, sekä joulen lämmitys analysoidaan mittaustuloksissa.
ED:2012-06-06
INSSI record number: 44667
+ add basket
« previous | next »
INSSI