Kuvassa vasemmalta: Dani Korpi, Anton Kontunen ja Risto Ojajärvi
Palkitut opinnäytetöiden tekijät 2018
Kirjoittaja
Kirsti Levander

TEK, TFiF ja MAL palkitsivat parhaiden opinnäytetöiden tekijät

Dani Korpi palkittiin parhaasta väitöstyöstä, Anton Kontunen parhaasta diplomityöstä ja Risto Ojajärvi parhaasta pro gradusta. Palkinnot jaettiin tänään Helsingissä.

TEK ja Tekniska Föreningen i Finland TFiF palkitsivat TkT Dani Korven parhaasta väitöstyöstä ja DI Anton Kontusen parhaasta diplomityöstä. Väitöskirjapalkinnon arvo on 7 500 euroa ja diplomityöpalkinnon 5 000 euroa. Matemaattis-luonnontieteellisten alojen Akateemiset ry (MAL) palkitsi puolestaan Risto Ojajärven parhaasta pro gradusta 5 000 eurolla.

Full duplex -tiedonsiirto tuplaa mobiiliverkkojen kapasiteetin – ja toimii myös edullisissa kuluttajalaitteissa

Full duplex -radioteknologian avulla mobiiliverkkojen tiedonsiirtokapasiteetti voidaan käytännössä jopa tuplata, kun yksi laite lähettää ja vastaanottaa tietoa samaan aikaan samalla taajuudella. Näin myös tiedonsiirtonopeus kaksinkertaistuu ilman uusia taajuusalueita. 

Laskennallisesti full duplex -teknologia on osoitettu mahdolliseksi jo aiemmin, mutta Dani Korpi osoitti nyt palkitussa väitöstyössään, että full duplex toimii myös käytännössä. Ratkaisussa hyödynnettiin uusia itseinterferenssiä vähentäviä menetelmiä, kuten RF-vaimenninta sekä edistynyttä digitaalista signaalinkäsittelyä.

Teleoperaattoreille full duplex -teknologia merkitsee jopa miljardisäästöjä.

Teleoperaattoreille full duplex -teknologia merkitsee jopa miljardisäästöjä. Korven väitöstyön tulokset ja menetelmät ovat jo herättäneet kiinnostusta mobiiliverkkoihin ja langattomaan tiedonsiirtoon keskittyvissä yrityksissä, kuten Nokia, Huawei ja Intel. Full-duplex -tiedonsiirto onkin mukana yhtenä mahdollisena teknologiana tulevaisuuden mobiiliverkkojen suunnittelussa ja standardoinnissa.

Korven työssä on rakennettu full duplex -prototyyppi- ja demonstraatiolaitteisto, jolla kehitettyjä menetelmiä on todennettu oikeilla laitteilla oikeissa toimintaympäristöissä. Prototyyppilaitteet ovat ensimmäisten full duplex -radioiden joukossa koko maailmassa. Demolaitteissa käytettiin myös edullisia radiokomponentteja, jotta päästiin testaamaan teknologian soveltuvuutta edullisiin massatuotettuihin kuluttajalaitteisiin.  

Korpi teki työnsä Full-Duplex Wireless: Self-interference Modeling, Digital Cancellation, and System Studies Tampereen teknillisen yliopiston tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa. Ohjaajina ovat toimineet professori Mikko Valkama, yliopistotutkija Lauri Anttila ja apulaisprofessori Taneli Riihonen.

Tutkimustulokset on julkaistu korkeatasoisissa lehtiartikkeleissa. Seitsemästä artikkelista neljä kuuluu korkeimpaan julkaisuluokkaan JUFO3, mikä on poikkeuksellista väitöskirjatöille. Väitöskirjajulkaisuja on siteerattu tiedeyhteisössä yli 1 000 kertaa (tilanne marraskuussa 2018), mikä sekin on poikkeuksellinen saavutus.

Apua syöpäleikkauksiin

Anton Kontusen työn nimi kertoo jo oleellisen: Diatermiasavun analysointiin perustuva leikkauksenaikainen tervekudosmarginaalin tunnistava mittausjärjestelmä. Työn tavoitteena oli siis luoda prototyyppi mittausjärjestelmästä, jonka avulla kirurgi saisi potilasta leikatessaan tietoa kudostyypistä.

Kokeita tehtiin porsaan kudoksilla sekä ihmisen aivokasvainkudoksilla.

Järjestelmä perustuu sähkökirurgian tuottaman savukaasun analysointiin differentiaali-ionimobiliteettispektrometrillä. Diplomityö koostui kolmesta mittaussarjasta. Kokeita tehtiin muun muassa porsaan kudoksilla sekä ihmisen aivokasvainkudoksilla. Menetelmä tunnisti kudostyypit erinomaisesti. 

Työ on tehty Tampereen teknillisen yliopiston teknis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa, yhteistyössä Tampereen yliopiston lääketieteen ja biotieteiden tiedekunnan, Pirkanmaan sairaanhoitopiirin ja Fimlabin kanssa.

Ohjaajina toimivat professori Jukka Lekkala ja kirurgian apulaisprofessori Niku Oksala Tampereen yliopistollisesta sairaalasta.

Suprajohtavuuden teoriaa

Risto Ojajärven gradu Electro-phonon interaction in flat-band superconductivity kuuluu teoreettisen fysiikan alaan. Työ käsittelee suprajohteiden mikroskooppista teoriaa. 

Ojajärvi tutki teoreettisesti hilavärähtelyiden välittämää suprajohtavuutta tasovyöllä, eli materiaaleissa joiden elektronivyöt ovat tasomaisia. 

Suprajohtavuus on ilmiö, jossa aineen sähkönvastus katoaa äkillisesti lämpötilan laskiessa tietyn kriittisen pisteen alapuolelle. Suprajohtavuutta hyödynnetään esimerkiksi voimakkaissa sähkömagneeteissa sekä tarkoissa mittalaitteissa. Tyypillisesti suprajohtavuutta esiintyy vain matalissa lämpötiloissa, mikä rajoittaa monia teknologisia sovelluksia. Korkeassa lämpötilassa, eli esimerkiksi huoneenlämmössä toimivia suprajohteita etsitään aktiivisesti, ja tasovyömateriaalit ovat yksi mahdollinen tutkimussuunta.

Ojajärvi on saanut myös Vuoden nuori fyysikko 2017 -palkinnon.

Ojajärvi on tarkastellut tasovyöllä suprajohtavuuden mekanismia, jossa elektronit vuorovaikuttavat toistensa kanssa hilan värähtelyiden välityksellä. 

Ojajärven aiheesta kirjoittama artikkeli on julkaistu Physical Review B -lehdessä. Hän on saanut myös Vuoden nuori fyysikko 2017 -palkinnon.

Pro gradu on tehty Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksella ja Nanoscience Centerissä. Ohjaajana toimi professori Tero Heikkilä. Ojajärvi työskentelee tohtorikoulutettavana.