Fysik

FYSIK: Organiska solceller för morgondagens bärbara elektronik

Ellen Moons, född 1966 (44 år) är docent i materialfysik vid Karlstads universitet.

Hennes forskning handlar om molekylära halvledande material för optoelektronik, med tillämpning i lysdioder och i solceller. Sådana material tillverkas i tunna skikt av elektriskt ledande polymerer och molekyler genom att en lösning av komponenterna sprids ut på ett fast, roterande, underlag, så kallad spin-coating. En komplex struktur av domäner i skiktet bildas på grund av att komponenterna fasseparerar när lösningsmedlet avdunstar. Målet är att kunna kontrollera fasseparationen så att molekylernas fördelning i skiktet, den så kallade morfologin, kan varieras på ett förutsägbart sätt som är fördelaktigt för solcellens elektriska prestanda. Morfologin i skiktet undersöks med hjälp av moderna metoder som atomkraftmikroskopi och röntgenabsorptionsspektroskopi.

Dagens kiselbaserade solceller är dyra eftersom tillverkningsprocessen är tidskrävande. Tunna kiselskivor är spröda, vilket gör att de inte är integrerbara med flexibla ytor. Därför utvecklas mjuka solceller gjorda av organiska föreningar. I laboratorier världen över undersöks nya materialkombinationer för att göra effektiva, lätta, och hållbara organiska solceller som kan massproduceras. Modern informations- och kommunikationsteknik kräver mobila instrument med integrerad strömförsörjning. Organisk optoelektronik i kombination med små kraftfulla batterier möjliggör en utveckling av nya produkter.

Kontakt
Tel 0708-66 02 09
Mail ellen.moons@kau.se
Webbplats

FYSIK: Förbättrade studier av cellers ytterhölje på atomnivå

Fredrik Höök, född 1966 (45 år) är professor i biologisk fysik vid Chalmers tekniska högskola.

I sin forskning studerar han de molekyler som bygger upp, och de reaktioner som kontrolleras av, levande cellers ytterhölje, det så kallade cellmembranet. Allt liv bygger på komplexa nätverk av en enastående växelverkan mellan olika biologiska molekyler. Av central betydelse är de reaktioner som ansvarar för molekylär kommunikation inom och mellan celler. Dessa reaktioner kontrolleras av just cellmembranet: en 5 nanometer (miljondels millimeter) tunn men otroligt komplex vätskeliknande hinna. Cellmembranets betydelse illustreras tydligt av att mer än hälften av dagens läkemedel har membranbundna molekyler som mål. Trots detta är kunskapen om hur cellmembranet styr så oerhört komplexa processer fortfarande ofullständig. Detta beror mycket på att existerande analysmetoder inte är tillräckligt känsliga för att isolera och anrika cellmembranets olika byggstenar.

I sin pågående forskning angriper Fredrik Höök denna utmaning genom att utnyttja att cellmembranet faktiskt uppför sig som en vätska, om så endast i två dimensioner. I kombination med att membranbundna molekyler av olika storlek och struktur rör sig olika fort när de utsätts för en extern kraft, hoppas han kunna utveckla nya metoder för att såväl separera som anrika cellmem-branets byggstenar – utan att först behöva avlägsna dem från sin naturliga miljö. Det långsiktiga målet är att bidra till att vi en dag lyckas förstå cellmembranets funktion som vi idag börjar förstå de biologiska molekyler som är lösliga i vatten. Fredrik Höök samarbetar med både teoretiker, biologer och medicinare för att kunna effektivisera läkemedelsutveckling, diagnostisera och neutralisera virusinfektioner liksom andra sjukdomstillstånd, såsom t.ex. Alzheimer.

Kontakt
Tel 0708-95 12 39
Mail fredrik.hook@chalmers.se
Webbplats

FYSIK: snabbare och mindre elektronik

Mats Fahlman, född 1967 (45 år), är professor i ytors fysik och kemi vid Linköpings universitet.

För att möta det ökande behovet av informations- och kommunikationsteknologi pågår intensiv forskning och utveckling av nya material och koncept för att uppnå förbättrad prestanda och ny funktionalitet i elektroniska komponenter. Ett nytt sådant koncept är spinn-baserad elektronik, så kallad spinntronik, som också kan kombineras med en ny materialtyp: organiska halvledare och ledare. Spinntronik är en teknologi som utnyttjar elektronens magnetiska egenskaper, dess spinn, för att styra elektronerna i mikroelektroniska komponenter. Det gör att snabbare, lättare och mindre elektronik kan byggas men också att nya funktioner kan skapas.

Fahlman har i sin forskning fokuserat på hur organiska halvledande och ledande molekylers elektroniska och magnetiska egenskaper påverkas av deras närmaste omgivning för att kunna skapa nya och förbättrade hybridmaterial och komponenter via design av gränsytor.

Kontakt
Tel 070-265 33 22
Mail mafah@ifm.liu.se
Webbplats

FYSIK: Hans spinn skapar mikrovågor på nanonivå

Johan Åkerman, född 1970 (44 år), är professor i experimentell fysik vid Göteborgs universitet.

Hans forskning handlar om att skapa känsliga och snabba sändare, mottagare och sensorer för magnetiska fält i datorminnen och oscillatorer med så kallad spinntronik. Åkermans forskning sträcker sig från grundforskning kring hur elektroners laddning och spinn interagerar i olika material till utveckling av kommersiellt gångbara tillämpningar baserade på spinntronik och nanomagnetism. Ett exempel är Åkermans förbättringar av Spinntroniska Oscillatorer (STO:er) som är en helt ny nanoelektrisk och spinntronisk komponent med tillämpningar inom mikrovågsområdet, det frekvensområde där mobiltelefoner, trådlösa nätverk, basstationer, satelliter och bilradar arbetar.

Åkerman och hans forskargrupp bevisade 2013 att så kallade magnetiska nanodroppar kan skapas och studeras i STO:er, och det är första gången någon experimentellt har kunnat påvisa deras existens och studerat dem i detalj. Upptäckten gör det möjligt att skapa starka mikrovågsfält fokuserade ner på nanonivå, vilka kan komma att ersätta mikrovågsteknik i till exempel mobiltelefoner och trådlösa nätverk med mindre, billigare och resurssnålare komponenter.

Kontakt
Tel 070-710 43 60
Mail johan.akerman@physics.gu.se 
Webbplats

FYSIK: Han upptäckte en helt ny kategori av supraledare

Egor Babaev, född 1973 (41 år), är universitetslektor vid Institutionen för teoretisk fysik på KTH.

Hans forskning kretsar kring så kallade supraledare, material som har en oändligt stor förmåga att leda elektricitet. Det finns i dag två kategorier av supraledande material. Samtliga supraledande material som har upptäckts inom det senaste halvseklet har visat sig tillhöra någon av dessa två kategorier. Egor Babaev har tillsammans med sin forskargrupp kunnat visa att det måste finnas ytterligare en kategori. Upptäckten har kommit att kallas typ 1.5. I de materialen kan de supraledande elektronerna betraktas som flera samexisterande typer eller subpopulationer, där vissa beter sig som elektroner i material av typ 1, medan andra beter sig som elektroner i material av typ 2.

Den här tredje kategorin av supraledare har öppnat upp för ett nytt forskningsfält med en mängd frågor om virvelfysik, fasövergångar och nya tillämpningar. Egor Babaev undersöker även olika materialtillstånd, och har förutspått två tillstånd som tidigare varit okända: supraledande supravätskor och metalliska supravätskor. Supraledare har i dag en rad tekniska användningsområden, som höghastighetståg och förlustfria kraftledningar. Det är också tack vare supraledare som vi kan använda magnetkameror inom sjukvården. Möjliga framtida tillämpningar av supraledning inkluderar supersnabba datorer.

Kontakt
073-46157 51
Mail: babaev@kth.se
Webbplats