10 INTERVJUER SOM GÖR DET MER ELLER MINDRE OMÖJLIGT ATT INTE VILJA UTBILDA SIG PÅ MC2

Transkript

1 10 INTERVJUER SOM GÖR DET MER ELLER MINDRE OMÖJLIGT ATT INTE VILJA UTBILDA SIG PÅ MC2

2 Innehåll: DOKTOR JONAS BYLANDER VÄRLDSBÄST PÅ ATT RÄKNA ELEKTRONER 3 ENTREPRENÖR: SHAFIQ KABIR MÅL: KYLA NER HALVLEDARINDUSTRIN 7 LYSANDE UTSIKTER PROFESSOR ANDERS LARSSON OM FRAMTIDA FORSKNING PÅ FOTONIK FRÅGOR TILL JOHAN PISCATOR TIDIGARE DOKTORANDREPRESENTANT PÅ MC2 15 MATTIAS THORSELL MIKROVÅGSDOKTORAND MED RADARKOLL 19 ALEXANDRA NAFARI ÄR INDUSTRIDOKTORAND EN LÄNK MELLAN AKADEMI OCH INDUSTRI 23 ROMAN IUSTIN, TEKNISK CHEF PÅ MICROPOS MEDICAL PROSTATACANCERNS FIENDE NUMMER ETT 29 JINGJING CHEN FRÅN MÅLMEDVETEN STUDENT TILL BUMPFORSKARE VIA MC2 35 PER-ERIK GUSTAFSSON JOBBAR PÅ MICRONIC ETT STORT FÖRETAG MED NANOAMBITIONER 41 CARL ÖNNHEIM SATSAR PÅ SYSTEMS INTEGRATION CONSULTING EN KARRIÄRVÄG MED FASTA HÅLLPLATSER 45 Mikroteknologi och Nanovetenskap - MC2 Chalmers Tekniska Högskola AB Kemivägen 9, Göteborg Text och foto: Torgil Störner Form: Eva Hellberg ISSN Technical Report MC2-123 Eskils Tryckeri AB, Borås

3 Doktor Jonas Bylander världsbäst på att räkna elektroner Strax innan han skulle licensiera blev hans forskningsresultat publicerade i anrika tidskriften Nature. Och direkt efter sin doktorsexamen på MC2 fick han jobb på MIT i Cambridge, USA. Det handlar om att ha tur och att få ett intressant forskningsprojekt, säger Jonas Bylander ödmjukt. Kvantfysik är inga lätta grejer. Ibland tar det en stund för den oinvigde att få polletten att trilla ner. 29årige Jonas Bylander gör så gott han kan för att förklara hur ett av nutidens mest nobelprisbelönade forskningsområden ser ut. Vi kliar oss i huvudet. Tar en kort paus. Och på fjärde försöket får Jonas till ett svar på vad han och hans forskningsgrupp, kvantkomponentfysik, sysslar med: Skriv att vi använder kvantmekaniska fenomen för att ta fram nya nanoelektroniska kretsar som är bättre eller av helt annan typ än dem som finns hittills. Använder kvantfenomen Den komponent som Jonas Bylander jobbade mest med under sin doktorandtjänst på MC2 bygger på just ett kvantmekaniskt fenomen, elektrontunnling. Precis som andra kvantfenomen uppstår tunnling när saker och ting börjar bli riktigt små. Så små att de mäts på nanometerskalan. Faktaruta Jonas Bylander Namn: Jonas Bylander Ålder: 29 Uppvuxen i: Mölndal Grundutbildning: Civilingenjörsprogrammet Teknisk fysik på Chalmers Master: Jonas läste sin master på Polytechnique i Paris Doktorsavhandling: Timeresolved detection of temporally correlated, single-charge tunneling Favoriträtt: Marinerad lax i ugn, med potatis

4 Elektroner som vanligtvis brukar stoppas i sin framfart av isolatorer begåvas, när tillräckligt små dimensioner har uppnåtts, med en besynnerlig förmåga att ta sig igenom isolerande skikt utan problem. Man säger att de tunnlar. I takt med att elektronikindustrin gör saker mindre och mindre så måste man ta hänsyn till de här effekterna. De finns där vare sig man vill eller inte och de förstör det sätt som kretsar har fungerat på tills nu, förklarar Jonas Bylander. Kvantmekaniska fenomen är därmed ett gissel för elektronikindustrin som är på ständig jakt efter allt mindre komponenter. Man måste förstå fenomenen och lära sig att behärska dem. Men i arbetet med Jonas komponent sträckte sig hans ambitioner längre än till att bara kunna förutse och tämja elektronernas vilja att tunnla; tanken var istället att använda sig av tunneleffekten på ett kreativt sätt. Redan när Jonas Bylander började sin doktorandtjänst år 2002 fanns idén om att bygga en elektronräknare på MC2. Och det är den biten av det hela som Jonas själv betraktar som turlig hade han inte fått en så bra start hade han kanske inte nått samma framgång. Men från idé till färdig komponent är det en lång resa kantad av hårt arbete och relativt lite tur. För även om idéer fanns skulle Jonas tillverka något som ingen hade lyckats tillverka tidigare. Alltså, möjligheten förutsades av ryska forskare för 22 år sedan, men ingen hade klarat att demonstrera det experimentellt före oss, säger Jonas Bylander innan han berättar hur han gick till väga. Kedja av nanoöar När Jonas Bylander klev in i MC2s renrum hösten 2002 för att påbörja arbetet med elektronräknaren hade han en plan. En plan som han hade smitt tillsammans med sin handledare och ett par andra medarbetare. Det första som skulle göras var att tillverka en kedja av små öar av aluminium små nanotunna skikt av metall i en lång rad, packade tätt intill varandra. Från början hade Jonas en kiselskiva klädd med en ljuskänslig polymer. I polymerskiktet ritade han sedan ett mönster med hjälp av en metod som kallas elektronstrålelitografi (se ordlistan). I nästa steg stoppade Jonas in skivan i en vakuumkammare, och med mönstret som mask kunde han då förånga på ett tunt skikt av aluminium på skivan. När detta väl var klart hade Jonas en kedja av nanometerstora aluminiumöar fästa på en tunn skiva av kisel.

5 Nästa steg bestod i att täcka öarna med ett isolerande lager. Helt enligt planen valde Jonas aluminiumoxid som isolator. Och att belägga de små öarna med denna oxid var en relativt enkel match; när man utsätter aluminium för syre bildas aluminiumoxid. Så Jonas släppte in syrgas i kammaren och då täcktes öarna med ett lager av oxid. Genom att slutligen förånga ett andra lager av aluminium skapade han den färdiga kedjan av sammanhängande aluminiumöar, med ett isolerande skikt av aluminiumoxid mellan varje ö. Måste kylas Sedan tog jag chipet med öarna på till ett mätlabb i forskarhuset, säger Jonas samtidigt som han klickar fram en illustration av elektronräknaren på sin dator. Kolla här, här är öarna, säger Jonas och pekar på skärmen. Väl i mätlabbet kylde Jonas ner chipet (till -273 grader!) och skickade en ström genom raden av aluminiumöar. Och trots att strömmen egentligen borde hindras av de isolerande lagren av aluminiumoxid flöt en ström genom kedjan. Förklaringen till det var just det elektronerna tunnlade igenom isolatorskikten. Poängen med att använda en kedja av små tunnelövergångar är att man (genom att utnyttja kvantfenomenet Coulomb-blockad) kan tvinga elektronerna att färdas en och en med ett visst avstånd emellan. I en vanlig elektrisk ledare rör de sig huller om buller. Räknar enstaka elektroner Klick, klick, klick, låter Jonas efter att ha lagt till den sista pusselbiten i historien om sin elektronräknare på plats. Och den pusselbiten består av en extremt känslig laddningssensor. När en sådan ansluts till en av öarna i kedjan registrerar den nämligen en jämn frekvens av klick när ström flyter genom kedjan. Och varje klick motsvarar att en elektron passerar över nanoön. Efter att ha kopplat sensorn till kedjan av nanoöar hade alltså Jonas Bylander tillverkat en elektronräknare. Så känslig att den kan räkna enstaka elektroner.

6 I tidskriften Natures 434:e volym beskrivs tillvägagångssättet ovan på ett mer ingående sätt. I en artikel som sträcker sig mellan sidorna 361 och 364. Jaha, kanske någon tänker nu. Men att som doktorand bli publicerad i Nature redan före licentiatexamen hör inte till vanligheterna. Och det kan definitivt vara värt att höja på ögonbrynen när någon får sina forskningsresultat publicerade i Nature, oavsett akademisk titel. Redaktionen på tidningen tyckte helt enkelt att metoden för att räkna enstaka elektroner var så intressant att de valde att publicera Jonas artikel. Det var en bra dag, minns Jonas med ett leende när han ombeds kommentera dagen då tidningen kom ut. Testar vad som går Efter att Jonas berättat att det var hans ex-jobb på Polytechnique i Paris som fick honom att vilja doktorera och att han åker till prestigeuniversitet MIT i januari 2008 för att påbörja en tvåårig postdoc-tjänst återstår så en fråga: Till vad behöver man en elektronräknare? Och den frågan försätter oss i det där läget igen. Vi kliar oss i huvudet. Tar en kort paus. Det vore ju en riktig killer application om man kunde göra elektronräknaren så bra att man kunde omdefiniera enheten för ström, ampere. Kort paus igen. Sedan avslutar Jonas: Grejen är att vi håller på med mer fundamentala grejer. Vi tar reda på vad som överhuvudtaget går att göra. Med kraftig betoning på ordet går. Ordlista: Elektronstrålelitografi tillverkningsmetod för elektroniska komponenter där man ritar ett mönster med en fokuserad stråle av elektroner. Förångning en tunn film skapas genom att man värmer upp en bit av något material så att det förgasas, och sedan låter atomerna i gasen fastna på ett substrat. Elektrontunnling genom att partiklar enligt kvantmekaniken också har vågegenskaper kan de ta sig igenom barriärer på ett sätt som är förbjudet i klassisk fysik. Coulomb-blockad när en elektrisk ledare görs pytteliten kostar det relativt mycket energi att ladda den med en enda elektron. Denna effekt används för att manipulera och detektera elektronerna en och en. Nature en av världens mest prestigefulla vetenskapliga tidskrifter. MIT ett av världens högst rankade tekniska universitet. Ligger I Cambridge utanför Boston i USA. Laddningssensor en elektronisk komponent som kan detektera extremt små laddningsförändringar.

7 ENTREPRENÖR: Shafiq Kabir MÅL: kyla ner Under sin tid som doktorand på MC2 fick Shafiq Kabir en liten idé. Han skulle starta eget och förändra en av världens mäktigaste industrier. Genom att ersätta koppar med kol. Överallt finns de, halvledarna. De sitter i din dator, i din mobiltelefon, under huven på farsans nya bil och bakom skärmen på din grannes teve. Deras halvledande egenskaper gör dem till ypperliga transistorer och därmed givna i all modern elektronik. Och konsumenternas krav på den alltmer datorbaserade elektroniken har sedan länge varit det samma: snabbare, mindre och bättre. Men nu har branschen nått en gräns; de passiva komponenterna i dagens kretsar hinner inte forsla bort all värme som uppstår när kretsen arbetar och då blir kretsen överhettad och långsam. Sahfiq Kabir och det företag som han numera är teknisk chef på, Smoltek AB, tror sig dock ha hittat en lösning på problemet kolnanofibrer. Ville Studera utomlands Shafiqs historia börjar i Bangladesh. Där är han född och det var i landets huvudstad Dhaka som han påbörjade sina naturvetenskapliga studier. Redan under grundutbildningen började han fundera på att plugga utomlands och när det var dags för master bestämde Shafiq att det var dags att göra slag i saken. Det är inte så vanligt i mitt hemland att man åker till just Sverige för att studera. De flesta vet inte att det finns så mycket bra utbildning på engelska här, berättar Shafiq. Men Shafiq visste bättre och uppsökte den svenska ambassaden i Dhaka för att ta reda på vilka Faktaruta Shafiq Kabir Namn: Mohammad Shafiqul Shafiq Kabir Ålder: 33 Uppvuxen i: Dhaka, Bangladesh Grundutbildning: Bachelor of Science från universitet i Dhaka Master: Programmet Nanoscale Science & Technology på MC2 Ex-jobb: Wafer level bumping of flip chip Favoriträtt: hot spicy meat curry and ros malai (a sweet dish can be found in Bangladesh)

8 mastersprogram som kunde tänkas vara intressanta i det lilla landet i norr. Han fastnade för Chalmers i Göteborg och en föregångare till programmet Nanoscale Science and Technology på MC2. Nanoteknik var väldigt hypat och nytt då. Jag tänkte det måste jag söka! Jag blev antagen och i augusti 1998 kom jag hit, berättar Shafiq med ett sting av nostalgi i rösten. Nanoteknik för industrin År 2000 var Shafiq färdig med sitt ex-jobb. Han var väldigt nöjd med sina två år på MC2 som han i efterhand beskriver som extremt bra utbildning. Och han blev än mer nöjd när MC2 erbjöd honom en doktorandtjänst direkt efter hans examen. Han tackade ja till erbjudandet och forskningen han kom att syssla med gick ut på att undersöka möjligheterna att integrera nanoteknik i den vedertagna tillverkningsprocess som kallas CMOS (se faktaruta om CMOS!). Under andra halvan av min doktorandtjänst började min forskning allt mer närma sig något som skulle kunna tillämpas inom industrin, säger Shafiq. Det var då entreprenörsidéerna började ta form i Shafiqs medvetande. Beslutet att starta eget växte fram gradvis och sista tiden av Shafiqs doktorandtjänst blev en hektisk period då allt skulle hinnas med; finslipning av avhandling vid sidan av skisser på patent för den egna verksamheten. Kol hett i nanobranschen Man skulle kunna säga att Smolteks affärsidé går ut på att konkurrera ut metallen koppar. För idag är koppar det överlägset mest använda materialet både för elektrisk ledning och värmeledning i elektroniska kretsar. Själva transistorerna i en krets är gjorda av halvledare som kisel men de passiva komponenterna, de som länkar samman arkitekturen i en krets, är ofta av just koppar. Men nu är den rödaktiga metallen som började brytas i Falun på 1200-talet på väg ut från innelistan dagens elektronik kräver ännu effektivare ledning av både värme och elektricitet. Därför har forskarvärlden nu börjat söka efter alternativa material. Fantastisk ledningsförmåga, goda kontaktytor och starka mekaniska egenskaper har gjort små strukturer av grundämnet kol till ett av de hetaste spåren inom denna forskning.

9 Flera företag och forskningsinstitutioner försöker dra nytta av kolstrukturernas goda egenskaper i kommersiellt syfte. Smoltek har dock ett annat fokus än de flesta andra i branschen. De satsar på kolnanofibrer istället för de annars så aktuella kolnanorören. Anledningen är att man anser att kolnanofibrer på ett smidigare sätt kan integreras i tillverkningsprocessen CMOS. Dessutom är kolnanofibrerna anisotropa de leder enbart värme i en riktning. Vilket skiljer dem från dagens ledare som avger värme längs hela sin utsträckning. Det gör dem till ypperliga värmeledare för kan man leda all värme till samma ställe blir det enkelt att på ett effektivt sätt kyla ett helt system av kretsar. Omställning för industrin Ett problem kvarstår dock för Shafiq och hans kollegor; att övertyga halvledarindustrin om att fibrernas unika kvaliteter är värda att satsa på. CMOS-standarden är sedan decennier etablerad alltifrån fabriker till tillverkningsprocesser och maskiner är anpassade efter vissa förutsättningar. Såsom att man använder vissa material. Och att införa ett nytt material i processen innebär oftast stora förändringar i processen och höga kostnader för nyinvesteringar. Men Shafiq ser ljust på framtiden och tror inte att det är någon omöjlighet att sälja in ett nytt material till industrin. Under de senaste åren har de bytt material flera gånger. För 15 år sedan var CMOS-industrin så rädd för koppar att man inte vågade ha det i samma fabrik som kisel därför att det förstörde de halvledande egenskaperna hos kisel idag har man koppar inuti kretsarna, så sådana här problem går att lösa. Kräver bra syn. För att kunna arbeta med de nanometerstora kolfibrerna använder sig Shafiq av den avancerade utrustningen i MC2s renrum. 9

10 Många av de processer som är nödvändiga för att förverkliga Smolteks teknik utförs i MC2s renrum. Företaget hyr helt enkelt in sig i renrummet när de behöver tillgång till det. Och Shafiq som har haft möjlighet att besöka många av världens ledande renrum han har bland annat arbetat i renrum i Sydkorea och Japan skräder inte orden när han pratar om MC2s tillgångar. MC2 är ett unikt ställe att bedriva nanoforskning på. Här finns 170 forskare med olika expertkunskaper under samma tak. Det hittar du ingen annanstans i världen, menar Shafiq. Just storleken och tillgången på utrustning är det som Shafiq är mest imponerad av när det gäller MC2. Och för att stryka under det han säger droppar han gärna lite statistik: MC2s Nanotekniklaboratorium har en yta som är 20 procent större än motsvarande labb vid Stanford University. Och Stanford är USA: s bästa universitet, säger Shafiq med en självklar axelryckning. Vad är det viktigaste om man funderar på att starta eget? För det första måste du tro på dig själv även om resten av världen tycker att du har fel. För det andra måste du ha kunskapen som krävs för att förverkliga dina idéer. Om inte dessa två saker stämmer kommer det att bli svårt att lyckas. Dessutom måste du få andra att tro på det du gör. I vårt fall, då det ännu inte finns någon fysisk produkt, kan vi bara sälja potentialen i vår idé och då gäller det att vara övertygande. Då krävs både passion och tålamod. Vad tyckte du om mastersprogrammet du läste på MC2? Det är bra, extremt bra. Det är ett program som väl förbereder studenterna för nanoforskning. Men det breddar dina vyer mer än så, du börjar se saker ur nya perspektiv. Det handlar inte bara om att läsa böcker, du måste kunna praktisera det du lär dig också, och det lärde jag mig. Jag läste en rapport i en vetenskapstidskrift där det stod att världen kommer att behöva tio miljoner personer som kan jobba med nanoteknik inom fem år. Så de som börjar i år eller nästa år kommer att ha en bra framtid framför sig. 10

11 Lysande utsikter professor Anders Larsson om framtida forskning på Fotonik Lasrar som kan mäta utsläpp av farliga gaser. Optiska kablar som kan skicka enorma mängder information i ljusets hastighet. Och lysdioder som kan spara på världens energiresurser. Avdelningschef Anders Larsson ser massor av skäl att forska inom fotonik. Ser du hustaken där borta, säger Anders Larsson och pekar ut genom fönstret på sitt kontor. På det taket skulle man kunna ha en laser, och där borta skulle vi kunna sätta upp en detektor. Genom att mäta hur mycket av ljuset som sedan når fram till detektorn kan vi räkna ut hur mycket koldioxid som finns i stadsluften, säger Anders Larsson. Sedan sätter han sig ner igen. Och ursäktar att han, med sin lilla demonstration, har tagit samtalet in på ytterligare ett sidospår. För det blir lätt så när man ber en professor att berätta. Ämnet är för stort, tiden blir för knapp och inget får glömmas. Anders ämne, fotonik, handlar om elektromagnetiska vågor. Om energistinna fotoner och om hastigheter som bara Einstein riktigt fattade. Fotonerna syns och känns på våra hudar. De väcker oss på morgonen och släcker oss vid tolvtiden. De finns har alltid funnits och ploppar fram överallt där energirik materia vill emittera. Den forskning som bedrivs på MC2s fotonikavdelning går ut på att få dessa små partiklar att göra som vi människor vill. Långvågigt ljus för detektion För att kunna ta fram sådana lasrar och detektorer som jag pratade om innan, måste vi forska på antimonider, säger Anders Larsson rätt bestämt. 11

12 Det han syftar på är att den typ av gasdetektion som han nämnt kräver ett laserljus med lång våglängd. Och det bästa sättet att generera ett sådant ljus är genom att låta material med grundämnet antimon emittera. Det ljus som uppstår då har en så lång våglängd att det kallas för ett midinfrarött ljus. Ett sådant ljus kan inte ses med blotta ögat men det har egenskaper som gör att det är perfekt lämpat för att detektera gaser. För när ljuset skickas genom en sammansatt gas, som luft, absorberas det bara av vissa molekyler i gasen. Genom att mäta hur mycket av ljuset som absorberas när det skickas genom gasblandningen får vi reda på hur stor förekomsten av den aktuella typen av molekyler är. Ljus för att kommunicera Det där är sådant som man kan göra med långvågigt ljus. Nu återgår vi till det som vi skulle prata om, säger Anders. För det som ändå är fotonikens kanske största gren är den som kallas fiberoptik. Inom detta område spår Anders en fortsatt flitig forskning både på MC2 och på andra institutioner. Anledningen är enkel; i den tid vi nu lever ökar flödet av information för varje dag som går. Och fiberoptiska system har visat sig vara väldigt bra bärare av digital information. De är energisnåla, har stor räckvidd och enormt hög kapacitet. Varje gång vi använder Internet surfar vi på vågen av fiberoptikens framgång världen över. Grunden till fiberoptik är att man skickar ljuspulser genom en extremt tunn och ren glasfiber. Pulserna tolkas sedan av en mottagare som ettor och nollor digital information har därmed överförts. Före fiberoptikens tid skickades all sådan information i elektriska signaler via kopparledningar. Men nu dröjer det inte länge förrän vi alla har glasfibrer hela vägen in i vardagsrummet, säger Anders segervisst. Men varför är då fiberoptik en så mycket bättre lösning än de elektriska system som funnits, och finns, hittills? Svaret på det har egentligen inte med hastighet att göra; den stora fördelen är att fiberoptiska system kräver mindre energi och har längre räckvidd. Skickar vi ljus genom en fiber absorberas bara fyra procent av ljuset per kilometer, berättar Anders. Alltså, på en kilometer har ljuset bara blivit fyra procent svagare än vad det var när det skickades in i fibern. Det innebär i praktiken att en ljuspuls kan färdas flera mil i en fiber innan man måste förstärka den. 12

13 Förstärka måste man dock. Men inte alls lika mycket som man måste med ett elektroniskt system som lider av långt större energiförluster på grund av ledningens resistans. Utvecklandet av effektiva optiska förstärkare utgör därför en del av forskningen på Fotonik. Kan bli ännu smartare En annan del av forskningen kring fiberoptik som Anders tror kommer att växa är emellertid den som inte har med nya komponenter att göra. Han tänker då på det som kallas för systemorienterad forskning. Ett fiberoptiskt nät finns redan tillgängligt och i många fall handlar det snarast om att använda det på bästa möjliga sätt. Det finns smartare sätt att överföra optiska signaler på än genom att bara stänga av och på en laser i ena ändan. Man kan variera signalen på flera andra sätt, genom att ändra fas och amplitud till exempel, förklarar Anders. Sådana metoder kallas för modulationsformat och paradoxalt nog finns mycket inspiration att hämta från den elektroniska världen det digitala överföringsformatet som kallas ADSL är här en föregångare. Ännu en metod ökar informationskapaciteten i dagens fiberoptiska nät: Genom att skicka ljus av flera våglängder i en och samma fiber kan fibern bli bärare av inte bara en utan tusentals ljuspulser på samma gång. Den potentiella kapaciteten ökar därmed drastiskt och ett rykte gör till och med gällande att all världens digitala kommunikation skulle kunna skickas via en enda glasfiber med ljusets hastighet. Ganska svindlande egentligen. Och definitivt värt att forska vidare på. Kan spara energi Sedan har vi ju det ultravioletta ljuset, säger Anders och det hörs på tonfallet att vi lyft på ytterligare en tung sten i fotonikvärlden. Om vi tittar på belysning idag så skulle vi kunna sänka energiåtgången enormt mycket genom att byta ut glödlampor mot lysdioder. I synnerhet om vi använder oss av sådana som bygger på UV-ljus, menar Anders. Men att övergå till denna mer ekonomiska typ av belysning är lättare sagt än gjort. För att emittera ultraviolett ljus krävs till att börja med kunskap om vilka material som kan användas för ändamålet. De material som vi känner till idag är ofta både onödigt dyra och svåra att hantera. 13

14 Dessutom är ultraviolett ljus av naturen osynligt, i varje fall för oss människor. Ingen större hjälp när du vill hitta till köket mitt i natten alltså. Så då måste vi konvertera UV-ljuset till ett vitt ljus, säger Anders. För att på ett effektivt sätt klara denna konvertering krävs ytterligare forskning även inom detta område. Och de lysdioder som används redan idag är ett lysande exempel på hur smart ljuskonvertering kan gå till. Dagens lysdioder bygger på ett material som emitterar blått ljus. Men genom att blanda det ljuset med ett gult ljus får vi ett ljus som upplevs som vitt, berättar Anders. Och sådär fortsätter det. Anders Larsson har till slut radat upp så många forskningsområden att han har täckt hela spektrumet från kortaste UV-våglängd till de riktigt långa våglängderna då ljuset kallas midinfrarött. Så för den som är intresserad av att forska inom fotonik på MC2 är det bara att kavla upp ärmarna. Vad är viktigast hos en blivande doktorand? Man måste ha ett brinnande intresse för fotonik och en väldigt stark motivation. Under de fem år som det tar att doktorera ska du utvecklas till en självständig forskare, så du måste vara en drivande typ. Ungefär hälften av dem som doktorerar hos oss kommer ifrån teknisk fysik och den andra hälften kommer ifrån elektroteknik. 14

15 20 frågor till Johan Piscator tidigare doktorandrepresentant på MC2 Hur är det att vara doktorand på MC2? Bra! Det känns väldigt high tech och vi ligger i fronten inom våra forskningsområden. Forskningen känns aktuell och man ser tydliga kopplingar till ny teknik. Vad var anledningen till att du valde att börja doktorera här? Det var en kombination. Jag tyckte att det var ett väldigt intressant område. Och jag hade varit här en del när jag pluggade till civilingenjör, så jag kände till miljön och gillade den. Hur kom det sig att du hamnade på MC2 från första början? Det var under grundkursen vi hade i tvåan som hette mikroelektronikkomponenter. Jag hade tänkt göra något med signalbehandling, men den kursen fick mig att ändra mig. Vad får man ut av att doktorera, rent karriärmässigt? Efter att du doktorerat finns det definitivt en arbetsmarknad, både inom akademin och inom industrin. Många tror att man kommer att jobba med det som man har doktorerat inom, men ofta är det så att det som ett företag värdesätter är initiativförmågan, problemlösningsförmågan och förmågan att driva projekt. Hm det låter lite som en slags projektledarskola? Ja, på sätt och vis. Som doktorand leder du inte ett projekt med många personer i, men du leder ett teknikprojekt och du har yttersta ansvaret för det. Faktaruta Johan Piscator: Namn: Johan Carl Bertil Piscator Ålder: 30 Uppvuxen i: Karlstad Grundutbildning: Civilingenjörsprogrammet Elektroteknik på Chalmers Master: Johan läste inte ett mastersprogram utan valde själv olika kurser, huvudsakligen på MC2 Ex-jobb: Metal Gates For Advanced CMOS Technologies Favoriträtt: Min köttfärssås 15

16 Och när du blivit doktor i mikrovågselektronik måste du stanna här på MC2 resten av livet då? Det vanligaste är tvärtom att man åker någon annanstans och gör en post-doc på kanske ett eller två år, på något universitet utomlands eller på något företag med mycket forskning. Efter det kan det ju hända att man kommer tillbaka hit. Det här institutionstjänstgöring vad är det för något? Huvudsakligen är det undervisning. Men det kan också innebära att, till exempel, ha hand om ett labb eller liknande. Forskarutbildningen är uppbyggd så du ska ha tre års utbildning, ett år av kurser och ett år av institutionstjänstgöring. Tjänar man något på att göra institutionstjänstgöring, eller innebär det bara ett års längre utbildningstid? Institutionstjänstgöring är väldigt nyttig tid. Undervisning är väldigt lärorikt av flera anledningar. Dels rent ämnesmässigt, du lär dig inte ett ämne ordentligt förrän du blivit tvungen att förklara det för andra. För det andra så är det väldigt viktigt att kunna stå och prata inför folk och vara tydlig och klar oavsett om man väljer en akademisk eller industriell karriär. Jobbar doktorander över mycket? Ja. Varför det? Det finns flera anledningar. Dels hänger det ihop med att man själv är ansvarig för sina resultat och att man då blir motiverad att jobba när man vet att det gynnar ens eget projekt. Sen sitter det i väggarna här lite grann; man ska jobba mycket helt enkelt. Men det går i perioder, innan en deadline är det väldigt mycket jobb. Sedan, när det lugnar ner sig, kan du ta perioder då du jobbar mindre. Vi har förtroendearbetstid. Men det är åtta till fem som gäller i vanliga fall? Det är 40 timmar i veckan som gäller. Och det är rekommenderat att man ska vara på jobbet under normala kontorstider, mellan 9 och 15. Men du skulle kunna jobba tolv timmar om dagen, måndag till torsdag, och ta ledigt på fredagen. Så länge det är OK med dem du jobbar med. 16

17 Vilka doktorandkurser finns på MC2? Det är tre trepoängskurser som är obligatoriska; en pedagogikkurs, en engelskakurs, som heter academic writing, och en etikkurs. Därtill finns en del specifika doktorandkurser inom olika specialområden. Sedan kan man alltid läsa alla masterskurser och grundutbildningskurser som ges. Och nu jobbar man med en hemsida som ska lista alla doktorandkurser på Chalmers så att man ska kunna välja ur hela utbudet. Om du hör talas om en annan kurs på MC2 som du tycker verkar spännande, kan du välja den då även om den inte ges på din avdelning? Kurserna ska kunna knytas till mitt ämne, det är grundtanken. Men är man intresserad av en kurs här på MC2, så ligger den nog ganska nära. Då kan man höra med sin handledare om han tycker kursen passar in. Hur många gånger måste man bli publicerad under sin doktorandtid? Det finns inga sådana regler. Vissa säger att man ska ha två publikationer till licentiatexamen och fyra till disputation, men det är mest en gammal myt. I princip kan man skriva avhandlingen som en monografi, en bok i ämnet. Vad har man för rättigheter som doktorand? Du har rätt till en huvudhandledare och en biträdande handledare, som ska finnas på Chalmers. Sen har du rätt att träffa dem en viss tid för att få en viss mängd handledning. Du också har rätt att byta handledare om det skulle uppstå stora problem. Men det räcker inte att bara tycka att det inte går bra; att byta handledare är den sista utvägen och situationen måste utredas. Det är inte något som görs lättvindigt. I övrigt har du samma rättigheter som alla andra anställda, du ingår ju i ett kollektivavtal. Vid licentiatexamen och disputation måste man redovisa sitt arbete, är det enda gångerna man gör det? Det finns en kontrollfunktion på MC2 som heter Thesis Review Committee. Sex månader före licentiatexamen och sex månader före disputation träffar man kommittén och presenterar sin forskning. Man berättar vad man har gjort, vilka publikationer man har och hur man har tänkt lägga upp sista halvåret. Kommittén granskar och ser till att arbetet har den kvalité som krävs. 17

18 Vad gör man när man licensierar? Man skriver ihop en rapport om sin forskning med hjälp av de artiklar man har fått publicerade. Det är som en avhandling i mindre format. Det påminner om disputationen men man har ingen betygskommitté. Man har heller ingen opponent utan det är en diskussion. Vad är unikt med att doktorera på MC2? Det unika här är renrummet som är ett av de bästa i Sverige och till och med i världen. I det kan man göra mycket. Och det är unikt för MC2. Du har varit doktorandrepresentant på MC2 i två år, lyssnar ledningen på MC2 på institutionens doktorander? Ja, det tycker jag verkligen. MC2 är en föreångare bland institutionerna på Chalmers, det är få ledningsgrupper som har en så öppen kommunikation med doktoranderna som MC2 har. Vad är det bästa med att doktorera? Det är friheten att göra något du är intresserad av och att kunna styra och lägga upp ditt arbete själv. Och om vi tittar på karriär är det så att fler och fler företag börjar värdera en doktorstitel; det är inte ovanligt att en som har doktorerat kommer in på en lönenivå som är högre än den som har jobbat i fem år har. Det värderas alltså som jobb eller högre att ha doktorerat, både meritmässigt och lönemässigt. 18

19 Mattias Thorsell mikrovågsdoktorand med radarkoll I och med att vi jobbar så tajt med industrin så tvingar man ju dem att lära känna mig. Och det är ju bra. Så resonerar Mattias Thorsell, en av sex doktorander som forskar inom ramen för nystartade GigaHertz Centrum på MC2. 25årige Mattias Thorsell minns inte när han plockade isär en dator för första gången. Det har man ju gjort en massa gånger, säger han och ler pojkaktigt. Dissekerandet av kretskort och synandet av kiselchip i tonåren väckte en fråga hos Mattias: Hur fasen ser det ut inuti alla de här inkapslade grejerna. För att finna svaret på sin fråga bestämde sig Mattias efter gymnasiet för att lämna hemstaden Varberg och bege sig norrut. Mot Göteborg och Chalmers där han hade kommit in på civilingenjörsprogrammet Elektroteknik. Mot slutet av utbildningen ökade möjligheten att välja kurser efter eget intresse. Mattias, som fortfarande var intresserad av datorns innersta väsen, valde alla bra kurser som hade med halvledare och mikrovågselektronik att göra. Och då hamnar man på MC2. Testade nya material Avdelningen för mikrovågselektronik hörde av sig och undrade om jag var intresserad av att göra ett ex-jobb hos dem, berättar Mattias som vid det laget redan kände sig hemma i lokalerna på MC2. Ex-jobbet gick ut på att tillverka en högeffektsförstärkare av ett material som var, och är, hett i halvledarbranschen: kiselkarbid. Faktaruta Mattias Thorsell: Namn: Gustaf Mattias Thorsell Ålder: 25 Uppvuxen i: Varberg Grundutbildning: Civilingenjörsprogrammet Elektroteknik på Chalmers Master: Mattias läste inte ett mastersprogram utan valde själv olika kurser på MC2 Ex-jobb: Tåliga mottagare i halvledarmaterial med stora bandgap Favoriträtt: Pasta pesto 19

20 Mattias tvekade inte med att tacka ja; nu skulle han få chansen att tillverka en egen halvledarkrets av ett nytt och häftigt material. Sista terminen av sin grundutbildning satt Mattias ofta kvar i mätlaboratoriet till långt in på kvällarna. Ena stunden tittade han i ett mikroskop och i nästa läste han av ett mätresultat på en display. Hårt arbete gav till slut resultat. När Mattias förstärkare var klar visade mätresultaten på det som både han och hans handledare hade hoppats och trott på: förstärkaren av kiselkarbid klarade att hantera effekter som en motsvarande kiselkomponent aldrig skulle mäkta med. Samarbetar med SAAB Tänk dig ett flygplan där är vikt otroligt viktigt och energiförbrukning minst lika viktigt. Kan vi då ta fram en komponent som är både mindre och energisnålare så har vi vunnit mycket, säger Mattias för att förtydliga fördelarna med den radartranceiver som han nu jobbar med. Att Mattias nämner vad fördelarna med hans transceiver skulle kunna innebära i flygplanssammanhang har sina förklaringar. Mattias, som numera är doktorand på MC2, forskning utgör nämligen en del av det GigaHertz Centrum (se faktaruta om GigaHertz Centrum) som inrättades på MC2 under våren I GigaHertz Centrum samverkar Chalmers med ett antal företag, ett av dem är SAAB som bland annat har ambitionen att utveckla radartekniken i sina flygplan. På plats i labbet. MC2 har, förutom ett ypperligt renrum, tillgång till ett antal mätlabb av världsklass. Mycket av Mattias arbete sker i dessa. Skickar mikrovågor Den transceiver som Mattias Thorsell utvecklar har två uppgifter, att skicka och att ta emot en elektromagnetisk signal. Transmit + receive = transceive. Användningsområdet för komponenten är som en krets i en radaranordning. 20