Spin-Dynamics in Cold Gases of 87Rb and Atomic Hydrogen. The spins they are a-changin’

In this thesis the dynamics of cold gaseous atoms is studied. Two different atomic species and two different experimental techniques have been used. In the first part of the thesis experiments with Bose-Einstein condensates of Rb-87 are presented. In these experiments the methods of laser cooling and magnetic trapping of atoms were utilized. An atom chip was used as the experimental technique for implementation of magnetic trapping. The atom chip is a small integrated instrument allowing accurate and detailed manipulation of the atoms. The experiments with Rb-87 probed the behaviour of a falling beam of atoms outcoupled from the Bose-Einstein condensate by electromagnetic field induced spin flips. In the experiments a correspondence between the phases of the outcoupling radio frequency field and the falling beam of atoms was found. In the second part of the thesis experiments of spin dynamics in cold atomic hydrogen gas are discussed. The experiments with atomic hydrogen are conducted in a cryostat using a dilution refrigerator as the cooling method. These experiments concentrated on explaining and quantifying modulations in the electron spin resonance spectra of doubly polarized atomic hydrogen. The modifications to the previous experimental setup are described and the observation of electron spin waves is presented. The observed spin wave modes were caused by the identical spin rotation effect. These modes have a strong dependence on the spatial profile of the polarizing magnetic field. We also demonstrated confinement of these modes in regions of strong magnetic field and manipulated their spatial distribution by changing the position of the field maximum.

Blade and rod coating of low solid dispersions

Työn aiheena oli tehdä ohut barrierkalvo terä- tai sauvapäällystys menetelmällä. Erilaisissa elintarvikepakkauksissa käytetään hyviä barrier-ominaisuuksia omaavia ohuita päällysteitä. Elintarvikepakkauksen tehtävä on suojata pakattua tuotetta ympäristöltä, mahdollistaa helppo kuljetus ja säilytys sekä antaa tarvittavat tiedot tuotteesta tuotteen käsittelijöille ja loppukäyttäjille. Diplomityön teoriaosuudessa keskityttiin barrierpäällystykseen, eri päällystysmenetelmiin, niiden erityisvaatimuksiin ja ominaisuuksiin. Teoriaosuudessa käsiteltiin myös vaadittavia barrier-ominaisuuksia ja haasteita niiden saavuttamisessa. Kirjallisuuden perusteella haasteiksi nousivat helposti muodostuvat mikroreiät. Kokeellinen osa jakautui kahteen osakokonaisuuteen: laboratoriokokeisiin ja pilot-koeajoon. Laboratoriokokeita tehtiin ennen pilot-ajoa, jotta pilot-koeajoon voitiin valita parhaat päällystereseptit. Pilot-koeajonäytteiden päällystemäärät osoittautuivat liian pieniksi ja siksi laboratoriossa tehtiin jatkotutkimuksia riittävän päällystemäärän saavuttamiseksi. Tämän työnperusteella pohjakartongin ominaisuuksilla, erityisesti karheudella, on merkittävä vaikutus päällystyksen onnistumisessa ja yksinkertaisilla resepteillä ja päällystysmenetelmillä ei saada tarpeeksi laadukasta kalvoa.

Spin Polarization and Normal Reflection at Nanoscale Point Contacts

This thesis presents point-contact measurements between superconductors (Nb, Ta, Sn,Al, Zn) and ferromagnets (Co, Fe, Ni) as well as non-magnetic metals (Ag, Au, Cu, Pt).The point contacts were fabricated using the shear method. The differential resistanceof the contacts was measured either in liquid He at 4.2 K or in vacuum in a dilutionrefrigerator at varying temperature down to 0.1 K. The contact properties were investigatedas function of size and temperature. The measured Andreev-reflection spectrawere analysed in the framework of the BTK model – a three parameter model that describescurrent transport across a superconductor - normal conductor interface. Theoriginal BTK model was modified to include the effects of spin polarization or finitelifetime of the Cooper pairs. Our polarization values for the ferromagnets at 4.2 K agree with the literature data, but the analysis was ambiguous because the experimental spectra both with ferromagnets and non-magnets could be described equally well either with spin polarization or finite lifetime effects in the BTK model. With the polarization model the Z parametervaries from almost 0 to 0.8 while the lifetime model produces Z values close to 0.5. Measurements at lower temperatures partly lift this ambiguity because the magnitude of thermal broadening is small enough to separate lifetime broadening from the polarization. The reduced magnitude of the superconducting anomalies for Zn-Fe contacts required an additional modification of the BTK model which was implemented as a scaling factor. Adding this parameter led to reduced polarization values. However, reliable data is difficult to obtain because different parameter sets produce almost identical spectra.

Spin-electromagnetic waves spectra in multiferroic heterostructures

This work devotes to the theoretical investigations of spin-electromagnetic waves (SEW) propagating in a thin-film multiferroic structures that were composed of a slot-line and structures with several ferrite films. In contrast to earlier works, the spin-electromagnetic waves in the investigated structures are originated from two different electrodynamics coupling. The first one is coupling of the electromagnetic wave localized mainly in the slot-line with the spin wave excited mostly in the ferrite film. The second one is coupling of two spin waves in the different ferrite films separated by a thin ferroelectric film. For theoretical analysis of SEWs propagation in such kind of structures theories of their eigen-wave spectra were developed. Spectra of SEW in the investigated structures were calculated and analyzed. The range of electric and magnetic tunability of dispersion characteristic were investigated. Spectra of SEW in the investigated multiferroic structures are used for investigation of transfer function of periodic structures.

Yritysvalmennuksen onnistumiset ja kehittämiskohteet Case: Start-up & Spin-off Factory -projekti

Tässä työssä tarkastellaan Start-up & Spin-off Factory -projektissa, pääsääntöisesti Kymenlaaksossa toimiville, yrittäjille suunnattua ja toteutettua yritysvalmennusohjelmaa. Työssä selvitetään ja käsitellään Start-up & Spin-off -projektin yritysvalmennuksen onnistumisia ja kehittämiskohteita sähköisen kyselyn sekä teemahaastatteluiden pohjalta. Start-up & Spin-off Factory -projektissa tuettiin innovatiivisten yritysten (21 yritystä) kasvua kiihdytysohjelmalla, jossa kokeneet sarjayrittäjät valmensivat uutta yritystä perustavia tai jo yritystoiminnan aloittaneita yrittäjiä, joiden tuotteille/palveluille haluttiin saada kasvua. Projektin tavoitteena oli edistää erityisesti kiihdytettävien yritysten nopeaa kansainvälistymistä auttamalla yrittäjiä pilottien, asiakkaiden, partnerien ja rahoituksen hankinnassa. Valmennettavat kokivat saaneensa lisäarvoa valmennuksesta omaksumalla uusia näkökulmia. He kokivat koulutuksen tuoneen yrityksen toimintaan lisää nöyrää asennetta ja lujaa uskoa tulevaisuuteen. Vertaistuen osuutta sekä verkostojen lisääntymisen mukana tullutta uusien kontaktien määrää pidettiin myönteisenä asiana. Vastausten perusteella valmennus selkeytti valmennettavien ymmärrystä liiketoiminnan kehittämisestä. Hissipuheen teko ja harjoittelu koettiin tärkeäksi ja jännittäväksi. Valmennus vahvisti luottamusta omaan tuotteeseen ja palveluun. Valmennuksen painottuminen ICT-alan firmoihin merkitsi valmennuksessa sitä, että teoriat ja esimerkit tulivat useasti tältä alalta. Toimialojen eroavaisuus tulisi huomioida valmennuksessa opetussisältöjen ja esimerkkien osalta. Kyselyn ja haastatteluiden mukaan valmentajien asiantuntemukseen oltiin tyytyväisiä. Lisäksi onnistuneena osa-alueena koettiin valmennuksen käytännön järjestelyjä. Kehitettävää puolestaan oli opetusmateriaalien, opetusmenetelmien ja koulutuksen keston suhteen. Kysyttäessä valmennuksen hyvistä ja huonoista puolista olivat vastaajat sitä mieltä, että valmennuksessa oli hyvä ilmapiiri ja valmennus oli käytännönläheistä. Pienryhmävalmennusta pidettiin hyvänä asiana, samoin kuin henkilökohtaistamista.

Suomalaisten yliopistojen life science-alan spin-off-yritysten rahoitustilanne, -lähteet ja –riskit

Life science-ala on rahoituksellisesti erittäin haastava, koska tuotekehitysputket ovat 10-15 vuoden pituisia ja voivat vaatia suuria etupainotteisia investointeja. Monet life science-alan yritykset ovat niin Suomessa kuin kansainvälisestikin syntyneet suoraan yliopistosta niin sanottuina spin-off-yrityksinä. Yrityksen perustaminen tutkimustiedon pohjalle on yksi akateemisen yrittäjyyden muodoista. Tässä tutkimuksessa tutkitaan akateemista yrittäjyyttä life science-alalla Suomessa. Suomessa life science-alan osaaminen on kansainvälistä huippua ja alalle on syntynyt useita spin-off-yrityksiä viime vuosina. Aiemmat tutkimukset ovat keskittyneet erityisesti agentti-päämiesongelmiin akateemisessa yrittäjyydessä ja life science alaa puolestaan on käsitelty usein pelkästään yhtenä alana. Tutkimuksessa pyritään analysoimaan life science-alan eri painopiste-alueita tarkemmin rahoitusstrategisesta näkökulmasta, koska ala ei ole homogeeninen. Akateemisen yrittäjyyden agenttiongelmaa pyritään tarkoittamaan Suomen yliopistomaailmassa life science-alalta käsin. Tutkimus toteutetaan kvalitatiivisena haastattelututkimuksena ja sitä tukevana tilinpäätöstietojen analysointina. Tutkimuksen tulokset vahvistavat agentti-päämiesongelmien olemassaolon suomalaisessa yliopistomaailmassa. Ongelmien osapuolina ovat niin akateemikot, yliopiston innovaatiopalvelut kuin TEKES:kin. Yrittäjät kaipaavat kokonaisvaltaisempaa apua, koska kokevat alalla liiketoimintaosaamisen puuttuvan monin paikoin. Alan vaatimien runsaiden tuotekehityspanostusten vuoksi alan yritykset ovat pitkään raskaasti tappiollisia. Yritysten valitsemat rahoitusratkaisut vaihtelevat suuresti. Kaikki tutkitut yritykset pyrkivät kasvamaan nykyisten ydintuotteidensa mukana ja ovat jo jossain määrin hankkineet rahoitusta kasvustrategiaansa varten. Alan pääomaintensiivisyydestä johtuen ovat monet yritykset kuitenkin suunnittelemassa tai jo päätyneet tekemään yhteistyötä integroituen alalla joko vertikaalisesti tai horisontaalisesti. Tutkimuksen tulokset vahvistavat aiemman käsityksen, jonka mukaan life science-alan yrityksiä on vaikea arvioida ulkopuolelta pelkästään tilinpäätöstietojen pohjalta, koska alkuvaiheessa rahoituskierrokset ja tappiolliset vuoden seuraavat toisiaan ja toisaalta yrityksen arvo sitoutuu pitkiin tuotekehitysputkiin, jotka eivät välttämättä näy tilinpäätöksessä. Tulokset tuovat esille merkittäviä yritysten kokemia ongelmia rahoituksen saannissa life science-alalla Suomessa sekä akateemisen yrittäjyyden epäkohtia yritystoiminnan näkökulmasta. Näiden tekijöiden huomioonottaminen ja laajempi kansainvälinen vertailu voivat auttaa suomalaisia yrityksiä tällä vahvalla osaamisalalla eteenpäin.