FMOF MĒNEŠA ZINĀTNIEKS: Līga Jasulaņeca ar plašu skatu uz vismazākajiem mērogiem zinātnē

2021. gada septembrī Latvijas Universitātes (LU) Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultāte (FMOF) uzsākusi interviju ciklu “FMOF mēneša zinātnieks”, katru mēnesi piedāvājot iepazīt kādu no LU FMOF jaunākiem vai jau pieredzējušākiem zinātniekiem fizikas, matemātikas vai redzes zinātnes jomā. Šajā mēnesī piedāvājam lasīt sarunu ar LU FMOF doktoranti Līgu Jasulaņecu.

Fiziķe Līga Jasulaņeca bakalaura studijas Latvijas Universitātes (LU) Fizikas, matemātikas un opotmetrijas fakultātē (FMOF) uzsāka 2010. gadā. Pēc tam izglītošanos turpināja arī maģistrantūrā, bet nu jau kļuvusi par 2. kursa doktoranti un Ķīmiskās fizikas institūtā, vadošā pētnieka Dr.chem. Donāta Erta vadībā, izstrādā promocijas darbu “Integrētu ("on-chip") nanoelektromehānisku slēdžu izveide darbam istabas un kriogēnās temperatūrās”. Līgas pētījums ir arī daļa no Latvijas Zinātnes padomes Fundamentālo un lietišķo pētījumu projekta par nanoelektromehāniskiem slēdžiem kriogēnās temperatūrās. 2020./2021. akadēmiskajā gadā Līga saņēmusi LU fonda un mecenāta SIA “Mikrotīkls” atbalstu pētniecībai.

Pētniecībā jauno zinātnieci interesē nanomēroga struktūru integrēšana elektromehāniskās ierīcēs. Līga tiecas izprast nanomēroga struktūru uzvedību, īpašības un paredzēt ierīču funkcionalitāti, kā arī priecājas, ja procesā izdodas atklāt negaidītus efektus, kas rodas mazo izmēru dēļ. Līga ir vairāku zinātnisko publikāciju autore, Vernera fon Sīmensa Izcilības balvas ieguvēja un šobrīd paralēli pētniecībai iesaistās arī akadēmiskajā darbā, piedaloties jauna kursa izstrādē un docēšanā.

Kad un kāpēc nolēmi studēt fiziku?  

Pāris gadus pēc vidusskolas izlēmu no mūzikas specializācijas pāriet uz eksaktajām zinātnēm. Sāku studēt nanotehnoloģiju programmā Dānijā,  jo mani interesēja iespēja iegūt starpdisciplināras zināšanas. Atgriežoties Latvijā, šādu starpdisciplināru studiju iespējas neradu,  tāpēc nācās izvēlēties vienu - fiziku. Drīz vien arī sāku strādāt Latvijas Universitātes Ķīmiskās fizikas institūtā un savā ziņā varu teikt, ka darbs tur apmierināja manas alkas pēc starpdisciplinaritātes, pavēra iespējas strādāt ar mikroskopiem un ļoti maziem izmēriem.

Kas, gadiem ejot, Tevi motivējis studijas turpināt?

Motivācija studēt ir mainījusies gadu gaitā. Tie ir bijuši gan interesanti kursi, gan cilvēki, no kuriem mācīties, kā arī atbalsts no darbavietas puses.

Kāda šobrīd ir tava (zinātnieces) ikdiena? Pie kā strādā tieši šobrīd?

Šobrīd mana ikdiena paiet taisot ierīces, plānojot un veicot eksperimentus. Mēģinu izgatavot nanoelektromehānisku slēdzi, kas balstīts uz atsevišķa bismuta selenīda nanovada un kas ieslēgsies pie relatīvi zema sprieguma kriogēnās temperatūrās (zem 20 K). To jau ir izdevies nodemonstrēt pirmā doktorantūras studiju gada laikā, bet šobrīd jāsamazina spriegums un jāsaprot, kā padarīt procesu atkārtojamāku un stabilāku.

Papildus tam, visu laiku mācos un lasu rakstus, lai uzzinātu jaunumus nozarē un nonāktu pie jaunām idejām. Esmu iesaistījusies arī akadēmiskajā darbā un pasniedzu studentiem mikroizgatavošanas tehnoloģijas. 

Kad sāki pie strādāt pie pašreizējā pētījuma un kā nonāci pie šādas tēmas? 

Pie doktorantūras pētījuma sāku strādāt 2020. gadā, bet nanostruktūru īpašības, ierīces un nanomēroga mērīšanas metodes aizņem lielu daļu manu domu un laika jau kopš 2010. gada, kad sāku strādāt Ķīmiskās fizikas institūtā.

Tēma dabīgi attīstījās no Ķīmiskās fizikas institūtā iepriekš veiktajiem pētījumiem - pēc atsevišķu nanomēroga komponenšu raksturošanas mēs sākām veidot arvien sarežģītākas sistēmas ar dažādiem materiāliem, lai pētītu to mijiedarbību. Mijiedarbības izpēti var veikt dažādos veidos - vienu no tiem izmantoju savā pētījumā. Integrēju mazās ierīces uz tādām silīcija plāksnēm, kādas izmanto, piemēram, viedtālruņu integrēto shēmu veidošanā. Tādējādi tiek izpētīta gan mijiedarbība, gan veidotas funkcionālas ierīces, kas potenciāli nākotnē varētu rast komerciālus pielietojumus.

Ko ceri izpētīt? 

Šobrīd pētniecības procesā, galvenokārt, ceru saprast divas lietas: 1) kā mehāniskā ietekme mijiedarbībā ar elektrisko ietekmēs īpašas materiālu klases (topoloģisko izolatoru) nanomateriālu īpašības; 2) kā var praktiski izveidot energoefektīvas pārslēgšanās ierīces, kas darbotos ļoti zemās temperatūrās.

Kas, tavuprāt, būs izaicinošākais pētniecības procesā?

Darbā ar tik maza izmēra ierīcēm ir daudz izaicinājumu - sākot ar izgatavošanu (piemēram, puteklītis vai uz darbu uzvilkts vilnas džemperis var iznīcināt šo ierīci) un beidzot ar eksperimentu shēmu un gaitas izveidošanu (signāla līmenis bieži ir tuvs trokšņa līmenim, kā atlasīt vēlamo signālu; kā atdalīt vienu efektu no cita) un rezultātu interpretāciju. Šādā daudzpakāpju procesā, kādam no soļiem neizdodoties, ir jāatgriežas sākuma punktā. Tā atgriešanās laikam ir lielākais izaicinājums.

Kur pēcāk praktiski varēs pielietot tava pētījuma rezultātus?

Pētījuma rezultātus varēs izmantot tādu alternatīvu energoefektīvu ierīču izveidē un raksturošanā, kurām ir potenciāls tās savietot ar esošajām klasiskajām cietvielu tehnoloģijām. Jau šobrīd līdzīgas ierīces tiek izmantotas komerciāli kā žiroskopi un spiediena sensori, bet tās ir aptuveni 1000 reizes lielākas un izmanto citus materiālus. Es ceru, ka rezultāti dos jaunas zināšanas par nanomēroga ierīču izgatavošanu ar mērogojamām tehnoloģijām, t.i., šādas ierīces varēs taisīt lielā skaitā.

Nesen esi saņēmusi arī LU fonda stipendiju. Kādu stipendiju saņēmi un kā nolēmi tai pieteikties?

Pagājušajā akadēmiskajā gadā saņēmu LU fonda administrēto mecenāta SIA “Mikrotīkls” stipendiju doktorantūras studentiem eksakto un medicīnas zinātņu jomā. Stipendijai pieteicos, jo sapratu, ka mans pētījums ir pietiekami izaicinošs un interesants plašā kontekstā un būtu pelnījis lielāku redzamību.

Kā stipendijas iegūšana palīdzes pētījuma veikšanā? 

Stipendija palīdz gan materiālā ziņā, jo dod iespēju visus spēkus fokusēt pētījumam, gan motivācijas ziņā. Papildus tam, stipendija ir iespēja iepazīt citus augstas kvalitātes pētījumus, ko veic citi stipendiāti. Paveras plašāks redzesloks.

Kāpēc Tavuprāt tieši Tev tika piešķirts finansiālais atbalsts?

Domāju, ka stipendiju saņēmu, jo mana pētījuma mērķis ir pietiekami izaicinošs un interesants - tas apvieno fundamentālus izaicinājumus ar inženiertehniskiem, elektronikas nozari ar mehānikas nozari, turklāt viss notiek nanomērogā. Manuprāt, arī esošās iestrādnes šajā tēmā droši vien spēlēja savu lomu, jo tādu pētījumu grūti būtu uzņemties,  ja viss būtu jāsāk no nulles.

Ko vēlies sasniegt zinātnē?

Gribu paaugstināt pētījumu kvalitāti, sadarbojoties ar citām pētnieku grupām.

Kas vēl bez fizikas Tevi aizrauj? Ar ko nodarbojies brīvajā laikā?

Mūzika, daiļliteratūra, teātris. Brīvo laiku veltu ģimenei, tas ir diezgan aizraujoši.

Par ikmēneša rakstu sēriju “FMOF mēneša zinātnieks”

LU FMOF ikmēneša rakstu sērija “FMOF mēneša zinātnieks” aizsākusies 2021. gada septembrī un intervijas veidā ļauj iepazīt jaunus vai jau lielāku pieredzi guvušus zinātniekus, kas ikdienā nodarbojas ar pētniecību fizikas, matemātikas vai redzes zinātnes jomā un katrs savā veidā ikdienas darbu zinātnē saista ar LU FMOF. 

Par Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultāti

Latvijas Universitātes Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultāte ir Latvijas Universitātes akadēmiska pamatstruktūrvienība, kas izveidota akadēmiskās darbības organizēšanai fizikas un astronomijas un matemātikas zinātnes nozarēs.