Helsingin yliopisto - Eurooppalainen huippuyliopisto

Rakennuspalikoina atomit

Atomikerroskasvatus ja nanomateriaalit eivät taida kertoa asiaan vihkiytymättömälle paljonkaan. Termien takaa löytyy kuitenkin tiedettä ja teknologiaa, joita ilman elektroniikkateollisuus ei enää pärjäisi ja jotka saattavat nousta keskeiseen rooliin ilmastonmuutosta torjuttaessa.

Atomikerroskasvatuksen huippuyksikössä kehitellään menetelmiä, joilla ohuita kalvoja kasvatetaan vakuumireaktoreissa atomikerros kerrallaan. Ohuimmillaan kyse on alle nanometrin paksuisista kalvoista. Suuruusluokasta kertoo jotain se, että millimetriin mahtuu miljoona nanometriä.

Helsingin yliopiston tutkijoiden tuloksia käytetään esimerkiksi elektroniikkajätti Intelin mikroprosessoreissa. Mikro- ja nanoelektroniikan lisäksi tärkeäksi sovelluskohteeksi voi nousta energiatekniikka: aurinkokennot, akut ja termoelektriset materiaalit eli materiaalit, jotka muuttavat lämpöä suoraan sähköksi.

– Meillähän syntyy jatkuvasti hukkalämpöä, sen voi tuntea vaikka kannettavaa tietokonettaan koskettamalla, huippuyksikön johtaja, professori Markku Leskelä kertoo. Huippuyksikössä tullaan tutkimaan näitä energiatekniikan alueita.

Vaikka yksikön työ tuottaa paljon sovelluksia, itse tutkimuksessa on kyse aivan perusasioista: kemiasta, materiaaleista ja rakenteista.

– Meidän näkökulmastamme soveltavan ja perustutkimuksen ero on hiuksenhieno, koska mitään ei voi soveltaa, jos perusasiat eivät ole kunnossa. Huippuyksikkö antaa mahdollisuuden keskittyä nimenomaan perustutkimukseen ja luomaan pohjaa sovelluksille.

Atomikerroskasvatus keksittiin Suomessa jo 1970-luvulla, mutta varsinainen buumi alkoi vasta 2000-luvulla, kun mikroelektroniikkateollisuus havahtui tarpeeseen saada entistä enemmän tehoa ja tietoa entistä pienempään tilaan. Alan patenttimäärä ja tieteellinen kirjallisuus ovat eksponentiaalisessa kasvussa, Leskelä kertoo. Suomi on kuitenkin edelleen tutkimuksen kärkimaita.

Atomikerroskasvatuksen huippuyksikköön kuuluu Leskelän ja professori Mikko Ritalan vetämän epäorgaanisen kemian laboratorion ohutkalvoryhmän lisäksi VTT:n mikrosysteemien ja nanoelektroniikan ryhmän tutkijoita (professori Jouni Ahopelto ja TkT Riikka Puurunen) ja Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen materiaalifysiikan ryhmän tutkijoita (professorit Juhani Keinonen ja Jyrki Räisänen).

Lisää aiheesta: "Huippuyksikön status on
resurssimagneetti" »»

Lisää aiheesta: Professori Mikko Ritalan luento Studia Generalia -luentosarjassa 13.10. otsikolla "Uudet materiaalit: molekyylit halki, poikki ja pinoon" »»

Kommentoi uutista Facebookissa »»

Teksti: Tuomo Tamminen
Kuva: Linda Tammisto
3.11.2011
Helsingin yliopisto, verkkotoimitus