Atomikerroskasvatus, ALD, oli keksitty jo 1970-luvulla, ja sitä käytettiin aluksi vain elektroluminoivien ohutkalvonäyttöjen valmistamiseen. 1990-luvulla kävi ilmi, että mikroelektroniikka tarvitsee uusia materiaaleja, ohuita kalvoja ja 3D rakenteita, ja puolijohdeteollisuus ryhtyi käyttämään ALD-menetelmää. Uusien sovellusten kehittämisessä tarvittiin kemian osaamista ja sitä löytyi Helsingin yliopistosta.
Markku Leskelä oli alun perin kiinnostunut valoa tuottavista materiaaleista ja Teknillisen korkeakoulun kemian osastolla tehdyssä väitöstutkimuksessaan hän tutki luminesenssiä. Vuodesta 1990 lähtien hän on toiminut epäorgaanisen kemian professorina Helsingin yliopistossa.
Laitteet pienenevät ja pinnoitteet atomitarkkuudella
Metalliohutkalvojen valmistaminen ALD-menetelmällä on haastavaa. Jaloista metalleista kuten kullasta on vaikea valmistaa haihtuvia lämpöä kestäviä yhdisteitä, vaan ne pyrkivät hajoamaan metalleiksi. Nyt on myös kullalle kehitetty toimiva ALD- prosessi. Tämä on eräs esimerkki viimeaikaisista tutkimuksista Helsingin ylipistossa.
– Tutkimuksessa etsimme yhä uusia ALD eli atomikerroskasvatuksen lähtöaineita Ja kehitämme uusia prosesseja, kertoo professori Markku Leskelä.
Tällä hetkellä kehitetään esimerkiksi energiatekniikan materiaaleja, joita käytetään litium-akuissa ja aurinkokennoissa. Pinnan muotoja seuraavaa atomikerroskasvatusta pysytään käyttämään myös kolmiulotteisissa kappaleissa, joita energiatekniikan laitteet ovat. Näitä uusia prosesseja kehitetään peruskemian avulla.
Kimppaan teollisuuden kanssa
– Vielä 1970-luvulla yliopistojen yritysyhteistyö oli hyvin säädeltyä ja opetusministeriössä sitä haluttiin rajoittaa. Jo 5000 markan sopimuksiin piti hakea erikseen lupa, muistelee Markku Leskelä.
Kun Tekes perustettiin vuonna 1984, ajat alkoivat muuttua, ja rahoitusta sai yliopistojen ja teollisuuden yhteisiin tutkimusprojekteihin.
Maailman puolijohdeteollisuuden tuotanto on keskittynyt Aasiaan ja USA:han bisnestä pyörittävät isot yritykset. Suomessa on ALD-laitteita valmistavia yrityksiä (Beneq Oy, Picosun Oy) sekä ison hollantilaisen ASM yrityksen T&K yksikkö ASM Microchemistry Oy. Helsingin yliopiston läheisin yhteistyökumppani on ASM Microchemistry Oy, joka vuodesta 2004 on toiminut Chemicumissa. Yliopistolla tehdään yritystä hyödyttävää tutkimusta väitöskirjoissa, jotka ASM rahoittaa. Teollisuusyhteistyö on auttanut yliopistoa pääsemään myös suoriin sopimukseen puolijohdeteollisuuden jättien kanssa (IBM. Intel, Samsung).
Tarton yliopiston kunniatohtoriksi
Markku Leskelä on siteerattu tutkija ja kemian alan johtava vaikuttaja, joka toimii puheenjohtajana ja jäsenenä alan järjestöissä sekä on Helsingin yliopiston hallituksen jäsen.
Lukuisista palkinnoista ovat Leskelän mieleen jääneet erityisesti viimeisimmät. Juhlavin menoin Markku Leskelä julistettiin joulukuussa 2016 Tarton yliopiston kunniatohtoriksi.
Omilta yhteistyökumppaneilta saatu tunnustus oli kuitenkin uran huippukohta.
– Olo oli kuin Oscar-voittajalla, kun yllättäen piti pitää yleisön edessä kiitospuhe, muistelee Leskelä tunnelmia ALD-palkinnon jakotilaisuudessa Dresdenissä vuonna 2012.