Älypuhelimet, tietokoneet ja aurinkokennot kätkevät sisäänsä atomikerroskasvatuksen avulla tuotettuja nanomittakaavan ohutkalvoja. Lisää kemian perustutkimusta tarvitaan, jotta niistä saadaan vielä suorituskykyisempiä ja energiatehokkaampia, sanoo professori Matti Putkonen.
Mitä tutkit?
Tutkin uusien nanomittakaavan materiaalien valmistamista ja muokkaamista atomikerroskasvatuksen (ALD) avulla. Yhdistän työssäni useita kemian tutkimusalueita, kuten kemiallista syntetiikkaa ja pinta-analytiikkaa. Näiden avulla haen uusia ratkaisuja ja sovelluksia ohutkalvoille.
Mihin ja miten tutkimuksesi aihe vaikuttaa?
Ilman nanomittakaavan ohutkalvoja ei voitaisi valmistaa nykyisenkaltaisia tietokoneita, älypuhelimia tai aurinkokennoja. Teen kemian perustutkimusta, josta on pitkä matka kuluttajan käyttämiin laitteisiin. Uusia materiaali-innovaatioita kuitenkin tarvitaan, jotta pystymme valmistamaan suorituskykyisempiä elektroniikan komponentteja ja löytämään energiatehokkaampia ratkaisuja.
Mikä alallasi inspiroi sinua erityisesti juuri nyt?
ALD-menetelmä on suomalainen keksintö, jolla on jo 50-vuotinen historia. Sen merkitys kasvaa vuosi vuodelta. Tulevaisuudessa sovellutukset tarvitsevat uusia, usein eksoottisiakin, ohutkalvomateriaaleja. Toimiva kemia on ensisijaisen tärkeää niiden valmistamisessa.
Atomikerroskasvatuksen kemian tarkempi ymmärtäminen on tullut mahdolliseksi modernien analyysimenetelmien avulla. Yksittäisten molekyylikerrosten pintareaktioita voidaan nyt selvittää tarkemmin ja linkittää perustutkimus, materiaalitiede ja teolliset sovellutukset entistä paremmin toisiinsa.
Erityisenä haasteena on ALD-pintareaktioiden paikkaselektiivisyys. Haluamme selvittää, kuinka materiaalien valmistusta vain tietyille pinnoille voidaan hallita nanomittakaavassa.