Headlines

• The table of contents
• will be automatically generated!

Micronova's Year 2009

In Micronova's Year 2009 we high light research outcomes and events done during the year.

Micronova's joint clean room organisation Nanofabrication Centre began their operation 1.1.2010

Micronova Nanofabrication Centre is a joint organisation of VTT and Aalto University, School of Science and Technology offering centralised clean room services. At this stage the new organisation is based on a co-operation agreement within Micronova, and there are members from both host organisations in the staff of the Nanofabrication Centre. For clean room users, both business and academic users, the change offers even more flexibility in the use of the whole clean room and processing know-how.

At the end of 2008 Micronova got national research infrastructure status in the area of micro and nanotechnology manufacturing. The new status brought both obligations and gave new opportunities for the development of the operation. The close collaboration of the clean room personnel is the first step to more extensive development work. The new service organisation offers its customers a high quality and consistent service. This includes use of the equipment in the clean room or small scale processing service.

The collaboration also enables a more effective operation in many sectors. These include more effective user training and equipment maintenance, joint equipment acquisitions and organised development of the equipment pool for a future national infrastructure in the area of micro and nanotechnology. Booking systems available to all customers will be established on a quick schedule.

Technology manager Ulrika Gyllenberg form VTT and director Veli-Matti Airaksinen from Aalto University School of Science and Technology are responsible for the operations of the Nanofabrication Centre. In charge of clean room marketing and acquiring new customers is the soon to be appointed co-ordinator.

Contact details:

Ulrika Gyllenberg
Technology Manager, VTT
ulrika.gyllenberg@vtt.fi
Phone 020 722 6664 or 040 541 6184

Veli-Matti Airaksinen
Director, Aalto University, School of Science and Technology
veli-matti.airaksinen@tkk.fi
Phone (09) 470 26075 or 050 341 4766

Research results

TKK researchers developed a new manufacturing method for nanostructures

TKK researchers at Micronova have developed a new fabrication method for nanostructures. They got the idea to combine two methods in the fabrication process in a new way, focused ion beam (FIB) and cryogenic deep reactive-ion etching (DRIE). This significantly speeds up the manufacturing process and makes it possible to fabricate complicated three dimensional structures. It only takes a few hours to run through the whole process instead of weeks. Another benefit of the fabrication method is the very high quality results and excellent repeatability.

The method is based on the doping quality of the ion beam. The gallium ions of the ion beam penetrate the top layer of the sample and form an etching mask that withstands deep etching very well. Because the beam is very narrow, the smallest pattern that can be fabricated is below 50 nm.

”Nanofabrication methods for silicon and other materials are being developed especially for electronics and optics applications, and the competition for making faster and higher quality processes is hard. The method we invented just hadn’t been tried before for the fabrication of very small structures” says researcher Nikolai Chekurov, who came up with the idea. ”Our method will benefit especially the fabrication of small components for research use and the making of prototypes”, Chekurov continues..

Professor Ilkka Tittonen, supervisor of Nikolai Chekurov’s dissertation research, is pleased with the nanofabrication line at Micronova, the jewel of which is the new FIB device. ”Without the equipment in the Micronova clean room we would not have been able to develop this method. The structures are flawless, three dimensional and predefined without random variations” Tittonen states

A FIB device (Focused Ion Beam) was acquired for Micronova at the end of 2007. It is the only equipment of this class in Finland. During the initialisation and testing stage last summer Nikolai Chekurov fabricated a nano sized Aalto vase, only 600 nanometers high with a volume of about 0.1 femtoliters.

The new nanostructure fabrication method has been born as a result of cross disciplinary collaboration between micro and quantum systems and microfabrication research groups at TKK. The research results were published on the Nanotechnology magazine webpages in January 2009, and in February in the printed magazine, with a cover picture of three dimensional nanostructures fabricated using the new method developed at Micronova.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/37573
http://ej.iop.org/pdf/nano/vol20/na096-webcover.pdf

 

Nanopillar forrest. The diameter of the pillars is below 100 nm and the height is about 500 nm.

More information:
Researcher Nikolai Chekurov
TKK, Mikro- ja kvanttisysteemit, Micronova
Tel. 09 451 2996
nikolai.chekurov@tkk.fi
Groups webpages:
http://nano.tkk.fi/en/research_groups/mqs/

---

Doctoral dissertation: Manipulation of water droplet behaviour on nanopattered silicon surfaces

The doctoral dissertation of Lauri Sainiemi (M.Sc.) studies silicon micro and nanofabrication methods, which have a large number of applications. The single most interesting example presented in the dissertation is a novel nanopatterned silicon surface which allows almost limitless manipulation of water droplets. Droplet shapes can be tailored freely (Fig. 1), and the nanopatterned surface can be made completely water-repellent. On such a surface, a water droplet bounces like a tennis ball. The surface also enables splitting the droplets using only the surface forces. Sainiemi, who works at Micronova at the Helsinki University of Technology, uses these surfaces in material studies, in analytical applications, and in droplet microfluidics.

---

A new step towards an accurate definition of the ampere - will the quantum metrological triangle be closed with the SINIS turnstile?

The Low Temperature Laboratory of Aalto University School of Science and Technology, Centre of Metrology and Accreditation (MIKES) from Finland and NEC and RIKEN from Japan have developed a frequency-to-current converter which can be used for pumping electrons in parallel to achieve higher electrical currents. The developed scheme will enable the realization of more accurate measurements and hence brings the device closer to a new primary standard of the electrical current. The results are published in New Journal of Physics and highlighted in Nature.

The challenge of the research is to close the so-called quantum metrological triangle. Two of the components of the triangle, Josephson voltage standard and quantum Hall resistance standard are already used by the metrologists for example in calibrations. Yet, the consistency of these two components to the third one, the electron pumping, is to be done. The aim is to verify the accuracy of quantum mechanics, the most important theory of modern physics. A successful comparison would enable a redefinition of the SI-unit system by fixing two fundamental physical constants, the charge of an electron e and Planck's constant h. Even today, the electrical current and its unit, ampere, is defined with a classical force acting between two conducting wires. The aim is to define this quantity with the physical constants after few years.

The device used in this work, so-called SINIS turnstile, transports electrons sequentially from one lead to a small island and from the island to another lead. By repeating the process at a known frequency, one obtains a well defined electrical current which could be used as the new definition of the ampere.

"A few years ago we introduced the first nano-sized current-to-frequency converter, the single electron tunrstile. With ten parallel SINIS turnstiles we can now obtain currents exceeding over 100 pA. The high current level is important for obtaining sufficient accuracy in measurements", says the head of the research, professor Jukka Pekola at the Low Temperature Laboratory of Aalto University School of Science and Technology.

The redefinition of the electrical units in the SI-unit system would also enable more precise definitions of other units as well. For example kilogram is currently defined as a piece of a platinum iridium alloy. After the redefinition of electrical units, such an artefact could be replaced with a better definition based on the comparison of electrical and mechanical forces and powers. Hence, the development of the electron pumps has a significant impact on the accuracy of other units as well.

The results of the research were published at the end of November in New Journal of Physics http://www.iop.org/EJ/article/1367-2630/11/11/113057/njp9_11_113057.pdf
and was noted in the Nature Research Highlights 9.12.2009:
http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7274/pdf/462700e.pdf

 

Additional information:

Professor Jukka Pekola
Teknillinen korkeakoulu, Kylmälaboratorio
PICO-ryhmä, Micronova
Tel. (09) 470 24913
firstname.lastnamei@tkk.fi

Tutkija Ville Maisi
MIKES, Sähköryhmä
firstname.lastname@mikes.fi

---

Copper the reason for the decrease in efficiency in solar cells?

TKK researchers at Micronova have approached the stability issues present in silicon wafers from a new angle and focused their research on copper. The researchers have found that copper causes strong degradation of lifetime in charge carriers in silicon wafers as a result of a few hours of exposure to light. The phenomenon is seen both in p- and n-type silicon. The oxygen present in silicon wafers manufactured using the Czochralski method enhances the effect of copper.

Copper can also have a significant part in so called light degradation, which is seen in typical silicon solar cells. Because of the light degradation the efficiency of the solar cell decreases as a result of the light during a few hours, after which it stabilises. The decrease in efficiency is due to the decrease in the lifetime of the charge carriers and it has traditionally been minimised by optimising the oxygen and boron concentrations in the wafer. As a new solution the researchers at TKK present removing copper from the silicon wafer.

With support from Tekes the researchers have started working on the possibilities for commercialisation of their results. Their goal is to licence the technical implementation as a part of manufacturers’ solar cell processes.

The results of the research was published in Applied Physics Letters in October 2009 ”Role of copper in light induced minority-carrier lifetime degradation of silicon”, H. Savin, M. Yli-Koski and A. Haarahiltunen:  http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/152111/1

Additional information:

Antti Haarahiltunen, D.Sc. (Tech.)
Helsinki University of Technology
P.O. BOX 13500, FI-00076 Aalto University, FINLAND
Tel. +358 9 471 24987
antti.haarahiltunen@tkk.fi

---

Dissertational research on improving the layer structures of semiconductors

The outer atomic layers of semiconductors always arrange themselves so that the total energy of the surface reaches a minimum. In his doctoral dissertation VTT researcher Janne Pakarinen studied the physics of semiconductor surfaces by evaporating bismuth on gallium arsenide and indium phosphide surfaces, and work out the effects of growth parameters on the atomic structure of the surface. In the research it was found that by carefully optimising the growth, the physical characteristics of the surface structure can be significantly improved.

The Nobel Laureates in Physics for the year 2000, Zhores Alferov and Herbert Kroemer, established a foundation for optoelectronics thin film structures during the 1960s. Their work is now being used in many electronics and optoelectronics components.

”Quantum wells based on heterojunctions made of thin films are the heart of the semiconductor laser. It often forgotten that the MBE method offers incomparable opportunities for materials researchers also in other fields than optoelectronics”, Janne Pakarinen says.

In the second part of the dissertation it is proven that by using beryllium doped quantum wells or dots on the components, the layer structures were stabilised. ”We found new information about the crystal defects born by MBE growth. Beryllium passivates the defects efficiently in the heat treatment after growth.”

The results of the research has been published in international top ranking magazines [J. Pakarinen et al., Applied Physics Letters 93, 052102 (2008), J. Pakarinen et al., Applied Physics Letters 94, 072105 (2009)].

---

Dissertational research on high frequency components used for wireless data transfer realised by thin film technique

VTT researcher Tommi Riekkinen studied the fabrication of ferro- and piezoelectric multilayer components for wireless data transfer in his doctoral dissertation.

Wireless data transfer circuit solutions require small, cheap and little power consuming high frequency components. Fulfilling the growing component requirements calls for the use of innovative materials and the development and application of manufacturing technologies. By using thin film technique the customisation of material characteristics, component mass manufacturing and integration into small spaces is possible on an application base.

In his dissertational research Tomi Riekkinen studied construction materials for high frequency circuits based on thin film technique, their fabrication technique and characterisation. In the research low loss ferro- and piezoelectric thin film components for radio and microwave frequency applications were developed. In addition tantalum based materials for thin film capacitors and resistors were studied.

The high quality thin film components fabricated in the dissertational work have high frequency applications and they represent the latest technique in this field.

The main results of the research can be the ferroelectric components quality factor of 100 in the over GHz frequency area, the changing of properties of ferroelectric thin films though substrate bias and the high coefficient of coupling in piezoelectric resonators. In addition Riekkinen presents in his dissertation a way to manufacture low loss thin film structures by using the so called layer transfer technique.

---

Finnish developed radio receiver to reveal the secrets of the universe successfully launched into space on the Planck probe

Led by MilliLab, a joint laboratory between VTT, Technical Research Centre of Finland and TKK, Helsinki University of Technology, a radio receiver millimeter wave technology was developed, which also enables new security and telecommunications applications.

The Planck satellite of the European Space Agency ESA and its Finnish developed, extremely sensitive and very high frequency, radio receiver was successfully launched into space today 14.5.2009 at about 16:00 Finnish time. The Planck satellite will now travel for about three months 1,5 million kilometres away to the so called L2-orbit. L2 is a point where the gravitational forces of the Earth and the sun are equal and the satellite will stay stationary in reference to the earth and the sun.

The receiver will measure cosmic background radiation originating from the early universe, which will give us important information about the characteristics of the universe, such as its age, composition and geometry. The measurements will be started in six months, and the first results about the origins of the universe are expected in 18 months.

The technology developed in the project can also be used for security checks and for example for detecting vehicles through fog. In addition the technique is suited for high-precision cloud studies and future telecommunications applications. The work was led by MilliLab, a joint operation of VTT and TKK that develops and researches millimetre wave technology. Finnish company DA-Design Oy was responsible for building and testing the receiver.

The Planck probe is equipped with a 1,5 meter radio telescope and two radio receivers, of which one measures low and the other one high frequencies. The most advanced parts of the low frequency receiver was designed and built by Finns. Manufacturing them required several new technical solutions.

”The work was very demanding in nature, which gave us the opportunity to develop valuable expertise that we can also use for other applications”, says Jussi Tuovinen, Research Director at VTT. Tuovinen was responsible for the component construction for the Finnish Planck project.

The radio signal is amplified 500 000 times

In principle the receiver works like a crystal radio. However, the frequency of cosmic background radiation is a thousand times that of ordinary radio transmissions, and the signal is very weak. That's why instead of a wire antenna a parabolic antenna - a radio telescope - is used, and instead of crystals, diodes and amplifiers are used to amplify the signal 500,000 times.

In addition the receiver is cooled down to a very low -253°C temperature. This lowers the noise of the equipment itself that would otherwise cover the faint background radiation signal completely.

The Planck 70 GHz radio receivers developed and build under the lead of MilliLab utilise indium phosphide semiconductor amplifiers which will help get the needed large amplification especially well in low temperatures. These amplifiers were also designed in Finland as a collaboration between MilliLab and DA-Design Oy.

To ensure the performance of the receiver an extensive testing campaign was undertaken in Finland, for which MilliLab and DA-Design Oy built a testing chamber corresponding to the operating conditions of the Planck probe. In addition to performance, the receiver's reliability was confirmed with tests.

The Finnish 70 GHz receivers are among the most important on the Planck probe, because the interference that complicates the measurement of the background radiation signal is smallest in this frequency area.

In addition to MilliLab and DA-Design Oy taking part in the Finnish Planck project were Helsinki and Turku Universities, TKK Metsähovi radio observatory and Helsinki institute of physics. The project was funded by Tekes, the Academy of Finland, ESA and the research groups taking part.

Pictures of Planck-satellite and receiver

Additional information about the Planck-project:

ESA's Planck-pages: http://www.esa.int/esaSC/120398_index_0_m.html

MilliLab's Planck-pages: http://virtual.vtt.fi/virtual/millilab/pages/Planck_MilliLab.htm

DA-Design Oy:n space technology website : http://www.da-design.fi/space

Tekes Space info: http://www.avaruus.info/index.php?id=190

---

Heterogeneous Technology Alliance to launch 4-Labs

The partners of the Heterogeneous Technology Alliance (HTA), CEA-Leti, CSEM, FhG and VTT have taken the next step of the expansion of their joint initiative. A new company, 4-Labs, has been created with the main mission of commercialising HTA technologies across Europe.

Through this new organisation, HTA members aim at improving their understanding of the technology requirements of the European industry and to build the best solutions for satisfying these needs. This is the first time that major R&D organisations have put their efforts together in the foundation of an incorporated company.

In the near term, the new company will mainly target business opportunities in the United Kingdom, Italy and Spain. Attention will be paid as well to new member states of the European Community.

4-Labs is located in Geneva and will be initially driven by two senior members of the device miniaturization and electronics industries, collectively known as the heterogeneous technology industry. André Perret, formerly Vice President Strategic Relations at CSEM will act as General Director of the new company and David Holden formerly International Business Development Director at CEA/Minatec will act as Business Development Director. Vice President, Technology Director Jussi Tuovinen from VTT is a board member.

Heterogeneous Technology Alliance

HTA is a solution to bring coherence and synergies between teams and research infrastructures in the field of miniaturisation and system integration. Current members include CSEM, CEA, FhG VuE, and VTT. Operated as a "one-stop-shop", HTA guarantees simple access to an enlarged portfolio of technologies. With a staff of more than 5000 scientists and a portfolio of more than 3000 patents, HTA is de facto the largest European institute in the field.

Read more about HTA and its member organisations and 4-Labs:

http://www.hta-online.eu
http://www.csem.ch
http://www.leti.fr
http://www.fraunhofer.de
http://www.vtt.fi
http://www.4-labs.com

---

---

New professors at Micronova

VTT research professor Arttu Luukkanen develops a measuring method using millimetre waves

Dr Arttu Luukkanen has been appointed research professor at VTT micro and nanosystems starting 1.7.2009 for a five year period. His field of activity is applying sensing and adaptable micro and nanotechnology into new product applications, his focus area being micro mechanics, thin films and nanostructures and utilising subsystems comprising of these. The research has already led to interesting results, research professor Arttu Luukkanen’s research team has developed an imaging system that utilises the top sensitive terahertz sensors developed at VTT

Terahertz and submillimeter radiation sensors may in the future bring all new applications for our use. At the moment the main applications for the frequency band are in astronomy, but its use in terrestrial technology applications is still relatively rare.

Terahertz radiation is the electromagnetic spectrum frequency band of about 300 – 3000 GHz, which corresponds to 1-0,1mm /100 micrometer wavelengths. This radiation band that falls between the radiofrequencies and infrared radiation is technologically still quite undeveloped, especially as compact and reasonably priced source and sensing technologies are missing.

The perceptual abilities of the terahertz sensors developed by Luukkanen’s research team are world class. A video camera capturing the spontaneous thermal radiation in the terahertz region is the first of its kind in the world and has been applied for instance for detecting hidden weapons and explosives from a distance. The equipment has been developed as collaboration between VTT, TKK, Oxford Instruments Analytical, SAAB Microwave Systems and the National Institute of Standards and Technology (NIST) in the USA and is one of the most promising technological applications.

In addition to security applications the terahertz region spectroscopic sensors can be applied in biotechnology research, for instance proteomics, anti-body measurements, and for studying the reactions of large molecules.

Arttu Luukkanen has been the director of MilliLab (Millimetre Wave Laboratory of Finland) since 2005. MilliLab is a joint institute between VTT and Helsinki University of Technology, that offers services at millimetre wave frequencies in the fields of device modelling, device characterisation, millimetre wave measurement and testing as well as in research and development. MilliLab is also an ESA External Laboratory on Millimetre Wave Technology.

Arttu Luukkanen has been a docent in terahertz technology in the Department of Radio Science and Engineering at TKK. Luukkanen has a master’s degree from Helsinki University majoring in physics and he got his doctorate from Jyväskylä University in 2003. He has worked as a researcher at VTT since 2003 and before then as a visiting researcher at the National Institute of Standards and Technology in the USA and doing research at Metorex International Oy in 1994-2003.

---

VTT’s new research professor Pierangelo Metrangolo combines chemistry with electronics and biotechnology to create innovations

Prof. Pierangelo Metrangolo has been nominated as Research Professor for VTT Technical Research Centre of Finland in the field of molecular recognition for a period of five years starting 1 September 2009. His research at VTT will focus on promoting projects that aim at product innovations by using molecular recognition techniques. The final purpose of these studies is, e.g. to develop new biosensors, more effective drugs, and new features for packaging and device materials.

Molecular recognition technology is related to VTT’s goals in developing smart surfaces for materials: e.g. water or oil repellent. The coating of biobased materials with smart surfaces can be used to prevent environmental problems.

This professorship is a new one for VTT. The assignment increases the cooperation in the fields of biotechnology and microelectronics at VTT. Smart, electronic devices can be created in the future by combining molecular recognition technology with other technologies e.g. for personalised health monitoring.

Metrangolo, who has received this year one of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) Young Chemist Awards, has obtained his degree in pharmaceutical chemistry at the University of Milan in 1997 and his PhD in industrial chemistry at the Politecnico di Milano in 2001, where he is Associate Professor of Fundamentals of Chemistry in Electronics. During his career Metrangolo has focused on the structures and properties of high performance fluorinated materials (Teflon®-like). Together with his colleague Giuseppe Resnati he has given name to an important chemical bond – the Halogen Bond - that once formed the basis for a Nobel Prize, but has largely been ignored for decades and never explored for its potential value in materials or pharmaceutical research.

Pierangelo Metrangolo aims at boosting the exchange of scientists and students between VTT, the Italian Institute of Technology (IIT), and the Politecnico di Milano and also generating joint research initiatives for EU research programmes.

Seminars and important events at Micronova

Micro and nanotechnological solutions in increasing energy efficiency and in detecting environment 12.5.2009

The main seminar of the year at Micronova, "Micro and nanotechnological solutions in increasing energy efficiency and in detecting environment", in May gathered over 100 participants to Micronova. In addition to interesting presentations the participants got to familiarise themselves with the result of research done at Micronova in an exhibition of applications. Researchers showed e.g. LED-illumination, carbon dioxide sensors, terahertz imaging, a model plane spectrometer showing the state of the environment, solar cells, printable batteries, a MEMS microphone that monitors condition.

 

 

Presentations at the seminar:

Future trends in energy production
Energiantuotannon tulevaisuuden trendit
Toimialajohtaja Kari Larjava, VTT

Durable energy solutions of the future
Tulevaisuuden kestävät energiaratkaisut
Professori Peter Lund, TKK

Applications for environment measurements
Sovelluksia ympäristömittauksiin
Teknologiajohtaja Ari Meskanen, Vaisala Oyj

Solutions offered by Micronova
Micronovan tarjoamat ratkaisut
Asiakasjohtaja Ilkka Suni, VTT

---

Diagnostics seminar - Intelligent Integration of Diagnostic Platforms 8.6.2009

The Intelligent Integration of Diagnostic Platforms –seminar held in June at Micronova gathered Finnish diagnostics companies to Micronova. The aim of the Diagnostics seminar was to let companies in the field know about the solutions and expertise that VTT and TKK have to offer and to produce new joint operations especially related to Health and well-being - Strategic Centres boost innovations. The function held together with Culminatum Innovation Nano and HealthBio Center had over 70 participants. The participants thought the carefully defined subject matter was important and the function did reach its objective well.

After the general part the representatives of the diagnostics company and researchers from VTT and TKK split into workgroups: materials, fluidistics, optical observation, and other observation technologies. Taking part in the closing debate were Juhani Luotola, Orion Diagnostica (on the left), Ari Kukkonen, Thermo Fisher Scientific, Chas Andre, Finnzymes and Kirsi Tappura VTT. Chairman for the panel was Jouko Haapalahti, from Orion Diagnostica Oy.

Additional information:

Päivi Heimala, VTT
Paivi.Heimala@vtt.fi

Sami Franssila, TKK
Sami.Franssila@tkk.fi

Teija Laitinen, Culminatum Innovation
teija.laitinen@culminatum.fi

---

Otaniemi Innovation Lunchlet OIL - current scientific presentation and pizza

Over 30.000 researchers, students and business representatives gather at Otaniemi technology campus daily, but they may not meet each other spontaneously.

Otaniemi Innovation Lunchlet – OIL got started in December 2008 when Kimmo Kalliola from Nokia and Arttu Luukkanen from VTT at Micronova noticed that there weren't really any opportunities for informal and regular meetings between researchers, students and other operatives and functionaries at Otaniemi. The creators of the idea have invited interesting guests to the monthly Otaniemi Innovation Lunchlet. Because it is held at lunchtime, pizza is also served at the function, sponsored by Nokia and VTT.

During 2009 there were nine presentations all together:

• Vladimir Ermolov, Nokia Research Center: "Low cost electronics based on carbon nanotubes"
• Hannu Kurki-Suonio, University of Helsinki: "Planck satellite and the origin of the universe"
• Juha Salmivaara, Vaisala Oyj: ”Vaisala Weather Radar Technology”
• Dr. Carl Wijting, Nokia Research Center, Helsinki: "Cognitive Radio, the Radio Technology of the Future?"
• Prof. Werner Wiesbeck, Inst. Hochfrequenztechnik und Elektronik, Universitaet Karlsruhe: "UWB Antennas and Channel Characteristics"
• Harri Kopola, Director, Research Professor, VTT: “'Printed Intelligence and Electronics”
• Dr. Petteri Alinikula, Laboratory Director, Nokia Research Center, Helsinki: ”Innovating Openly in Wireless"
• Prof. Sergei Tretyakov, TKK: “Electromagnetic cloaking and invisibility”
• President Tuula Teeri, Aalto University:  “Aalto University Transformation Story”

Information about the event spread quickly and at the end of the year there were over a 100 participants. The event is held on alternate months at Micronva and Netcafe in Valotalo (Light house).

Otaniemi Innovation Lunchlet – OIL is an event jointly sponsored and organised by Nokia, VTT and TKK, the aim of which is to enable the creation of contacts on the Otaniemi Campus. If you would like an invitation to OIL, email: aila.blomberg@tkk.fi

Spring 2010 OIL presentations start in February.

---

The President of Kazakhstan visited Micronova

The President of Kazakhstan, Mr. Nursultan Nazarbajev, visited Micronova on March 25 in connection with his two day visit to Finland. His governmental host was Minister Mauri Pekkarinen and hosts at Micronova were President and CEO Erkki KM Leppävuori, Technology Director Jussi Tuovinen and Director Veli-Matti Airaksinen.

The purpose of the visit to Finland was to find new ideas to boost the economy in Kazakhstan. Minister Pekkarinen gave a presentation on the Finnish Innovation System of which Micronova is a good concrete example, showing how research becomes business and new applications get to the market by spin off and start-up companies. Technology Director Jussi Tuovinen gave a compact information package on activities in Micronova.

 

Mr. Nursultan Nazarbajev was very interested in the new applications on Light Emitting Diodes (LED) - demonstrated by Dr. Sami Suihkonen, Carbon Dioxide Detectors and Terahertz Imaging which were demonstrated to him in Micronova. Especially the terahertz imaging woke his interest. During this demonstration Director Arttu Luukanen from MilliLab informed that a pilot camera will be put on test use in the Helsinki-Vantaa airport next autumn. This camera has been built by VTT researchers in Micronova.

 

People at Micronova welcomed the presidential delegation. The venue was at the heart of Micronova and also all micronovians had the possibility to follow the presentations given to the President.

---

Finnish-Russian Nanotech Partnering event participants visited Micronova

The Finnish-Russian Nanotech Partnering event held by the Ministry of Employment and the Economy gathered both Finnish and Russian nanotechnology companies, representatives of the research sector and other interested in nanotechnology to Dipoli, Espoo last November. The last part of the whole day event was held at Micronova, where the participants got information about the nanoresearch environment at Otaniemi and a tour of Micronova.

The Russian organisators of the event, RUSNANO and Russian Private Equity & Venture Capital Association RVCA arranged the invitations of Russian nanocompanies, researchers and technology policy influential persons. All in all there were about 30 representatives of businesses.

The event was organised in cooperation with TEM, Culminatum Innovation Oy, Nanotechnology center and Micronova.

The representative for the Russian delegation Oleg Ivanov thanked the organisers for an interesting event.

 

Program at Micronova 24.11.2009
16:30  Session IV: Micronova and Otaniemi Nano research facilities

16:30   Welcoming words & introduction to Micronova facilities,  Prof. Markku Sopanen
16:45   VTT Nano research, SVP Anne Ritschkoff, VTT

17:00   Nano House and Nanomicroscopy center, Professor Janne Ruokolainen, TKK

17:15   Reflections by the Russian Delegation, Oleg Ivanov, RUSNANO
17:30   Networking buffé, Micronova posters
19.00   End of the day

The program for the whole even can be found at: http://www.nanobusiness.fi/portal/events/?bid=196
 

 

---

Micronova Communications

Micronova is the leading research centre for micro- and nanotechnology in Finland. It is part of Otaniemi Science Park, which is the largest technology hub in the Nordic countries. Micronova is jointly run by VTT, Technical Research Centre in Finland and Aalto University, School of Science and Technology. About 360 researchers from VTT, TKK and several companies work at Micronova. Most of the R&D work is done in close cooperation with partners at universities, research institutes and companies in and outside Finland. Micronova offers the largest clean room facilities in the Nordic countries. At the end of 2008 Micronova got the status of National Research Infrastructure.

www.micronova.fi

Contact:

Aila Blomberg
Micronova Communications
Tel: + 358 50 541 8829

aila.blomberg@tkk.fi

Micronova
Centre for Micro and Nanotechnology
Aalto University, School of Science and Technology
Visiting address: Tietotie 3, Otaniemi

P.O. Box 13500
FI-00076 Aalto
www.micronova.fi

 

 

Micronovan vuosi 2009

Kerromme kuluvan vuoden tuloksista ja tapahtumista Micronovassa koko vuoden kattavassa uutiskoosteessa.

Micronovan yhteinen puhdastilaorganisaatio Nanofabrication Centre aloittaa toimintansa 1.1.2010

Micronova Nanofabrication Centre on VTT:n ja Aalto-yliopiston teknillisen korkeakoulun yhteinen Micronovan puhdastilapalveluja keskitetysti tarjoava organisaatio, joka aloittaa toimintansa 1.1.2010. Tässä vaiheessa uusi organisaatio perustuu Micronovan yhteistyösopimukseen, ja Nanofabrication Centren henkilökuntaan kuuluukin jäseniä molemmista isäntäorganisaatioista. Puhdastilan käyttäjille, niin yrityksille kuin akateemisille käyttäjillekin, muutos tarjoaa entistä joustavammat mahdollisuudet koko puhdastilan sekä prosessiosaamisen hyödyntämiseen.

Micronova sai vuoden 2008 lopulla kansallisen tutkimusinfrastruktuurin statuksen mikro- ja nanoteknologian valmistuksen alueella. Uusi asema sekä velvoitti että antoi uusia mahdollisuuksia toiminnan kehittämiseen. Puhdastilahenkilöstön tiivis yhteistyö on ensimmäinen askel laajemmassa kehitystyössä. Uusi palveluorganisaatio tarjoaa asiakkailleen laadukkaan ja yhdenmukaisen palvelutarjonnan. Tarjoama käsittää omaehtoista puhdastilassa olevien laitteiden käyttöä tai pienimuotoista prosessointipalvelua.

Yhteistyö mahdollistaa myös toiminnan tehostamista useilla osa-alueilla. Tällaisia ovat esimerkiksi käyttäjäkoulutuksen ja laitehuollon tehostaminen, yhteiset laitehankinnat sekä laitekannan järjestelmällinen kehittäminen tulevaisuuden kansallisena infrastruktuurina mikro- ja nanoteknologian alueella. Nopealla aikataululla tullaan myös luomaan kaikkien asiakkaiden saatavilla olevat varausjärjestelmät.

Nanofabrication Centren toiminnasta vastaavat teknologiapäällikkö Ulrika Gyllenberg VTT:ltä ja johtaja Veli-Matti Airaksinen Aalto-yliopiston teknillisestä korkeakoulusta.
Puhdastilojen markkinoinnista ja uusasiakashankinnasta vastaa pikapuolin nimitettävä koordinaattori.

Yhteystiedot:

Ulrika Gyllenberg
Teknologiapäällikkö, VTT
ulrika.gyllenberg@vtt.fi
Puh. 020 722 6664 tai 040 541 6184

Veli-Matti Airaksinen
Johtaja, Aalto-yliopisto, Teknillinen korkeakoulu
veli-matti.airaksinen@tkk.fi
Puh. (09) 470 26075 tai 050 341 4766

Tutkimustuloksia

TKK:n tutkijat kehittivät uuden nanorakenteiden valmistusmenetelmän

TKK:n tutkijat Micronovassa ovat kehittäneet uuden valmistusmenetelmän nanorakenteiden työstämiseen. Valmistuksessa oivallettiin käyttää uudella tavalla kahden menetelmän yhdistelmää, kohdistettua ionisuihkua (FIB) ja matalan lämpötilan ionietsausta (DRIE). Tämä nopeuttaa merkittävästi valmistusprosessia ja mahdollistaa monimutkaisten kolmiulotteisten rakenteiden valmistamisen.  Koko prosessin läpiviemiseen kuluu viikkojen sijasta vain muutamia tunteja. Valmistusmenetelmän etuna on myös lopputuloksen erittäin korkea laatu ja erinomainen toistettavuus.

Menetelmä perustuu ionisuihkun seostusominaisuuteen. Ionisuihkun gallium-ionit tunkeutuvat näytteen pintakerrokseen ja muodostavat syväetsausta hyvin kestävän etsausmaskin. Koska suihku on hyvin kapea, pienin valmistettavissa oleva kuvio on kooltaan jopa alle 50 nm.

”Piin ja muiden materiaalien nanotyöstömenetelmiä kehitetään erityisesti elektroniikka- ja optiikkasovelluksiin ja kilpailu nopeampien ja laadukkaampien prosessien luomisessa on kovaa. Nyt keksimäämme menetelmää ei vain ollut aiemmin kokeiltu hyvin pienten rakenteiden valmistamisessa”, kertoo oivalluksen tekijä, tutkija Nikolai Chekurov. ”Menetelmämme tulee hyödyttämään erityisesti tutkimuskäyttöön tarkoitettujen pienten komponenttien valmistusta ja prototyyppien rakentamista”, jatkaa Chekurov.

Nikolai Chekurovin väitöstutkimusta ohjaava professori Ilkka Tittonen on tyytyväinen Micronovan nanovalmistuslinjaan, jonka jalokivenä on uusi FIB-laite. ”Ilman Micronovan puhdastilan laitteita emme olisi voineet tätä menetelmää kehittää. Rakenteet ovat virheettömiä, kolmiulotteisia ja täysin ennalta määrättyjä ilman satunnaista vaihtelua”, toteaa Tittonen.

Micronovaan hankittiin loppuvuodesta 2007 FIB-laite (Focused Ion Beam), joka on ainoa tämän luokan laite Suomessa. Laitteen käyttöönotto- ja testausvaiheessa viime kesänä Nikolai Chekurov valmisti nanokokoisen Aalto-maljakon, jonka korkeus oli noin 600 nanometriä ja tilavuus n. 0.1 femtolitraa.

Uusi nanorakenteiden valmistusmenetelmä on syntynyt TKK:n mikro- ja kvanttisysteemeitä sekä mikrovalmistustekniikkaa tutkivien ryhmien poikkitieteellisen yhteistyön tuloksena. Tutkimustulos julkaistiin Nanotechnology-lehden verkkosivuilla tammikuussa 2009 ja helmikuussa painetussa lehdessä, jonka kansikuvaan on valittu uudella Micronovan valmistusmenetelmällä työstettyjä kolmiulotteisia nanorakenteita. http://nanotechweb.org/cws/article/tech/37573
http://ej.iop.org/pdf/nano/vol20/na096-webcover.pdf

 

Nanopilarimetsä. Pilareiden halkaisija on alle 100 nm ja korkeus n. 500

Lisätietoja:
Tutkija Nikolai Chekurov
TKK, Mikro- ja kvanttisysteemit, Micronova
Puh. 09 451 2996
nikolai.chekurov@tkk.fi
Ryhmän sivuille:
http://nano.tkk.fi/en/research_groups/mqs/

---

Väitöstutkimus: vesipisaroiden käyttäytymistä manipuloidaan nanokuvioiduilla piipinnoilla

DI Lauri Sainiemi tutki väitöskirjassaan piin mikro- ja nanokuviointimenetelmiä, joiden sovelluskenttä on hyvin laaja. Mielenkiintoisin yksittäinen esimerkki on uudenlainen nanokuvioitu piipinta, jolla vesipisaroiden käyttäytymistä voidaan kontrolloida lähes vapaasti. Pisaroista voidaan muodostaa halutun muotoisia (ks. kuva 1). Nanokuvioidusta pinnasta voidaan tehdä myös vettä täysin hylkivä, jolloin vesipisara pomppii siinä kuin tennispallo. Pinta mahdollistaa myös vesipisaroiden halkaisemisen pelkkien pintajännitysten avulla. Micronovassa työskentelevä Sainiemi hyödyntää näin valmistettuja pintoja materiaalitutkimuksessa, analytiikassa ja mikrofluidistiikassa.

---

Uusi askel lähemmäs tarkkaa sähkövirran määrittelyä - sulkeutuuko kvanttikolmio SINIS-portin avulla?

Teknillisen korkeakoulun Kylmälaboratorion, MIKES:n ja japanilaisten tutkimuslaitosten, NEC ja RIKEN, yhteistyönä on kehitetty taajuus-sähkövirta -muunnin, jolla voidaan pumpata elektroneja rinnakkain riittävän suuren sähkövirran saavuttamiseksi. Nyt kehitettyyn SINIS-porttiin perustuva mittausmenetelmä mahdollistaa hyvin tarkan mittaustuloksen, ja siten vie myös lähemmäs sähkövirran uutta standardia. Tutkimustulos on julkaistu New Journal of Physics -lehdessä sekä nostettiin Nature Research Highlight -otsikoihin tänään.

Tutkimuksen tieteellisenä haasteena ja tavoitteena on nk. kvanttimetrologiakolmion sulkeminen. Kaksi kolmion komponenteista, Josephson-jännitenormaali ja kvantti Hall -resistanssinormaali ovat jo metrologien käytössä mm. kalibroinneissa. Vielä on tarkistamatta sähkövirran yhtäpitävyys näihin ilmiöihin, millä pyritään todistamaan modernin fysiikan tärkeimmän teorian, kvanttimekaniikan, paikkansapitävyys. Kokeen suorittaminen mahdollistaisi kahden luonnonvakion, elektronin varauksen e ja Planckin vakion h, lukuarvojen kiinnittämisen ja SI-yksikköjärjestelmän uudelleenmäärittelyn sähkösuureiden osalta. Vielä nykyisinkin sähkövirta ja sen yksikkö ampeeri määritellään virtajohtojen välillä vaikuttavan klassisen voiman avulla. Tavoitteena on, että muutaman vuoden päästä myös tämä suure pystytään määrittelemään luonnonvakioiden avulla.

Työssä käytetty SINIS-portti on laite, jossa elektroneja pystytään siirtämään yksitellen johtimesta pienelle saarelle ja sieltä pois toiseen johtimeen. Toistamalla prosessia tunnetulla taajuudella saadaan aikaiseksi hyvin määritelty sähkövirta, jota voitaisiin käyttää ampeerin uutena määritelmänä.

- Pari vuotta sitten esittelimme ensimmäisen nanokokoisen taajuus-sähkövirta -muuntimen, yhden elektronin kääntöportin, jonka mittaustarkkuutta lähdimme parantamaan. Nyt olemme päässeet tutkimuksessamme askeleen eteenpäin, ja pystyneet kehittämään rakenteen, joka mahdollistaa riittävän suuren virran tuottamisen. Kymmenellä rinnakkaisella SINIS-portilla pääsemme jopa yli 100 pA virtaan. Suuri virtataso onkin ratkaiseva riittävän mittaustarkkuuden saavuttamiseksi, kertoo tutkimuksen johtaja, professori Jukka Pekola TKK:n Kylmälaboratoriosta.

SI-yksikköjärjestelmän uusiminen sähkösuureiden osalta mahdollistaisi myös muiden suureiden tarkan määrittelyn. Esimerkiksi yksi kilogramma määritellään edelleen platinasta ja iridiumista valmistetun kappaleen avulla. Sähkösuureiden uudelleenmäärittelyn jälkeen voitaisiin verrata sähkötehoa ja voimaa vastaaviin mekaanisiin suureisiin ja saavuttaa parempi määritelmä myös massalle. Tämän vuoksi virtapumppujen kehityksellä on merkittävä vaikutus myös muiden suureiden tarkkuuden paranemiseen.

Tutkimustulos julkaistiin marraskuun lopussa New Journal of Physics -julkaisussa http://www.iop.org/EJ/article/1367-2630/11/11/113057/njp9_11_113057.pdf ja nostettiin Nature Research Highlight -otsikoihin 9.12.2009 (maksullinen lukuoikeus): http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7274/pdf/462700e.pdf

 

Lisätietoja:

Professori Jukka Pekola
Teknillinen korkeakoulu, Kylmälaboratorio
PICO-ryhmä, Micronova
Puh. (09) 470 24913
etunimi.sukunimi@tkk.fi

Tutkija Ville Maisi
MIKES, Sähköryhmä
etunimi.sukunimi@mikes.fi

---

Kupari syynä aurinkokennojen hyötysuhteen laskuun?

TKK:n tutkijat  Micronovassa ovat lähestyneet piikiekoissa ilmeneviä stabiilisuusongelmia uudesta näkökulmasta ja keskittäneet tutkimuksensa kupariin. Tutkijat ovat havainneet kuparin aiheuttavan voimakasta varauksenkuljettajien elinajan laskua piikiekossa muutaman tunnin valotuksen seurauksena. Ilmiö havaitaan sekä p- että n-tyypin piissä. Czochralski -menetelmällä kasvatetussa piikiekossa läsnäoleva happi voimistaa kuparin vaikutusta.

Kuparilla voi olla myös merkittävä osuus nk. valodegradaatiossa, joka havaitaan tyypillisissä piiaurinkokennoissa. Valodegradaation takia aurinkokennon hyötysuhde laskee valon vaikutuksesta muutamien tuntien aikana, minkä jälkeen se vakiintuu. Hyötysuhteen lasku johtuu varauksenkuljettajien elinajan huonontumisesta ja sitä on perinteisesti minimoitu kiekon happi- ja boorikonsentraatiota optimoimalla. Uutena ratkaisuna TKK:n tutkijat esittävät kuparin poistamisen piikiekoista.

Tutkijat aloittavat Tekesin tuella selvitykset tutkimustuloksen kaupallistamismahdollisuuksista ja heidän tavoitteenaan on lisenssioida tekninen toteutus osaksi valmistajien aurinkokennoprosesseja.

Tutkimustulos julkaistiin Applied Physics Lettersissä lokakuussa 2009.
”Role of copper in light induced minority-carrier lifetime degradation of silicon”, H. Savin, M. Yli-Koski and A. Haarahiltunen:  http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/152111/1

Lisätietoja:

Antti Haarahiltunen, D.Sc. (Tech.)
Helsinki University of Technology
P.O. BOX 13500, FI-00076 Aalto University, FINLAND
Tel. +358 9 471 24987
antti.haarahiltunen@tkk.fi

---

Väitöstutkimus puolijohteiden kerrosrakenteiden parantamisesta

Puolijohteiden uloimmat atomikerrokset järjestyvät aina siten, että pinnan kokonaisenergia saavuttaa minimin. VTT:n tutkija Janne Pakarisen väitöskirjassa puolijohteiden pintojen fysiikkaa tutkittiin höyrystämällä galliumarsenidi- ja indiumfosfidipinnoille vismuttia ja selvitettiin kasvatusparametrien vaikutus pinnan atomirakenteeseen. Tutkimuksessa havaittiin, että tarkoin optimoidulla kasvatuksella voidaan merkittävästi parantaa kerrosrakenteen fysikaalisia ominaisuuksia.

Vuoden 2000 fysiikan Nobelilla palkitut Zhores Alferov ja Herbert Kroemer loivat perustan optoelektroniikan ohutkalvorakenteille jo 1960-luvulla. Heidän työtään hyödynnetään nyt monissa elektroniikan ja optoelektroniikan komponenteissa.

”Ohutkalvoista valmistettuihin heteroliitoksiin perustuvat kvanttikaivot ovat puolijohdelaserin sydän. Usein kuitenkin unohdetaan, että MBE-menetelmä tarjoaa vertaansa vailla olevat mahdollisuudet materiaalitutkijoille myös muilla kuin optoelektroniikan aloilla”, toteaa Janne Pakarinen.

Väitöstyön toisessa osassa todistetaan, että seostamalla beryllium-atomeja komponenttien kvanttikaivoihin tai -pisteisiin, kerrosrakenteet stabiloituvat. ”Löysimme uutta tietoa MBE-kasvatuksessa syntyneistä kidevirheistä. Beryllium passivoi virheet tehokkaasti kasvatuksen jälkeisessä lämpökäsittelyssä.”

Tutkimuksen tulokset on julkaistu kansainvälisissä huipputason tiedelehdissä [J. Pakarinen et al., Applied Physics Letters 93, 052102 (2008), J. Pakarinen et al., Applied Physics Letters 94, 072105 (2009)].

---

Väitöstutkimus ohutkalvotekniikalla toteutettavista langattomassa tiedonsiirrossa käytettävistä suurtaajuuskomponenteista

VTT:n tutkija Tommi Riekkinen tutki väitöstyössään ferro- ja pietsosähköisten monikerroskomponenttien valmistusta langattomaan tiedonsiirtoon.

Langattoman tiedonsiirron piiriratkaisut vaativat pieniä, halpoja ja vähän energiaa kuluttavia suurtaajuuskomponentteja. Kasvavien komponenttivaatimusten toteuttaminen edellyttää uusien innovatiivisten materiaalien ja valmistusteknologioiden kehittämistä ja soveltamista. Ohutkalvotekniikkaa käyttämällä materiaalien ominaisuuksien räätälöinti, komponenttien massavalmistus ja integrointi pieneen tilaan on mahdollista sovelluskohtaisesti.

Tommi Riekkinen perehtyi väitöstutkimuksessaan ohutkalvotekniikalla toteutettavien suurtaajuuspiirien rakennemateriaaleihin, niiden valmistustekniikkaan ja karakterisointiin. Tutkimuksessa kehitettiin pienihäviöisiä ferro- ja pietsosähköisiä ohutkalvokomponentteja radio- ja mikroaaltotaajuussovelluksiin. Lisäksi tutkittiin tantaalipohjaisia materiaaleja ohutkalvokondensaattoreihin ja -vastuksiin.

Väitöstyössä valmistetut korkealaatuiset ohutkalvokomponentit ovat sovellettavissa suurtaajuusalueelle, ja ne edustavat alan tämän hetken viimeisintä tekniikkaa.

Tutkimuksen päätuloksina voidaan pitää ferrosähköisten komponenttien hyvyyslukua 100 yli GHz taajuusalueella, ferrosähköisten ohutkalvojen ominaisuuksien muuttamista substraattibiaksen avulla sekä korkeaa kytkentäkerrointa pietsosähköisissä resonaattoreissa. Lisäksi Riekkinen esittää väitöskirjassa tavan valmistaa pienihäviöisiä ohutkalvorakenteita soveltamalla niin sanottua kerrossiirtotekniikkaa.

---

Suomalaisten kehittämä Planck-luotaimen maailmankaikkeuden salat paljastava radiovastaanotin onnistuneesti avaruuteen

VTT:n ja Teknillisen korkeakoulun TKK:n yhteisen MilliLab:n johdolla kehitetty radiovastaanottimen millimetriaaltotekniikka mahdollistaa myös uusia turvallisuus- ja tietoliikennesovelluksia.

Euroopan avaruusjärjestö ESA:n Planck-luotain ja sen Suomessa kehitetty äärimmäisen herkkä ja erittäin suuritaajuinen radiovastaanotin lähetettiin onnistuneesti avaruuteen tänään 14.5.2009 noin kello16:00 Suomen aikaa. Planck-luotain matkaa nyt vajaan kolmen kuukauden ajan 1,5 miljoonan kilometrin päähän ns. L2-radalle. L2 on paikka, jossa maan ja auringon vetovoimat ovat yhtä suuret ja satelliitti pysyy maan ja auringon suhteen samassa paikassa.

Vastaanottimella mitataan varhaisesta maailmankaikkeudesta peräisin olevaa kosmista taustasäteilyä, josta saadaan tärkeää tietoa maailmankaikkeuden ominaisuuksista, kuten sen iästä, koostumuksesta ja geometriasta. Mittaukset aloitetaan puolen vuoden kuluttua, ja ensimmäisiä tuloksia maailmankaikkeuden synnystä odotetaan 18 kuukauden kuluttua.

Hankkeessa kehitettyä teknologiaa voidaan käyttää myös turvatarkastuksiin ja esimerkiksi kulkuneuvojen havaitsemiseen sumun läpi. Tämän lisäksi tekniikka sopii esimerkiksi tarkkoihin pilvitutkiin ja tulevaisuuden tietoliikennesovelluksiin. Työtä johti VTT:n ja TKK:n yhteinen millimetriaaltotekniikkaa kehittävä ja tutkiva MilliLab. Vastaanottimen rakentamisesta ja testaamisesta vastasi suomalainen yritys DA-Design Oy.

Planck-luotaimessa on 1,5-metrinen radiokaukoputki ja kaksi radiovastaanotinta, joista toinen mittaa matalia ja toinen korkeita taajuuksia. Suomalaiset suunnittelivat ja rakensivat matalataajuisen vastaanottimen vaativimmat osat. Niiden valmistaminen edellytti useita uusia teknisiä ratkaisuja.

”Työn vaativuus takasi sen, että saimme paljon uutta ja arvokasta osaamista, jota voidaan hyödyntää myös muissa sovelluksissa”, toteaa Suomen Planck-hankkeen laitteistojen rakentamisesta vastannut VTT:n teknologiajohtaja Jussi Tuovinen.

Radiosignaali vahvistetaan 500 000 kertaiseksi

Periaatteessa vastaanotin toimii kuin kideradio. Kosmisen taustasäteilyn taajuus on kuitenkin miljoona kertaa suurempi kuin tavallisen radiolähetyksen, ja signaali on hyvin heikko. Siksi lanka-antennin sijasta käytetään lautasantennia eli radiokaukoputkea ja kiteen sijasta diodeja ja vahvistimia, joilla signaali vahvistetaan 500 000 kertaiseksi.

Lisäksi vastaanotin jäähdytetään hyvin matalaan, -253 ºC lämpötilaan. Tällä pienennetään laitteen omaa kohinaa, joka muuten peittäisi heikon taustasäteilysignaalin alleen.

MilliLabin johdolla kehitetyt ja rakennetut Planck:n 70 GHz:n radiovastaanottimet hyödyntävät indiumfosfidi-puolijohdevahvistimia, joiden avulla tarvittava suuri vahvistus saavutetaan erityisesti hyvin matalissa lämpötiloissa. Nämä vahvistimet suunniteltiin myös Suomessa MilliLabin ja DA-Design Oy:n yhteistyönä.

Vastaanottimien suorituskyvyn varmistaminen vaati mittavan testauskampanjan Suomessa, mitä varten MilliLab ja DA-Design Oy rakensivat Planck-satelliitin toimintaolosuhteita vastaavat testauskammiot. Suorituskyvyn ohella vastaanottimien toimintavarmuus varmistettiin testein.

Suomalaiset 70 GHz:n vastaanottimet ovat Planck:n tärkeimpiä laitteistoja, sillä tällä taajuusalueella taustasäteilysignaalin mittaamista hankaloittavat häiriöt ovat pienimmillään.

Suomen Planck-hankkeeseen osallistuvat MilliLabin ja DA-Design Oy:n lisäksi Helsingin ja Turun yliopistot, TKK:n Metsähovin Radiotutkimusasema sekä Fysiikan tutkimuslaitos. Hanketta rahoittavat Tekes, Suomen Akatemia, ESA sekä siihen osallistuvat tutkimustahot.

Kuvia Planck-satelliitista ja vastaanottimesta

Lisätietoa Planck-hankkeesta:

ESA:n Planck-sivut: http://www.esa.int/esaSC/120398_index_0_m.html

MilliLab:n Planck-sivut: http://virtual.vtt.fi/virtual/millilab/pages/Planck_MilliLab.htm

DA-Design Oy:n avaruusteknologiasivut: http://www.da-design.fi/space

Tekes Avaruusinfo: http://www.avaruus.info/index.php?id=190

---

VTT mukaan eurooppalaiseen mikro- ja nanoteknologian kehitysyritykseen - 4-Labs kaupallistaa huippuosaamista

Eurooppalaisten huippututkimuslaitosten muodostama Heterogeneous Technology Alliance, HTA on perustanut yrityksen kaupallistamaan teknologista osaamistaan Euroopassa. 4-Labs keskittyy erityisesti Iso-Britannian, Italian ja Espanjan markkinoille uusia EU-maita unohtamatta. HTA:n jäseniä ovat VTT:n ohella sveitsiläinen CSEM, ranskalainen CEA ja saksalainen Fraunhofer-Gesellschaft.
HTA tavoittelee 4-Labsin avulla entistäkin asiakaslähtöisempää yhteistyötä eurooppalaisen teollisuuden kanssa. Neljän tutkimusorganisaation osaamisen ja palveluiden myyntiyhteistyö merkitsee asiakkaille parhaita saatavilla olevia ratkaisuja yhdeltä tarjoajalta.

4-Labsin päätoimipiste sijaitsee Genevessä, Sveitsissä. Yrityksen johdossa toimii André Perret sveitsiläisestä CSEM-tutkimuskeskuksesta. VTT:n teknologiajohtaja Jussi Tuovinen on yhtiön hallituksen jäsen. Liiketoiminnan kehitysjohtaja on ranskalaisesta CEA/Minatec-tutkimuskeskuksesta lähtöisin oleva David Holden.

Heterogeneous Technology Alliance
HTA:n avulla saavutetaan synergiaetuja ja luodaan kattavia osaamiskokonaisuuksia jäsenorganisaatioidensa tutkijoista sekä tutkimusympäristöistä. Toiminta keskittyy elektroniikan miniatyrisointiin ja systeemi-integraatioon. Nykyisiä jäseniä ovat suomalainen VTT, sveitsiläinen CSEM, ranskalainen CEA ja saksalainen Fraunhofer-Gesellschaft. HTA tarjoaa asiakkailleen laajan valikoiman teknologioita yhden luukun periaatteella. Pelkästään mikro- ja nanoteknologioiden alalla elektroniikan tutkimukseen liittyen HTA:n puitteissa työskentelee 5 000 tutkijaa. HTA:n jäsenorganisaatioiden yhteisessä patenttisalkussa on yli 3000 patenttia ja se on alallaan Euroopan suurin tutkimusyhteisö.

http://www.hta-online.eu
http://www.csem.ch
http://www.leti.fr
http://www.fraunhofer.de
http://www.vtt.fi
http://www.4-labs.com

---

---

Uusia professoreita Micronovaan

VTT:n tutkimusprofessori Arttu Luukanen kehittää millimetriaalloilla toimivia mittausmenetelmiä

FT Arttu Luukanen on nimitetty VTT:n Mikro- ja nanosysteemien tutkimusprofessoriksi 1.7.2009 alkaen viiden vuoden määräajaksi. Toimialana on aistivien ja mukautuvien mikro- ja nanoteknologioiden soveltaminen uusiksi tuoteinnovaatioiksi, painoalueena mikromekaniikan, ohutkalvojen ja nanorakenteiden ja niistä koostuvien alijärjestelmien hyödyntäminen. Tutkimus on jo tuottanut kiinnostavia tuloksia, sillä tutkimusprofessori Arttu Luukasen tutkimustiimi on kehittänyt kuvausjärjestelmän, joka hyödyntää VTT:llä kehitettyjä huippuherkkiä terahertsiantureita.
Terahertsi- ja alimillimetrisäteilyalueen anturit saattavat tuoda tulevaisuudessa aivan uudenlaisia sovelluksia käyttöömme. Tällä hetkellä taajuuskaistan pääasialliset sovellukset löytyvät tähtitieteen puolelta, mutta sen hyödyntäminen maanpäällisissä teknologisissa sovelluksissa on vielä verrattain harvinaista.

Terahertsisäteily tarkoittaa sähkömagneettisen spektrin taajuusaluetta noin 300–3000 GHz välillä, mikä vastaa 1–0,1 mm / 100 mikrometrin aallonpituuksia. Tämä radiotaajuuksien ja infrapunasäteilyn väliin jäävä säteilykaista on teknologisesti vielä varsin kehittymätön, erityisesti kompaktien ja kohtuuhintaisten lähde- ja ilmaisinteknologioiden puuttuessa.

Luukasen tutkimustiimin kehittämät terahertsianturit ovat havainnointikyvyltään maailman huippua. Terahertsialueella kappaleiden spontaanisti lähettämää lämpösäteilyä kuvaava videokamera on ensimmäinen lajiaan maailmassa ja sitä on sovellettu muun muassa kätkettyjen aseiden ja räjähteiden havaitsemiseen etäisyyden päästä. Laite on kehitetty VTT:n, TKK:n, Oxford Instruments Analyticalin, SAAB Microwave Systemsin ja USA:n kansallisen standardi- ja teknologiainstituutin (NIST) yhteistyössä, ja se on eräs lupaavimmista teknologisista sovelluksista.

Turvasovellusten lisäksi terahertsialueen spektroskooppisia antureita voidaan soveltaa myös biotekniikan tutkimuksessa esimerkiksi proteomiikkaan, vasta-ainemittauksiin ja isojen molekyylien reaktioiden tutkimiseen.

Arttu Luukanen on toiminut MilliLabin (Suomen Millimetriaaltolaboratorio) johtajana vuodesta 2005. MilliLab on VTT:n ja Teknillisen korkeakoulun yhteinen instituutti, joka tarjoaa millimetriaaltotekniikan komponenttien, laitteiden ja järjestelmien mittaus-, mallinnus- ja tutkimuspalveluja. MilliLab on myös Euroopan Avaruusjärjestö ESA:n etälaboratorio.

Arttu Luukanen on TKK:n Radiotieteen- ja tekniikan laitoksen dosentti terahertsiteknologiassa vuodesta 2007. Luukanen valmistui filosofian maisteriksi pääaineenaan fysiikka Helsingin yliopistosta ja väitellyt tohtoriksi Jyväskylän yliopistosta vuonna 2003. Hän on työskennellyt tutkijana VTT:llä vuodesta 2003 ja sitä ennen vierailevana tutkijana National Institute of Standards and Technologyssä USA:ssa ja tutkimustehtävissä Metorex International Oy:ssä vuosina 1994–2003.

---

VTT:n uusi tutkimusprofessori Pierangelo Metrangolo yhdistää kemiaa elektroniikkaan ja biotekniikkaan tuoteinnovaatioiden kehittämiseksi

Professori Pierangelo Metrangolo on nimitetty VTT:n molekyylitunnistustekniikan tutkimusprofessoriksi 1.9.2009 lähtien viiden vuoden määräajaksi. Sekä kemian että fysiikan asiantuntijana Metrangolon tehtävänä on viedä eteenpäin tuoteinnovaatioihin tähtääviä, molekyylitunnisustekniikkaa hyödyntäviä tutkimushankkeita. Tutkimusten tavoitteena on mm. kehittää uusia biosensoreita, entistä tehokkaampia lääkkeitä sekä parantaa pakkaus- ja laitemateriaalien ominaisuuksia.

Molekyylitunnistustekniikka liittyy VTT:n tavoitteisiin kehittää materiaaleille älykkäitä, esimerkiksi vettä tai rasvaa hylkiviä pintoja. Älykkäiden pintojen avulla voidaan myös päällystää biopohjaisia materiaaleja, kun halutaan vähentää ympäristöongelmia.

Molekyylitunnistustekniikan professuuri on aivan uusi VTT:llä. Tehtävä lisää entisestään VTT:n biotekniikan ja mikroelektroniikan asiantuntijoiden yhteistyötä. Yhdistämällä molekyylitunnistustekniikkaa muihin teknologioihin luodaan älykkäitä elektronisia laitteita, joita voidaan käyttää tulevaisuudessa esimerkiksi henkilökohtaisen terveyden seurannassa.

Metrangolo on opiskellut kemiaa Milanon yliopistossa ja suorittanut tutkinnon kemiasta Milanon yliopistossa vuonna 1997 sekä tohtorintutkinnon Milanon teknillisessä yliopistossa vuonna 2001, jossa hän työskentelee elektroniikan kemian professorina. Metrangolo on saanut tänä vuonna UIPACin (International Union of Pure Applied Chemistry) nuoren tutkijan palkinnon. Hän on urallaan tutkinut mm. fluoriinipinnoitettujen materiaalien rakenteita ja ominaisuuksia. Metrangolo on yhdessä kollegansa Giuseppe Resnatin kanssa antanut nimen tärkeälle kemian sidokselle: halogeenisidokselle (Halogen Bond), joka yhdistää molekyylit ja entsyymit toisiinsa. Mahdollisuuksia hyödyntää molekyylisidosta lääketutkimuksissa ei vielä tunneta.

Pierangelo Metrangolo pyrkii edistämään VTT:n ja Milanon teknillisen yliopiston välistä tutkijan- ja opiskelijanvaihtoa sekä viemään molempien intresseissä olevia tutkimushankkeita EU:n tutkimusohjelmiin.

Micronovan seminaarit ja tärkeimmät tapahtumat

Mikro- ja nanoteknologian ratkaisut energiatehokkuuden lisäämisessä ja ympäristön havainnoinnissa 12.5.2009

Micronovan vuoden pääseminaari "Mikro- ja nanoteknologian ratkaisut energiatehokkuuden lisäämisessä ja ympäristön havainnoinnissa " toukokuussa kokosi runasaat 100 kuulijaa Micronvoaan. Mielenkiintoisten esitysten lisäksi osallistujat saivat tutustua Micronovassa tehdyn tutkimuksen tuloksiin sovelluksia esittelevässä näyttelyssä. Tutkijat esittelivät mm. LED-valaisua, hiilidioksidiantureita, terahertsikuvantamista, ympäristön tilaa kuvaavan lennokkispektrometrin, aurinkokennoja, painettavia paristoja, kunnon valvontaa hoitavan MEMS-mikrofonin.

 

 

Seminaarin esitykset alla:

Energiantuotannon tulevaisuuden trendit
Toimialajohtaja Kari Larjava, VTT

Tulevaisuuden kestävät energiaratkaisut
Professori Peter Lund, TKK

Sovelluksia ympäristömittauksiin
Teknologiajohtaja Ari Meskanen, Vaisala Oyj

Micronovan tarjoamat ratkaisut
Asiakasjohtaja Ilkka Suni, VTT

---

Diagnostiikka-seminaari - Intelligent Integration of Diagnostic Platforms 8.6.2009

Kesäkuussa Micronovassa järjestetty Intelligent Integration of Diagnostic Platforms –seminaari kokosi suomalaisia diagnostiikkayrityksiä Micronovaan. Diagnostiikka-seminaarin tarkoituksena oli kertoa VTT:n ja TKK:n tarjoamista ratkaisuista ja osaamisesta alan yrityksille ja synnyttää uusia yhteisiä hankkeita erityisesti Terveys ja hyvinvointi SHOK:iin liittyen. Yhdessä Culminatum Innovationin Nano and HealthBio –keskuksen kanssa järjestetyssä tilaisuudessa oli runsaat 70 osallistujaa. Osallistujat pitivät tarkasti rajattua aihealuetta tärkeänä ja tilaisuus saavuttikin tavoitteensa hyvin.

Yleisen osuuden jälkeen diagnostiikka-yritysen edustajat sekä VTT:n ja TKK:n tutkijat jakaantuivat työryhmiin: materiaalit, fluidistiikka, optinen havainnointi ja muut havainnointiteknologiat. Loppukeskuselun paneeliin osallistuivat Juhani Luotola, Orion Diagnostica (vasemmalla), Ari Kukkonen, Thermo Fisher Scientific, Chas Andre, Finnzymes ja Kirsi Tappura VTT. Paneelin puheenjohtajana toimi Jouko Haapalahti, Orion Diagnostica Oy:stä.

Lisätietoja:

Päivi Heimala, VTT
Paivi.Heimala@vtt.fi

Sami Franssila, TKK
Sami.Franssila@tkk.fi

Teija Laitinen, Culminatum Innovation
teija.laitinen@culminatum.fi

---

Otaniemi Innovation Lunchlet OIL - ajankohtainen tieteellinen esitys ja pizzaa

Otaniemen teknologiakampukselle kokoontuu runsaat 30.000 tutkijaa, opiskelijaa ja yritysten edustajaa päivittäin, mutta he eivät ehkä kohtaa toisiaan riittävän spontaanisti.

Otaniemi Innovation Lunchlet – OIL  sai alkunsa vuoden 2008 joulukuussa, kun Kimmo Kalliola Nokialta ja Arttu Luukanen VTT:ltä Micronovasta totesivat, että Otaniemessä ei ollut juurikaan mahdollisuuksia epämuodollisiin ja säännöllisiin tutkijoiden, opiskelijoiden ja muiden Otaniemen toimijoiden kohtaamisille. Tilaisuuden ideoijat ovat kutsuneet kiinnostavia esiintyjiä kerran kuukaudessa järjestettävään Otaniemi Innovation Luncletiin. Koska kyseessä on lounasaikaan sijoittuvat tapaaminen, tilaisuudessa tarjoillaan myös pizzaa, jonka tarjoavat Nokia ja VTT.

Vuoden 2009 aikana oli yhteensä yhdeksän esitystä:

• Vladimir Ermolov, Nokia Research Center: "Low cost electronics based on carbon nanotubes"
• Hannu Kurki-Suonio, University of Helsinki: "Planck satellite and the origin of the universe"
• Juha Salmivaara, Vaisala Oyj: ”Vaisala Weather Radar Technology”
• Dr. Carl Wijting, Nokia Research Center, Helsinki: "Cognitive Radio, the Radio Technology of the Future?"
• Prof. Werner Wiesbeck, Inst. Hochfrequenztechnik und Elektronik, Universitaet Karlsruhe: "UWB Antennas and Channel Characteristics"
• Harri Kopola, Director, Research Professor, VTT: “'Printed Intelligence and Electronics”
• Dr. Petteri Alinikula, Laboratory Director, Nokia Research Center, Helsinki: ”Innovating Openly in Wireless"
• Prof. Sergei Tretyakov, TKK: “Electromagnetic cloaking and invisibility”
• President Tuula Teeri, Aalto University:  “Aalto University Transformation Story”

Tieto tapahtumasta on levinnyt nopeasti ja loppuvuodesta osallistujia oli jo runsaat 100. Tilaisuudet pidetään vuorokuukausina Micronovassa ja Valotalon Netcafessa.

Otaniemi Innovation Lunchlet – OIL on Nokian, VTT:n ja TKK:n yhteisesti sponsoroima ja organisoima tapahtuma, jonka tarkoitus on mahdollistaa yhteyksien luominen Otaniemen kampuksen toimijoille. Mikäli haluat saada kutsun OIL:iin, lähetä s-postia aila.blomberg@tkk.fi

Kevään 2010 OIL-esitykset alkavat helmikuussa.

---

Kazakstanin presidentti Nursultan Nazarbajev vieraili Micronovassa 25.3.2009

Kazakstanin presidentti Nursultan Nazarbajev vieraili Micronovassa maaliskuisen Suomen valtiovierailunsa aikana. Hänen isäntänään oli työ- ja elinkeinoministeri Mauri Pekkarinen. Micronovassa hänet ottivat vastaan VTT:n pääjohtaja Erkki KM Leppävuori ja teknologiajohtaja Jussi Tuovinen sekä johtaja Veli-Matti Airaksinen TKK:lta.

Suomen vierailun tarkoituksena oli löytää uusia teknologiaan pohjaavia ideoita Kazakstanin talouden kasvun vauhdittamiseksi. Ministeri Pekkarinen esitteli vieraille Suomen mainettakin saaneen innovaatiojärjestelmän. Micronova on erinomainen esimerkki hyvin toimivasta innovaatioketjusta: kansallisella rahoituksella tutkimuksesta syntyy liiketoimintaa ja spin off –yritysten toimesta uudet sovellukset tavoittavat kansainväliset markkinat.

 

Presidentti Nazarbajev oli hyvin kiinnostunut Micronovassa kehitetystä LED-teknologiasta, jota hänelle esitteli TkT Sami Suihkonen. Presidentti vieraili myös terahertsi-laboratoriossa, jossa MilliLabin johtaja Arttu Luukanen esitteli viimeisiä tutkimustuloksia terahertsikuvantamisesta. Arttu Luukanen kertoi, että Helsinki-Vantaan lentoasemalla tullaan tulevan syksyn aikana ottamaan testikäyttöön terahertsiteknologiaan perustuva kamera.  Kameran ovat valmistaneet Micronovassa toimivat VTT:n tutkijat. Presidentti oli erityisen kiinnostunut turvallisuutta lisäävästä kamera-innovaatiosta.

 

Micronovalaiset toivottivat presidentti Nursultan Nasarbajevin sekä hänen delegaationsa tervetulleeksi. Tilaisuuden tapahtumapaikkana oli Micronovan sydämessä sijaitseva luentotila, joten kaikilla Micronovassa työskentelevillä oli myös mahdollisuus seurata presidentin vierailun tapahtumia.

---

Finnish-Russian Nanotech Partnering –tilaisuuden osallistujat vierailivat Micronovassa

Työ- ja elinkeinoministeriön Finnish-Russian Nanotech Partnering –tilaisuus kokosi sekä suomalaisia että venäläisiä nanoteknologiayrityksiä, tutkimussektorin edustajia ja muita nanoteknologiasta kiinnostuneita tahoja Espoon Dipoliin viime marraskuussa. Koko päivän kestäneen tilaisuuden viimeinen osuus pidettiin Micronovassa, jossa osallistujat saivat tietoa Otaniemen nanotutkimusympäristöistä sekä pääsivät tutustumiskierrokselle Micronovaan.

Tilaisuuden venäläiset organisaattorit RUSNANO sekä Russian Private Equity & Venture Capital Association RVCA huolehtivat venäläisten nanoyritysten, tutkijoiden, investoreiden sekä teknologiapolitiikan vaikuttajien kutsumisesta. Kaikkiaan yritysedustajia oli noin 30.

Tilaisuuden järjestivät yhteistyössä TEM, Culminatum Innovation Oy:n Nanoteknologiakeskus sekä Micronova.

Venäläisen delegaation edustaja Oleg Ivanov kiitti järjestäjiä kiinnostavasta tilaisuudesta.

 

Ohjelma Micronovassa 24.11.2009:
16:30  Session IV: Micronova and Otaniemi Nano research facilities

16:30   Welcoming words & introduction to Micronova facilities,  Prof. Markku Sopanen
16:45   VTT Nano research, SVP Anne Ritschkoff, VTT

17:00   Nano House and Nanomicroscopy center, Professor Janne Ruokolainen, TKK

17:15   Reflections by the Russian Delegation, Oleg Ivanov, RUSNANO
17:30   Networking buffé, Micronova posters
19.00   End of the day

Koko tilaisuuden ohjelma löytyy: http://www.nanobusiness.fi/portal/events/?bid=196
 

 

---

Micronova Communications

Micronova on Suomen johtava mikro- ja nanoteknologian tutkimuskeskus, joka sijaitsee Pohjoismaiden suurimmalla teknologiakampuksella Otaniemessä. Micronovassa yhdistyvät sekä VTT:n että TKK:n tutkimusosaaminen ja siellä työskentelee 360 tutkijaa VTT:ltä ja TKK:sta ja useista yrityksistä. TKK:n henkilökuntaa Micronovassa on noin 100. Mikro- ja nanovalmistustekniikan edellyttämät puhdastilat ovat Pohjoismaiden suurimmat. Vuoden 2008 lopussa Micronova sai kansallisen tutkimusinfrastruktuurin aseman.

 

Yhteystiedot:

Aila Blomberg
Micronova Communications
Tel: + 358 50 541 8829

aila.blomberg@tkk.fi

Micronova
Centre for Micro and Nanotechnology
Aalto University, School of Science and Technology
Visiting address: Tietotie 3, Otaniemi

P.O. Box 13500
FI-00076 Aalto
www.micronova.fi