Headlines

• The table of contents
• will be automatically generated!

Micronova´s research areas are strategically important to TKK

On interview Professor Outi Krause, Vice Chair of Micronova Board, Vice Rector of TKK

TKK has in its strategy for 2007-2015 decided, to support new research openings in addition to the nationally important research areas, Nanotechnology research has been chosen as  the first research opening of this strategic period, and will be especially supported.

- Micronova, the joint research environment for TKK and VTT, has been an important enterprise for TKK since its foundation. Now that micro and nanotechnology has become a special research area in TKK, Micronova´s importance to TKK is emphasized even more, says Outi Krause, Vice Chair of Micronova Board of Directors.

- TKK has however limited resources to support certain research areas. For example in situations where we have to prioritize projects, we of course act according to our strategy. This means for example FiDiPro applications. Also the Ministry of Education has paid regard to TKK`s research on nano area and we have received 4.5 Million Euro to strengthen our nano research for the years 2007-09. In our scale this can be regarded as a significant input, although in global scale it is very little, says Outi Krause about allocating resources.

On the basis of their co-operation agreement VTT and TKK have been collaborating in Micronova for nearly four years with excellent results. In autumn 2006 a Board of Directors was nominated to Micronova to further strengthen the collaboration. In addition to VTT and TKK representatives, the Board has also two outside members to bring their expertise to this work. They are Dr. Bob Iannucci,  Diector of Nokia Research Center and Heikki Kuisma, Vice President, Research of VTI Technologies. The strategy work will be completed by summer and will be launched in autumn. The term of the present Micronova Board is three years.

- The most important object is to find the operation mode that benefits the core expertise of both partners. For TKK it is important to educate talented experts in their own fields and to do quality basic research. In some areas TKK and VTT may have overlapping interests, but all issues have to be taken in open discussion, so that confidential dialogue can be maintained and developed, says Krause
The main strength of Micronova is the wide-range operational environment, which ranges from education to basic research and from applied research to research and fabrication services and even to small scale fabrication.

- A  research environment like Micronova gives added value to the whole Otaniemi area, says Vice Chair of Micronova Board Outi Krause

Collaboration between research group leaders is flexible and joint ventures are the main and also the most fruitful way of the co-operation. The latest joint research project “Photonic Integrated Circuits by Heterogeneous Integration”led by Professor Seppo Honkanen (FiDiPro) and financed by Tekes, was launched in the beginning of this year. In this venture collaboration has started well and as a concrete outcome VTT´s already established photonics laboratory will in the future serve both TKK and VTT researchers. The fruits of the collaboration were set in the same basket: TKK applied for the funding for the FiDiPro Professorship and the project exploits VTT´s photonics laboratory facilities.
All equipment and instruments bought during the venture will be located in this joint laboratory. Even sometimes problematic passage rights to the VTT facilities were successfully arranged to Photonics Group researchers. Even so, there is a need to generate more such joint ventures.
One object of the ongoing strategy work is to promote the Micronova brand and make it internationally known. Micronova is a unique environment for collaboration in Finland and also worldwide, while it is not so common for two organizations to unite their resources in a specific technology area

- It is of great interest to be involved in Micronova’s activities as a member of the Board. I am convinced that VTT and TKK will create more new innovations in the field of micro and nanotechnology together than what organizations could achieve alone, Outi Krause points out.

 

Nokia and TKK started research collaboration in nanotechnology

Nokia and TKK announced in the end of March, that they will work together on a key strategic collaboration in nanotechnology research. The approach to this collaboration is based on open innovation and part of Nokia’s researchers will be placed in Micronova

The cooperation will comprise of many member laboratories of the Center for New Materials, TKK; The Laboratory of Physics, The Low Temperature Laboratory and The Laboratory of Micro and Nanosciences, that is located in Micronova. The common research areas include functional and carbon-based nanomaterials, new methods in data processing and data storage, and wireless and intelligent devices.

The researchers from Nokia Research Center will be a part of the research community in Micronova,that comprises of around 100 researchers from TKK. In the beginning approximately 30 researchers from both organizations will be participating in the projects. The cooperation will be based on the principle of open innovation, i.e. on the base of open bilateral exchange of information. Through this, it is possible to achieve a unique commitment and enthusiasm to the research. As the researchers come from organizations based on different working principles, the cooperation will produce new ways to approach things and through that, new innovations.

" Nokia is committed to promote technology research in Finland, and TKK houses a lot of knowledge that can be applied in nanoresearch. The goal of the cooperation is to promote leading edge research and produce world-class publications. The open cooperation with the university benefits the research of both parties", says the head of nanotechnology research, director Tapani Ryhänen from Nokia Research Center.

“The open cooperation with the leading research institutions is essential to the strategy of Nokia Research Center as it allows us to maintain a broad base in our research”, says the director of Nokia Research Center, Bob Iannucci, who is also a member of Micronova’s board of directors.

During the spring, Nokia has announced the beginning of cooperation with e.g. The University of Cambridge and Tampere University of Technology, TTY. Nokia has already joint projects with for example Stanford University and Massachusetts Institute of Technology, MIT, in the USA. The Finnish universities are in tough company.

The cooperation between the companies and universities has been quite challenging in Finland before, but now ”The third mission of the universities” has been written into the law and this has changed the way of thinking and given the mandate to develop cooperation.

“Also Nokia’s way of working with the universities has changed. Instead of buying research we do close collaboration and participate in the actual research with the universities”, adds Tapani Ryhänen.

“Collaboration with Nokia is an important opening to TKK and we will do our best in Micronova to prove that this new operations model and the outcomes of this collaboration will be successful”, says Director Veli-Matti Airaksinen from TKK´s Micro and Nanofabrication Centre.

The Nanosystems –collaboration is partially funded by the FinNano-program by Tekes.

 

Additional information

Director Tapani Ryhänen
Nokia Research Center
Nano Sciences System Research Center
tapani.ryhanen@nokia.com

Drector Veli-Matti Airaksinen
Micro and nanofabrication Centre, MINFAB, TKK
Micronova

Mobile: +358 50 341 4766
veli-matti.airaksinen@tkk.fi

What was the message of our
Small Success Stories to Large Markets Seminar
on April 16, 2007

 

Finland will succeed by changing

More funding and teaching resources for the universities

Demand driven innovations

Maintaining top expertise

 

 

The seminar was held in Finnish, but most of the power point presentations are available in English. The presentations will be found:

 

http://www.micronova.fi/news/events/seminar_20070416.html

 

New long-range RFID technology from VTT for Chinese road tolls

VTT Technical Research Centre of Finland is developing a traffic and road toll monitoring system based on long-range RFID remote identification technology in China. The new system could become the foundation for nation-wide traffic and road toll monitoring. The new technology will be soon deployed in a city with a population of 7 million. Readers will be installed on each of the city's bridges during this year. The goal is to eventually expand the RFID reading system to cover the entire city and use it for traffic control purposes. Nation-wide adoption of the system would require millions of readers and hundreds of millions of RFID tags.  

In Western countries, road tolls utilise either active long-range tags or a GPS-based positioning system. However, passive long reading range UHF RFID enables extremely low-cost technology for road tolls or other traffic applications. It is easier to first commercialise new long-range RFID technology in China before introducing it in the West, since compared with European countries, China has a much more open infrastructure.

Logistics applications in the future

VTT will deploy its long-range RFID technology solutions in China through FennoID, a Finnish company established for this very purpose. FennoID is a shareholder in ReadTech, a recently established Chinese company which markets the systems in China and invests in mass production of RFID tags. The company will supply a city with one million RFID tags, with deliveries scheduled to begin before the end of the year. In the first phase, some 100 readers for the road traffic application will be installed on the city's bridges. In the future, the company will also supply RFID tags and systems to the huge and ever-growing Chinese transport and logistics market. The first non-transport applications are designed for personal identification and logistics solutions for the automotive industry.

Preventing counterfeiting of products

Low-cost RFID technology offers vast application opportunities, and it is continuously expanding to new fields. RFID technology can also reduce and even prevent counterfeiting of products – drugs, for example – which is a common problem in Asia.

Heikki Seppä, Research Professor at VTT, believes it will not take long before tagging technology is used in electronic driving licences and to identify cars – at least in China. Potential RFID applications include parking and speed monitoring systems, road tolls, border clearance and theft prevention. In traffic control RFID identification can be used to clear the way for ambulances and fire engines. The police and the insurance sector have already expressed an interest in the advantages offered by RFID technology. RFID tag technology was originally developed mainly for logistics purposes. According to Seppä, it is essential that the technology is also utilized in transport and payment applications. Thanks to large volumes, the cost of both RFID tags and readers can be brought down to very low levels.

VTT has been actively developing RFID technology for more than ten years and made significant advances in the field globally. For example, the integrated circuit and antenna used in the RFID tag now introduced in China are based on innovations made at VTT. VTT holds several patents related to tagging technology and remote identification.

Additional information

Heikki Seppä
Research Professor
+358 20 722 6419

 

New method enables mass manufacture of compact high-accuracy electronic compasses

Suitable applications include mobile phones, wrist computers and GPS navigation solutions

VTT has developed MEMS magnetometers that can be used in applications such as sensitive electronic compasses integrated in mobile phones or other portable devices

VTT has developed MEMS magnetometers that can be used in applications such as sensitive electronic compasses integrated in mobile phones or other portable devices.

Integrated in a mobile phone, this compass can be used to aid in locating the nearest ATM, pharmacy or doctor's clinic, for example. In GPS navigator solutions, the compass supports the operation of other devices, for example in cases where the satellite connection fails as a result of buildings or trees. It can also provide directional information when the user is motionless.

For manufacturing magnetometers, VTT has developed a new processing method for silicon wafers. This enables the production of the sensors used for an electronic compass on one silicon  instead of several s. This means that the size of the compass can be considerably smaller (thinner) and the manufacturing costs for mass production can be lowered. Thanks to the reduced need for calibration, the compass is also more reliable than the existing electronic compasses. One of the benefits for the customer is that, owing to the reduced power consumption, the battery life of a wrist computer or a mobile phone, for example, is considerably longer when using the compass. Commercial manufacturing of the component is expected to begin in a few years’ time.

The research was funded by Tekes, and the cooperative partners included VTI Technologies Oy, Suunto Oy and Okmetic Oyj.

The research will continue in a new project, focusing on streamlining the manufacturing process and making the sensors more compact.

Additional information:

Hannu Kattelus
Research Professor
+358 20 722 6319

Precise and low-cost submicron fabrication technique for manufacturing human spare parts

VTT Technical Research Centre of Finland, Tampere University of Technology and Nanofoot Finland Oy have developed a direct-write three-dimensional forming method of biomaterials. The methodology enables fabrication of nano and micrometer scale structures that can be used as parts of tissue engineering scaffolds. The project is funded by the BioneXt Tampere Research Programme

The new process is based on the use of visible light, ultra short pulse laser. When focused inside photopolymerizable material the radiation causes a reaction, where two photons are absorbed simultaneously, thus leading to the polymerization of the material. One of the advantages of this so called two-photon polymerization process is that the fabrication occurs below the surface of liquid material, and the polymerization is confined only to the point of focus whose diameter can be much less than 1 micrometer. The conventional ultraviolet light induced polymerization causes hardening of the material along the entire path of the UV-beam, thus making it impossible to form very small three dimensional features. The two photon polymerization process requires no utilization of special photolithographic masks since the structure is formed directly inside the liquid volume.

High accuracy biomaterial structures need to be used as tissue engineering scaffolds or cell culture platforms where the fine features have to follow the dimensions of the cultured cells. So far the smallest features achieved in this project have been about 700 nanometers wide. As a reference one can compare it to the epithelial cells, which have a diameter of 11000 - 12000 nm or viruses that range in size between 10 - 100 nm. The fabricated structures can be made of biodegradable materials and thus are biocompatible. The process can also be utilized in manufacturing structures for other applications, e.g. optical waveguides, photonic crystals, and microfluidic channels.

Another advantage of this process is the possibility to utilize an inexpensive, low-power laser. Other research groups have typically used very expensive femtosecond titanium-sapphire pulse lasers. A much cheaper laser that produces longer, picoseconds width pulses has been used in the project. As far as is known there is only one research group in the USA, that has previously succeeded in polymerizing biomaterials with a similar system.

The project has been accomplished as an interdisciplinary collaboration. Research Scientist Sanna Peltola from the Institute of Biomaterials, Tampere University of Technology has been responsible of the development of materials, and the research group of Research Professor Jouko Viitanen from VTT has developed the laser system. The stem cell culturing requirements have been specified by the researchers of the Tampere University. Nanofoot Finland Oy is commercializing the new process. The company offers versatile services in the area of laser machining.

Additional information:

Tampere University of Technology, Professor Minna Kellomäki, tel. +358 40 706 6312
VTT, Research Professor Jouko Viitanen, tel +358 20 722 3639
Nanofoot Finland Oy, Director Olli Saarniaho, tel. +358 6 315 8900

 

Unpolarized beam of light becomes locally completely polarized in focal region

Unintuitive results by TKK’s researchers were published
in Nature Photonics on April 2, 2007.

The polarization properties of light have attracted the interest of scientists for more than three centuries and they are still a topic of intense research. In particular, recent ad­vances in nano-optics have made the polarization of three-dimensional (3D) fields a re­search area of importance. Such fields display a multitude of features that pertain to the vectorial character of the electromagnetic field. Research on the polarization properties of 3D fields has so far mainly concentrated on fully polarized light, while partially pola­rized fields have been less investigated, in particular experimentally.

In a theoretical study of high-numerical-aperture (NA) focusing of partially polarized light it was recently shown that an unpolarized beam of light becomes locally completely polarized in the focal region [1]. This result can be understood by considering the correlations that exist between the three electric field components, which are linear combinations of the two orthogonal, uncorrelated components of the incident field. At some points, all three electric-field components are proportional to the same combination of the two incident-field components and thus mutually fully correlated. The field then is fully polarized.

Figure. The measured degree of polarization of the light scattered by a single nanoparticle as a function of its position in the focal plane of a mi­croscope objective. The incident field is unpola­rized. The inset shows the theoretical prediction for the measured signal. The scale bar is 100 nm. At the center of the focus the detectors are saturated due to the high intensity and far away from the focus the intensity is too low to provide information about the polarization distribution. Hence, these areas are left out from the data.

Now scientists in Helsinki University of Technology, Laboratory of Optics and Molecular Materials and at KTH, Sweden have developed a method to experimentally study the polarization statistics of optical fields with sub-wavelength resolution and applied this technique to observe unpolarized light become polarized in high-NA focusing [2] (see also [3]). The experiments are based on probing the optical field with a nanoscopic gold sphere. By scanning an 80 nm diameter gold nano­particle in the tightly focused light and measuring the polarization state of scat­tered light, the polarization properties of the focal field are mapped. The figure shows the measured degree of polarization in the case of unpolarized illumination. As theoretically predicted, a thin ring of fully polarized light around the focal point is ob­served. The results also demonstrate that the polarization state may change consi­derably on a scale much shorter than a wavelength.

The technique can be modified for specific experimental requirements. The results may attract interest to sub-wavelength statistical features of electromagnetic waves, with novel approaches to nano-scale resolution imaging based on optical fields.

 

[1]   K. Lindfors, T. Setälä, M. Kaivola, and A.T. Friberg, JOSA A 22, 561 (2005).
[2]   K. Lindfors, A. Priimägi, T. Setälä, A. Shevchenko, A.T. Friberg, and M. Kaivola,
Nature Photonics 1, 228 (2007).
[3]   N. van Hulst, Nature Photonics 1, 208 (2007).

http://www.nature.com/nphoton/journal/v1/n4/abs/nphoton.2007.30.html

Additional information:
Scientist Klas Lindfors
Laboratory of Optics and Molecular Materials, TKK
Tel. 09 451 5391
klas.lindfors@tkk.fi

 

Wideband Detection of the Third Moment of Shot Noise by a Hysteretic Josephson Junction

Physical Review Letter published research outcome of TKK Low Temperature Laboratory on May 16, 2007

Physical Review Letters published a paper about measuring electrical shot noise, which arises when electricity is conducted trough a mesoscopic tunnel junction. Shot noise is caused by the fact that current consist of single electrons, which to a certain extent randomly pass the junction. For these measurements a superconductive detector directly made on a silicon chip was used, which has the advantage that very high frequency noise can be measured (even up to 100 GHz).

We use a hysteretic Josephson junction as an on- detector of the third moment of shot noise of a tunnel junction. The detectable bandwidth is determined by the plasma frequency of the detector, which is about 50 GHz in the present experiment. The third moment of shot noise results in a measurable change of the switching rate when reversing polarity of the current through the noise source. In this research was analyzed the observed asymmetry assuming adiabatic response of the detector.

This experiment is related to full counting statistics, FCS, research, which is at the moment widely surveyed, and in this work PICO Group succeeded in measuring the third moment of shot noise for the first time at such a high frequency. The third moment of shot noise and FCS deliver information of the charge transport mechanisms in nano-scale conductors.

Physical Review Letter: http://link.aps.org/abstract/PRL/v98/e207001
This newly published article is part of MSc Angfey Timofeev’s (PICO) dissertation.
A. V. Timofeev, M. Meschke, J. T. Peltonen, T. T. Heikkilä, and J. P. Pekola, Phys. Rev. Lett. 98, 207001 (2007)

Additional information:

Professor Jukka Pekola
Low Temperature Laboratory, PICO Group, TKK
Micronova
Tel. +358 9 451 4913
pekola@boojum.hut.fi

Micronova started to develop education in micro and nanotechnology

The project is funded by the Technology Industries of Finland

The main objective of the project is to raise the teaching of new micro and nanotechnologies in Finland to a high international level. This will be done by developing TKK’s teaching courses with more emphasis on laboratory work and practical demonstrations. Teaching will be given in five different fields; basic physics, Master’s courses, graduate studies, international programmes and supplementary education. In addition to this, courses will also be developed in cooperation with top upper secondary schools in the form of presentations and exercises. This will help attracting new talented students to choose advanced technology, such as micro and nanosciences for their study subjects. Micronova’s, expertise, facilities and equipment resources will be used in this development project.

Focus areas are technologies that are important to electronics industry and even more widely to whole technology industry of the future: nanoelectronics, materials and components for electronics, micromechanical systems, photonics, optoelectronics as well as sensors and detectors. The duration of the project is two years and it lasts until the end of 2008.

Additional information:

Professor Harri Lipsanen
Micro and Nanosciences Laboratory, TKK
Micronova
Tel. +358 9 451 3123
harri.lipsanen@tkk.fi

 

On the spotlight – Microfabrication Group

 

Microfluidics as a research field in Finland and also at TKK is very young. First initiatives were presented to fundraisers in 1997 but it was not yet the time for funding them. The year 2000 was the kick off for microfluidics research and since then the research has been vivid. At the moment the Microfabrication Group in Micronova consists of ten scientists lead by Docent Sami Franssila.

 

 

 

 

" Microfluidics research has been done world wide in different forms already since 1960, but in the early days the research focused on nuclear technologies and it had very little, if none, effect on the research of today", tells Docent Sami Franssila. "The era of current microfluidics research started in 1991, when scientist Andreas Manz working for Ciba-Geigy, launched a microchip based on MEMS technology, which encouraged the way to the present microfluidics research", continues Franssila.

Microfabrication Group at TKK researches fluidics chips based on silicon, glass and polymer technologies, applied in medicine, protein and oil analysis. These new microfludic analysis methods save both time and achieve better measurement sensitivity, which in many cases appear automatically in the process of miniaturization. In the future also devices planned for self-care will be based on microfluidics. This means applications like blood sugar testing etc. Also drug tests will become easier and more reliable, thus the tests can be done on the spot and there will not be any need to transport samples to the laboratory.

" Microfluidics research is always cross disciplinary, while it transfers phenomena of physics and chemistry onto a micro chip. Thus collaboration with the University of Helsinki and VTT is very important, and they are also research partners in the two year BioFunc project, says Sami Franssila. Collaboration with Department of Chemistry, Faculty of Pharmacy and Biomedicum goes smoothly because our group has expertise also in chemistry. Biology gives us more challenges"!

Patent on thermal spray chip

Microfabrication Group developed together with the University of Helsinki a miniaturized spray chip for chemical analysis. This chip is very small – like a stamp, but its capacity is much better than that of a micro-oven sized equipment based on preciding technology. The main strengths of the spray chip are that they are small, quick and accurate. This invention was patented in 2003 and discussions of commercialization are going on.

Innovative fabrication techniques of the electro spray chip

In addition to the above mentioned thermal spray chip, micro technology has made also possible to miniaturize another important analytical technique namely electro spraying. TKK’s and University of Helsinki’s collaboration has created a new polymer chip to this application. By using thermal spraying, small molecules like medicines, drugs and environmental poisons can be analyzed. By using electro spraying, big bio molecules like proteins can be analyzed, and it can also be applied  for diagnosing diseases.

For electro spraying, it is very important to fabricate an accurate three-dimensional point. In addition to this, micro technology has also one more benefit, namely it makes it possible to convert all  work stages on the same chip for the analysis.

"Traditionally these chips have been made of silicon. In the chip, developed by us, we use micro fabrication methods similar to silicon, but as a material we use epoxy polymer (SU-8)," tells Santeri Tuomikoski, who recently defend his doctoral thesis on new fabrication techniques. He is at the moment teaching and learning new fabrication techniques and structure solutions based on this chemical micro chips in the Danish Technical University in Lyngby.

" It will take some time before polymer chips find their way to the market, but in the future it is possible to have a small scale analytical device attached to your mobile phone," Tuomikoski points out.

Sami Franssila
The group leader for Microfabricaton Group since 1998, studied physics and chemistry and defended his doctoral thesis in 1995 for Department for Electrical and Communications Engineering. He worked in VTT’s Semiconductor Laboratory and at IMEC in Belgium before accepting his present position at TKK in 1998. He teaches courses in micro and nanotechnology i.e. Microfluidics, BioMEMS and Microsystem techniques. His text book “Introduction to Microfabrication” (John Wiley & Sons) got the TKK’s best text book prize in 2004.

The book is available in English amazon.uk.co and can be ordered directly from Wiley http://www.wiley-vch.de and in Chines from Publishing House of Electronics Industry http://www.phei.com.cn.

Additional information:

Docent Sami Franssila
Micro and Nanosciences Laboratory, TKK
Mikrofabrication Group
Micronova
Tel. +358 9 451 6075
sami.franssila@tkk.fi

 

Companies at Micronova: Picosun Oy

ALD technology was developed in Finland

Picosun Oy started its business in ALD technology in 2003, and it is part of Finnish Stephen Industies Inc Oy.

"Picosun Oy is an expert organization, and nowadays our regular staff is around ten. The company grows moderately and seeks new experts even at the moment," says CEO Juhana Kostamo.

Networking and outsourcing has been Picosun’s strategy since foundation. Affiliating with Stephen Inc Oy brought in addition to practical benefits, such as bookkeeping and flexible financing and fund raising, also important connections to new appliers of ALD technology.

"The right place of location for Picosun was to settle in Micronova, where important contacts and networks are available. We also need clean room facilities in our own research and development work, and in Micronova the clean room facilities are excellent. Also collaboration with VTT and TKK is intensive and therefore it is important to be close to them".

Guality ALD reactors

Picosun Oy manufactures ALD reactors (Atomic Layer Deposition) in Finland. Its technology expertise and good quality of equipment manufacturing and configuration (assembly) guarantees successful performance in competitive thin layer markets. Picosun’s client base is widely international, among others IBM and Max Planck Institute. The University of Helsinki has also an ALD reactor delivered by Picosun.

With Picosun manufactured ALD equipment it is possible to coat complex three-dimensional structures and for example patch defects in thin layers fabricated with other techniques.

" An important success factor for our company is that our experts have a deep knowledge of ALD technology since the ALD technology was in its infancy in 1974. Dr. Tuomo Suntola, the inventor and developer of the ALD technology and Sven Lindfors, the constructor of the first ALD reacror and the CTO of Picosun , are also present members of our expertise group, Juhana Kostamo points pleased out.

At the moment Picosun ALD reactors are used in fabricating components for MEMS technology, nanotechnology and electronics industry. New production applications can be found from the areas of medicine and biotechnology.

"One new and very exciting experiment field is coating viruses with ALD technology. Thus we can exploit already existing nature made designs in nano components", says Juhana Kostamo. Electronic devices will continue to miniaturize, and this means growing importance for ALD technology in the future", continues Kostamo.

Additional information:

Managing Director
Juhana Kostamo
Picosun Oy
www.picosun.com

 

---

Micronova communications:

Aila Blomberg
050 541 8829
aila.blomberg@tkk.fi

 

 

Micronovassa tehtävä tutkimus on TKK:lle strategisesti tärkeää

Haastateltavana Micronovan johtokunnan varapuheenjohtaja, TKK:n vararehtori Outi Krause

TKK on strategiassaan 2007-2015 kansallisesti tärkeiden tutkimusalojen lisäksi päättänyt tukea uusia tutkimusavauksia. Strategiakauden ensimmäiseksi tutkimusavaukseksi on valittu mikro- ja nanoteknologioiden tutkimus, jota tullaan erityisesti tukemaan.

- TKK:n ja VTT:n yhteinen tutkimusympäristö, Micronova, on ollut TKK:lle tärkeä hanke sen perustamisesta saakka. Nyt kun TKK on valinnut mikro- ja nanoteknologian erityiseksi tutkimusalueeksi vuosiksi 2007-09, Micronovan merkitys korostuu entisestään, toteaa Micronovan johtokunnan varapuheenjohtaja Outi Krause. TKK on vahvasti verkottunut tutkimusyhteistyössään, mutta Micronovan kaltaista yhteistä tutkimusympäristöä ei ole muilla tutkimusalueilla, hän jatkaa.

– TKK:n erityistukemismahdollisuudet ovat kuitenkin sangen rajalliset. Esimerkiksi tilanteissa, joissa joudumme priorisoimaan hankkeita, toimimme tietysti strategian mukaisesti. Tällaisia tilanteita ovat mm. FiDiPro- hakemukset. Opetusministeriö on myös huomioinut TKK:n tutkimuksen nanoalueella, ja olemme saaneet vuosiksi 2007-09 4,5 M€ nanotutkimuksen vahvistamiseen. Meidän mittakaavassamme tätä voidaan pitää jo merkittävä panostuksena, vaikka maailmanluokassa se ei taida paljoa merkitä, toteaa Outi Krause resurssien ohjaamisesta.

VTT ja TKK ovat tehneet yhteistyötä Micronovassa lähes neljä vuotta yhteistyösopimuksen ohjaamina hyvällä menestyksellä. Yhteistyön täysimääräiseksi hyödyntämiseksi Micronovalle nimitettiin syksyllä 2006 johtokunta, joka aloitti toimintansa strategiatyön merkeissä. VTT:n ja TKK:n edustajien lisäksi johtokunnassa ovat ulkopuolista näkemystä tuomassa johtaja Bob Iannucci Nokia Research Centeristä sekä teknologiajohtaja Heikki Kuisma VTI Technologies Oy:stä.  Micronovan strategia valmistuu kesään mennessä, ja toden teolla sitä päästään toteuttamaan syyskaudella.  Nyt valitun johtokunnan toimikausi on kolme vuotta.

– Tärkeintä on löytää molempien toimijoiden ydinosaamista hyödyttävä tapa toimia. TKK:lle on tärkeää kouluttaa hyviä alan osaajia ja tehdä laadukasta perustutkimusta. Joillakin tasoilla TKK:n ja VTT:n intressit saattavat olla päällekkäisiä, mutta niistä tulee avoimesti keskustella, jotta luottamuksellinen vuorovaikutus säilyy ja kehittyy, sanoo Krause.

Micronovan vahvuus on sen laaja-alainen toimintaympäristö, joka kattaa toiminnot koulutuksesta ja perustutkimuksesta soveltavaan tutkimukseen ja tutkimus- ja valmistuspalveluihin ja jopa piensarjatuotantoon.

– Micronovan kaltaisen tutkimusympäristön merkitys on koko Otaniemen alueelle suuri,  sanoo Micronovan johtokunnan varapuheenjohtaja Outi Krause.

Tutkimusryhmien vetäjien tasolla yhteistyö Micronovassa sujuu hyvin, ja yhteiset hankkeet ovatkin yhteistyön tärkein ja hedelmällisin taso. Uusin yhteinen tutkimushanke on tämän vuoden alusta alkanut professori Seppo Honkasen (FiDiPro)  vetämä ja Tekesin rahoittama ”Heterogeenisesti integroidut fotoniikkapiirit”. Tässä hankkeessa yhteistyö on lähtenyt hyvin käyntiin ja konkreettisena tuloksena siitä on, että VTT.n jo aiemmin toiminut fotoniikkalaboratorio toimii jatkossa sekä TKK:n että VTT:n tutkijoiden mittalaboratoriona. Yhteistyön hedelmät laitettiin samaan koriin: TKK haki FiDiPro-professuurin ja hankkeessa käytetään VTT:n fotoniikkalaboratorion tiloja.

Hanketta varten hankittavat uudet laitteet tullaan myös sijoittamaan yhteiseen laboratorioon. Joskus hieman ongelmalliset kulkuoikeudet VTT:n puolelle onnistuttiin järjestämään TKK:n fotoniikkaryhmän tutkijoille hyvässä yhteishengessä. Hyvästä esimerkistä huolimatta yhteisiä hankkeita tulisi kuitenkin saada aikaan vielä enemmän.

Meneillään olevissa strategiapohdinnoissa on tavoitteena entisestään nostaa Micronovan tuotenimeä ja tehdä se myös kansainvälisesti tunnetuksi. Micronova on ainutlaatuinen yhteistyöympäristö Suomessa, eikä vastaavanlaisia kahden erillisen organisaation yhteistyöyrityksiä ole maailmallakaan kovin monia. Micronovassa on syntynyt tutkimuslähtöisiä yrityksiä, jotka jatkavat toimintaansa yhteisissä tiloissa.

– On mielenkiintoista osallistua Micronovan toimintaan johtokunnan jäsenen ominaisuudessa. Uskon että VTT ja TKK kykenevät yhdessä synnyttämään mikro- ja nanoteknologian alueella enemmän uusia innovaatioita kuin organisaatiot pystyisivät yksinään saamaan aikaan, toteaa Outi Krause toiveikkaana.

 

Nokia ja TKK aloittivat tutkimusyhteistyön nanoteknologian alueella

Nokia ja TKK kertoivat maaliskuun lopulla strategisen tutkimusyhteistyön aloittamisesta nanoteknologian alueella. Yhteistyöhön lähdetään avoimen innovaation periaatteella ja osa Nokian tutkijoista on jo sijoittunut Micronovaan.

Yhteistyöhön osallistuu useita TKK:n Uusien materiaalien keskuksen jäsenlaboratorioita; Fysiikan laboratorio, Kylmälaboratorio ja Micronovassa sijaitseva Mikro- ja nanotekniikan laboratorio. Yhteisinä tutkimusalueina ovat toiminnalliset ja hiilipohjaiset nanomateriaalit, uudet tietojenkäsittelyn ja tiedon tallennuksen keinot sekä langattomat ja älykkyyttä sisältävät laitteet.

Nokia Research Centerin tutkijat ovat osa Micronovan tutkimusyhteisöä, johon kuuluu  yhteensä on noin 100 tutkijaa TKK:lta. Alkuvaiheessa yhteisiin tutkimusprojekteihin tulee osallistumaan arviolta yhteensä 30 tutkijaa molemmista organisaatioista.  Yhteistyötä tullaan tekemään ns. avoimen innovaation periaatteella eli molemminpuolisella avoimella tiedonvaihdolla. Näin voidaan saavuttaa omaa luokkaansa oleva innostus ja sitoutuminen tutkimustyöhön. Eri toimintakulttuureista olevien tutkijoiden välinen yhteistyö synnyttää uusia tapoja lähestyä asioita, ja sitä kautta myös uusia innovaatioita.

– Nokia on sitoutunut edistämään teknologiatutkimusta Suomessa, ja TKK:lla on runsaasti osaamista, jota voidaan hyödyntää nanokehityksessä. Yhteistyön tavoitteena on viedä huippututkimusta eteenpäin ja tuottaa korkeatasoisia julkaisuja. Avoin yhteistyö yliopiston kanssa hyödyntää sekä omaa että yliopiston tutkimusta, kertoo nanoteknologiatutkimuksen johtaja Tapani Ryhänen Nokia Research Centeristä.

– Avoin yhteistyö johtavien tutkimuslaitosten kanssa on keskeistä Nokia Research Centerin strategialle, koska se auttaa meitä säilyttämään mahdollisimman laajan pohjan tutkimuksessamme, sanoo Nokia Research Centerin johtaja Bob Iannucci, joka on myös syksyllä 2006 toimintansa aloittaneen Micronovan johtokunnan jäsen.

Nokia on kevään aikana uutisoinut yliopistoyhteistyön avauksista mm. Cambridgen yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston kanssa. Ennestään Nokialla on yhteistyöhankkeita muun muassa Stanfordin yliopiston ja MIT:n (Massachusetts Institute of Technology) kanssa USA:ssa. Suomalaiset yliopistot ovat siis kovassa seurassa.

Yritysten ja yliopistojen välinen yhteistyö on ollut aiemmin hieman haasteellista Suomessa, mutta nyt lakiinkin kirjattu yliopistojen kolmas tehtävä on muuttanut ajattelutapaa ja antanut valtuutuksen yhteistyön kehittämiselle.

– Myös Nokian tapa toimia yliopistojen kanssa on muuttunut. Sen sijaan että hankimme tutkimuspalveluja, nyt teemmekin läheistä yhteistyötä ja konkreettista tutkimusta yhdessä yliopistojen tutkijoiden kanssa, summaa Tapani Ryhänen.

– Yhteistyö Nokian kanssa on tärkeä avaus TKK:lle ja omalta osaltamme teemme Micronovassa parhaamme, että tulokset ja toimintamalli osoittautuvat menestyksellisiksi, toteaa TKK:n  Mikro- ja nanoteknologiakeskuksen johtaja Veli-Matti Airaksinen.

Nokian ja TKK:n Nanosystems-yhteistyöhanke saa osarahoituksen Tekesin FinNano-teknologiaohjelman varoista.

Yhteystiedot:

Johtaja Tapani Ryhänen
Nokia Research Center
Nano Sciences System Research Center
tapani.ryhanen@nokia.com

http://research.nokia.com

Johtaja Veli-Matti Airaksinen
Mikro- ja nanoteknologiakeskus, TKK
Micronova
Tel. +358 9 451 6075
Mobile: +358 50 341 4766
veli-matti.airaksinen@tkk.fi

www.micronova.fi

 

Mitä viestittiin?
Pieniä menestystarinoita suurille markkinoille –seminaari 16.4.2007

Suomi menestyy muuttumalla
Lisää varoja ja opetusresursseja korkeakoululle
Asennemuutosta ja laatua yritystoimintaan
Kysyntälähtöiset innovaatiot
Huippuosaamisen ylläpito

Micronovan ja UMK:n 16.4.2007 järjestämä seminaari ”Pieniä menestystarinoita suurille markkinoille” keräsi Micronovaan runsaan sadan henkilön kuulijakunnan. Aamusta illansuuhun kestänyt tilaisuus säilytti kuulijoiden mielenkiinnon loppuun saakka. Alla lyhyet yhteenvedot aamupäivän puhujien esityksistä. Esitykset on myös videoitu.

 

Esko Aho, Sitra
Seminaarin pääpuhuja Sitran yliasiamies Esko Aho totesi puheessaan, että Suomi voi valita kahdesta vaihtoehdosta, joista vain toinen kantaa pitkälle tulevaisuuteen. Voimme tehdä lyhyen tähtäyksen valinnan ja toimia 25 vuotta sitten valitun strategian mukaan. Näin menetellen Suomi pärjäisi seuraavat kymmenen vuotta, mutta mitä sen jälkeen? Menestystarinamme olisi todennäköisesti mennyttä.

Voimme myös valita tulevaisuuden ennakoinnin 10-15 vuoden päähän, ja miettiä miltä silloinen toimintaympäristö tulee näyttämään. Tässä ennakoinnissa tulee ainakin ottaa huomioon väestön ikärakenteen muutokset sekä globaalin toimintaympäristön todennäköisesti suuret muutokset. Tässä mallissa Suomen vahvuus on kuluttajien nopea omaksumiskyky. Voimme siten joustavasti toimia maailman koemarkkina-alueena. Suomi on pankkipalvelun ykkösmaa ja vastaavat markkinat odottavat tulevaisuudessa myös hyvinvointisektorilla. Yhdistämällä vahvan t&k-osaamisemme, informaatioteknologian antamat valmiudet sekä suomalaisten kuluttajien valmiudet ottaa teknologiaa käyttöön Suomella on mahdollisuudet menestyä myös jatkossa. 5 miljoonan kansalaisen yhteiskunta on ketterä.

Esko Ahon mukaan yliopistojen rakennemuutokset ovat välttämättömiä. Yliopistojen tutkimuksen ja opetuksen sisällön merkitys tulee entisestään korostumaan kovenevassa kansainvälisessä kilpailussa. Kilpailua ei tule pelätä, vaan hyödyntää sitä. Tarvitsemme lisää resursseja – professori/opiskelija tase on meillä huono verrattuna kilpailijoihimme. Tarvitaan myös asennemuutosta – innostuneisuuden siirtäminen opiskelijoihin ja sen säilyttäminen ja saattaminen kilpailijoiden tasolle on välttämätöntä. Tarvitaan myös enemmän poikkitieteellisyyttä sekä liikkuvuutta ja yhteistyötä julkisen hallinnon, yliopistojen ja yritysten välille. Lukukausimaksut tulee ottaa käyttöön ETA-alueen ulkopuolisille opiskelijoille – ilmaista ei voi myydä.

Suomen tulee myös nähdä Itämeren alueen mahdollisuudet ja hyödyntää ne. Esim. Venäjällä tapahtunutta kehitystä ei ole riittävästi hyödynnetty. Siellä on hyvää opetusta ja perustutkimusta. Myös pohjoismainen yhteistyö tulee pitää vireänä.

Esko Ahon puheen video: http://www.ecmedia.hut.fi/i/micronova/Aho.wmv

Matti Pursula, TKK
Rehtori Matti Pusula totesi seminaarin avauksessaan mm., että Micronovan kaltaisen kansallisen tutkimuslaitoksen ylläpito vaatii TKK:lta paljon varoja. On kuitenkin tärkeää keskittää toiminnot, jotta voidaan ylläpitää kansallisesti riittävän hyvin varustettua ympäristöä, jossa voidaan  harjoittaa huippututkimusta. TKK on myös rakentamassa kansallisen tason nanomikroskopiakeskusta. Micronova ja tuleva nanomikroskopiakeskus vahvistavat Otaniemen asemaa Suomen johtavana mikro- ja nanoteknologian tutkimusympäristönä.

Ongelmana on, että TKK:n nykyinen rahoitus ei riitä kansainvälisessä huippututkimuksessa tarvittavien laitteiden hankintaan ja ylläpitoon. Tämä ongelma koskee kaikkia Suomen yliopistoja. Hallitusohjelmassa on luvassa lisää varoja tutkimus- ja kehitystoimintaan – tavoite on 4% BKT:stä. Teknisten alojen opetus vaatii juuri kalliiden laitteiden takia enemmän varoja, jotta myös opetuksen taso pysyy korkeana.

TKK:ssa laiteinvestoinnit ovat viimeisen 4-5 vuodessa olleet laskennallisia poistoja vähäisemmät. Tutkimus- ja laitekanta vanhenee ja supistuu, vaikka on investoitu Micronovan ja nanomikroskopiakeskuksen kaltaisiin kansallisiin keskuksiin. Tavoitteena on entisestään kehittää yhteistyötä muiden tutkimuslaitosten kanssa, jotta kalliit infrastruktuurit saadaan tehokkaaseen käyttöön ja vältytään päällekkäisiltä investoinneilta.

TKK:n uudessa strategissa tullaan tutkimusta vahvistamaan kansallisten huippuosaamiskeskittymien alueella (SHOK). Myös kansallinen huippuyliopistohanke vahvistaa tekniikan, kaupan ja muotoilun tutkimusta sekä koulutusta.

Mikro- ja nanoteknologia tulee vaikuttamaan merkittävästi tulevaisuuden materiaaleihin ja on siten tärkeä tutkimusalue. Tutkimuksesta myös syntyy uusia innovaatioita, joiden kaupallistaminen vaatii omaa erikoisosaamista, jota Micronovassa on tarjolla.

Rehtori Matti Pursulan puheen video: http://www.ecmedia.hut.fi/i/micronova/Pursula.wmv

Jouko Suokas, VTT
Innovaatiokumppanuuden merkityksestä kertoi VTT:n teknologiajohtaja Jouko Suokas.
Yrityksille innovaatiot merkitsevät kasvupotentiaalia, ja ovat siten niiden kasvun kannalta elinehto. Micronovassa TKK:n ja VTT:n yhteistyö mahdollistaa kriittisen massan aikaansaamisen ja siten mahdollisuuden kansainvälisiin läpimurtoihin. Työnjako on selkeä; TKK keskittyy perustutkimuksen ja VTT soveltavaan tutkimukseen ja yritysyhteistyökumppanit kaupallistavat tutkimustulokset.

VTT:n rooli innovaatiokumppanina on auttaa yrityksiä kehittämään kansainvälistä kilpailukykyään innovaatioprosessin keskeisissä vaiheissa. VTT on teknologiatalo, joka ymmärtää muuttuvat markkinat. Asiakkaina on sekä suuria kansainvälisiä että kansallisia yrityksiä ja pk-yrityksiä. Yhdessä kehitetään uusia tuotteita, palveluita ja prosesseja.

Innovaatioprosessissa on tärkeää ennakoida, tehdä strategista tutkimusta ja kehittää uusia konsepteja. Työkaluina tässä ovat market foresight ja technology roadmap.
Nopeus on avainsana yritysten välisessä kilpailussa tällä hetkellä – puhutaankin connect and development perinteisen t&k:n rinnalla.

Teknologiajohtaja Jouko Suokkaan puheen video: http://www.ecmedia.hut.fi/i/micronova/suokas.wmv

ONNISTUMISEN PALAPELI PANEELI
Ylijohtaja Petri Peltonen, KTM - rahoitus ja toiminnan ohjaus
Johtaja Veli-Pekka Niitamo, Nokia - kv-verkostot ja yritystoiminta
Johtaja Keith Silverang, Technopolis Oyj - uuden liiketoiminnan tukeminen ja kv-verkostot
Tutkimusjohtaja Hannu Toivonen, Kemira - teollisuus ja yritystoiminta
Vararehtori Outi Krause, TKK - opetus ja tutkimus
Tutkimusjohtaja Jorma Lammasniemi, VTT – tutkimus

Paneelissa esille tulleita painopistealueita:

Rahoitus

• Kysyntälähtöiset innovaatiot
• Enemmän kv-tutkijavaihtoa
• Kilpailtu t&k-rahoitus
• Strategiset huippuosaamisen keskittymät (SHOK)
• Suomen innovaatiostrategia laadinnassa
• Toimijoiden välinen yhteistyö

Opetus

• Todellisten osaajien tunnistaminen ja tukeminen
• Perusrahoituksen lisääminen
• Tutkimus- ja koulutusalojen fokusointi
• Kv vetovoimaiset ja uskottavat tutkimusympäristöt

Liiketoiminta

• Asennemuutos + laatu
• Joukkuepeli
• Uusia innovatiivisia yrityksiä on, mutta laatu ei riitä
• Rahoitus globaaliin yritystoimintaan

Tutkimus

• Korkean osaamisen hyöd.
• Fokusointia innovaatiojärj.
• Kysyntälähtöiset innovaatiot
• ICT:n cross over teknologiat Teknologian hyödyntäminen yrityksissä
• Julkista tutkimuspanostusta lisättävä

Kv. Verkostot ja yritykset

• Globaali verkottuminen Aasian kasvaviin talouksiin
• Tutkimuksen kansainvälistäminen
• Yksityisen rahoituksen kannustimet kuntoon
• Yritykset saatava maailmalle
• Kasvuyritykset tärkeitä

Teollisuus ja yritykset

• Johtoaseman (metsä, ICT hyödyntäminen
• Huippuosaamisen ylläpito
• Yliopistot oikealle tasolle
• Liiketoimintakonseptit ja kaupallistaminen
• T&K&I

Iltapäivän esityksistä ei videoitu, mutta Micronovassa ja UMK:ssa tehtyjen uusien innovaatioiden ja tutkimustulosten esittelyjen powerpointit löytyvät sekä Micronovan että UMK:n sivuilta:

http://www.micronova.fi/news/events/seminar_20070416.html

http://www.umk.fi/en/events_1604_seminar

 

VTT:ltä uutta pitkän kantaman RFID-etätunnistusteknologiaa Kiinan tietulleihin

VTT kehittää Kiinassa pitkän kantaman RFID-etätunnistusteknologiaan perustuvaa liikenne- ja tietulliseurantajärjestelmää, josta voi tulla pohja koko Kiinan liikenne- ja tietulliseurannalle. Ensimmäisenä teknologian ottaa käyttöön yli 7 miljoonan asukkaan kaupunki Wuhan, jonka kaikille silloille asennetaan lukulaitteet vielä tänä vuonna. Jatkossa RFID-lukujärjestelmää on tarkoitus laajentaa muualle kaupunkiin ja hyödyntää sitä myös liikenteen ohjauksessa. Jos järjestelmä laajenee koko Kiinaan, lukulaitteita tarvitaan miljoonia ja tunnisteita useita satoja miljoonia kappaleita.

Länsimaissa tietulleissa käytetään joko aktiivisia etätunnisteita tai GPS:ään pohjautuvaa paikannusjärjestelmää. Passiivinen pitkän lukuetäisyyden UHF RFID mahdollistaa kuitenkin erittäin edullisen teknologian tietulleihin tai muihin liikennesovellutuksiin. Uusi pitkän kantaman RFID-teknologia on helpompi kaupallistaa ja viedä länteen Kiinan kautta, jonka infrastruktuuri on avoin verrattuna Eurooppaan.

Jatkossa logistiikkasovelluksia
VTT vie kehittämäänsä pitkän kantaman RFID-teknologiaa Kiinaan varta vasten perustetun suomalaisyrityksen FennoID:n kautta. FennoID on osakkaana kiinalaisessa uudessa ReadTech-yrityksessä, joka markkinoi järjestelmän Kiinaan ja investoi etätunnistimien massatuotantoon. Jo tänä vuonna on tarkoitus aloittaa Wuhanin kaupungille miljoonan etätunnistimen toimitukset. Ensimmäisessä vaiheessa lukulaitteita asennetaan noin 100 kappaletta kaikille Wuhanin kaupungin silloille tietullisovellutusta varten. Jatkossa etätunnistimia ja järjestelmiä valmistetaan myös Kiinan valtaville ja kasvaville kuljetus- ja logistiikkamarkkinoille. Ensimmäiset liikenteen ulkopuoliset sovellutukset liittyvät henkilöiden tunnistukseen sekä autoteollisuuden logistiikkatarpeisiin.

Tuoteväärennösten estäminen
Edullisella etätunnistukseen perustuvalla RFID-teknologialla on huikeat sovellusmahdollisuudet, ja se tekee tuloaan kaikkialle. RFID-teknologian avulla voidaan myös esimerkiksi vähentää ja jopa ehkäistä tuotteiden väärentämistä. Aasiassa tuotteiden, kuten lääkkeiden, väärentäminen on erittäin yleistä.

VTT:n tutkimusprofessori Heikki Seppä uskoo merkintäteknologian olevan muutaman vuoden päästä käytössä mm. sähköisissä ajokorteissa ja autojen tunnistuksessa – ainakin Kiinassa. RFID:tä voidaan hyödyntää esimerkiksi parkkeerauksessa, nopeusvalvonnassa, tietullauksessa, rajatullauksessa, varkaudenestossa ja liikenteen ohjauksessa, jossa etätunnistus helpottaa esimerkiksi ambulanssien ja paloautojen liikkumista. Poliisi ja vakuutusyhtiöt ovat jo osoittaneet kiinnostuneisuutensa RFID-teknologian hyötyihin. Oleellista on Sepän mukaan se, että lähinnä logistiikkaan kehitettyä etätunnistinteknologiaa hyödynnetään myös liikenteessä ja maksamisessa. Suuren volyymin ansiosta sekä etätunnistimien että lukulaitteiden kustannukset saadaan hyvin alhaiselle tasolle.

VTT on ollut aktiivinen RFID-teknologian kehittämisessä yli 10 vuotta ja vienyt alaa maailmanlaajuisesti merkittävästi eteenpäin. Esimerkiksi Kiinassa nyt käyttöön otettavassa etätunnistimessa käytetty mikropiiri ja antenni perustuvat VTT:n innovaatioihin. VTT:llä on useita merkintäteknologiaan ja etätunnistukseen liittyviä alan patentteja.

Lisätietoja:

Heikki Seppä
Tutkimusprofessori
020 722 6419

 

Uusi tapa valmistaa yhä tarkempi ja pienikokoisempi elektroninen kompassi massatuotantona

Sovelluskohteita matkapuhelimet, rannetietokoneet ja GPS-paikantimet

VTT:n kehittämien mikromekaanisten magnetometrien käyttösovelluksena on esimerkiksi matkapuhelimiin tai muihin kannettaviin laitteisiin integroitava, nykyistä herkempi elektroninen kompassi.

Kännykässä oleva kompassi voi osoittaa käyttäjälle vaikkapa lähimmän pankkiautomaatin, apteekin tai lääkärin. GPS-paikantimissa kompassi taas parantaa laitteiden toimintaa silloin, kun satelliittiyhteys katkeaa esimerkiksi rakennusten tai puiden takia ja tarjoaa suuntatiedon ilman, että käyttäjän tarvitsee liikkua paikaltaan.

Magnetometrien valmistamiseksi VTT kehitti uuden piikiekkojen prosessointimenetelmän, jolla sähköisen kompassin tarvitsemat anturit voidaan valmistaa yhdelle piisirulle, kun ne aikaisemmin ovat olleet useammalla sirulla. Tämä mahdollistaa kompassin yhä pienemmän koon ja massatuotannossa halvemmat valmistuskustannukset. Vähentyneen kalibrointitarpeensa vuoksi kompassi on myös nykyisiä sähköisiä kompasseja luotettavampi. Kuluttaja hyötyy teknologiasta mm. siten, että entistä pienemmän tehonkulutuksen ansiosta ei esimerkiksi rannetietokoneen paristoa tarvitse vaihtaa niin usein kuin nyt eikä matkapuhelimen akkua ladata yhtä usein kuin tähän asti kompassia käytettäessä. Komponentin kaupallinen valmistus Suomessa on mahdollista muutaman vuoden kuluttua.

Tekesin rahoittamassa tutkimustyössä olivat mukana myös VTI Technologies Oy, Suunto Oy ja Okmetic Oyj. Tutkimustyö jatkuu edelleen uudessa RESTLES-projektissa, jossa keskitytään valmistusprosessin yksinkertaistamiseen ja antureiden pakkaamiseen.

Lisätietoja:

Hannu Kattelus
Tutkimusprofessori
020 722 6319

 

Tarkka ja edullinen biomateriaalien muokkausmenetelmä ihmisen varaosien valmistukseen

VTT ja Tampereen teknillinen yliopisto sekä lasertyöstöön erikoistunut Nanofoot Finland Oy ovat kehittäneet BioneXt Tampere -ohjelman rahoittamassa projektissa 3D Forming-menetelmän biomateriaalien muokkaamiseen. Menetelmän avulla voidaan rakentaa entistä pienempiä ja tarkempia biomateriaali-istukkeita eli mikroskooppisen pieniä ”ihmisen varaosia”.

Biomateriaali-istukkeita tarvitaan esimerkiksi kantasoluista kasvatettujen uusien kudosten, kuten maksa-, sydän- tai hermokudoksen tukirakenteissa, jotka asennetaan ihmiseen. Menetelmän avulla voidaan jäljitellä elimistön pienimpiä rakenteita.

Pulssilaserilla polymeroidaan erittäin pieniä kolmiulotteisia rakenteita
Uusi menetelmä perustuu pulssilaseriin, jolla saadaan näkyvän valon aallonpituutta käyttäen aikaan lähtöaineissa 2-fotoni-polymeraatioreaktio. Se antaa mahdollisuuden työskennellä nestetilavuuden sisällä niin, että vain aivan tarkin, alle 1 mikrometrin fokuspiste nesteessä kovettuu polymeeriksi. Aikaisemmin ei ole voitu helposti muodostaa pieniä kolmiulotteisia rakenteita, koska perinteisessä UV-valolla suoritettavassa polymeroinnissa koko säteellä valaistu alue kovettuu.
Uuden menetelmän etuna on lisäksi se, että erityisiä valomaskeja ei tarvita vaan rakenne muodostetaan suoraan nesteen sisälle.

Tukirakenteita kudosten kasvattamiseen
Mikrometriä pienempiä biomateriaaleja tarvitaan useissa sovelluksissa. Esimerkiksi potilaisiin siirrettävät, kantasoluista kasvatettavat keinotekoiset kudokset tarvitsevat muodostuakseen tukirakenteita, jotka on rakennettu solujen tai solujen osien mittojen mukaan. Tähän mennessä pienimmät hankkeessa muodostetut rakenteet ovat leveydeltään noin 700 nm eli 700 millimetrin miljoonasosaa. Vertailukohtana voi käyttää ihosoluja, joiden koko on noin 11000 - 12000 nm ja viruksia, joiden koko on 10 – 100 nm. Tukirakenteet voidaan valmistaa biohajoavasta materiaalista, jolloin ne ovat kudosyhteensopivia.

Pikosekunti-pulssilaserin käyttö edullisempaa
Tarkkuuden lisäksi menetelmän etuna on edullisen, pienitehoisen laserin käyttö. Muut tutkimusryhmät ovat käyttäneet yleensä tähän tarkoitukseen hyvin kalliita femtosekunti-pulssilasereita. 3D forming -menetelmässä käytetään pitempiä, pikosekuntien pituisia pulsseja tuottavaa laseria, jonka käyttö on huomattavasti edullisempaa. Tiedossa on ainoastaan yksi ryhmä USA:ssa, joka on aikaisemmin onnistunut biomateriaalien polymeroinnissa vastaavanlaisella laserilla.
Menetelmän avulla voidaan valmistaa suurta tarkkuutta vaativia kolmiulotteisia kappaleita myös muihin sovelluksiin, kuten optisiin hiloihin, fotonikiteisiin ja mikrofluidiikan tarpeisiin.
Projekti on toteutettu poikkitieteellisenä yhteistyönä: tutkija Sanna Peltola Biomateriaalitekniikan laitokselta Tampereen teknillisestä yliopistosta on tehnyt materiaalien kehittämiseen liittyvän työn ja tutkimusprofessori Jouko Viitasen tutkimusryhmä VTT:stä on kehittänyt laserlaitteiston. Tampereen yliopiston tutkijat selvittivät esiprojektissa kantasolulinjojen kehittämiseen liittyviä edellytyksiä. Menetelmän kaupallistaa lasertyöstöpalveluja tarjoava Nanofoot Finland Oy.

Lisätietoja:

Jouko Viitanen
Tutkimusprofessori
020 722 3639

 

Polarisoimaton lasersäde on fokusoitaessa paikoitellen täysin polarisoitunut. Nature Photonics julkaisi 2.4.2007 TKK:n optiikan ja molekyylimateriaalien ryhmässä tehdyn tutkimustuloksen

Valon polarisaatio-ominaisuudet ovat jo yli kolmen vuosisadan ajan kiinnostaneet tutkijoita, ja aihe on yhä tiiviin tutkimuksen kohteena. Viime aikoina on tutkittu erityisesti kolmiulotteisten optisten kenttien polarisaatiota. Tällaisilla kentillä on erikoisia ominaisuuksia, jotka liittyvät kentän vektoriluonteeseen. Tutkimus on tähän asti keskittynyt täysin polaroituun valoon. Osittain polaroitua tapausta on tutkittu vähemmän erityisesti kokeellisesti.

Olemme aikaisemmassa teoreettisessa työssämme osoittaneet, että kun polaroimaton lasersäde fokusoidaan tiukasti, niin fokusointioptiikan polttotasossa valo on paikoitellen täysin polaroitunut [1]. Tämä on ymmärrettävissä tarkastelemalla fokusointiprosessia. Fokusoitaessa tulevan valon kahdesta sähkökentän vektorikomponentista syntyy fokusalueeseen kolme kenttäkomponenttia. Fokusoitavan polaroimattoman valon kenttäkomponenttien välillä ei ole korrelaatiota vaan ne värähtelevät satunnaisesti toisiinsa nähden. Fokusalueen kenttäkomponenttien välillä sen sijaan on korrelaatiota. Eräissä pisteissä kaikki kolme komponenttia ovat verrannollisia samaan tulevan valon kenttäkomponenttien yhdistelmään. Tällaisissa pisteissä fokusalueen sähkokenttäkomponentit ovat täysin korreloituneita ja valo havaitaan täysin polaroituneena.

Olemme äskettäin yhteistyössä KTH:n tutkijoiden kanssa onnistuneet kehittämään menetelmän valon polarisaatio-ominaisuuksien tutkimiseen paljon valon aallonpituutta paremmalla paikkaerotuskyvyllä. Soveltamalla tätä menetelmää olemme onnistuneet kokeellisesti havaitsemaan aikaisemmin teoreettisesti ennustamamme ilmiön polaroimattoman valon polaroitumisesta fokusoitaessa [2]. Menetelmämme perustuu nanokokoisen kultahiukkasen käyttöön optisen kentän kuvantamiseen. Kokeessamme pyyhkäistään pientä nano-kokoista kultapartikkelia fokusalueessa. Tutkimalla partikkelin sirottamaa valoa voidaan fokusalueen valon polarisaatio-ominaisuuksista saada tietoa. Kuvassa 1 nähdään kokeessa mitattu polarisaatioasteen jakauma, kun tuleva valo on polaroimatonta. Havaitsemme, että fokuksen ympärillä olevalla renkaalla polarisaatioaste on noin 0.7 eli valo on näissä pisteissä polaroitunutta. Tämä osoittaa, että aikaisemmin teoreettisesti ennustamamme ilmiö on kokeellisesti havaittavissa. Tutkimustuloksemme osoittavat myös, että valon polarisaatiotila voi muuttua paljon valon aallonpituutta lyhyemmällä matkalla. Kehittämällämme kokeellisella menetelmällä voi olla uusia sovelluksia optisten kenttien koherenssiominaisuuksien tutkimuksessa nanomittakaavassa sekä uusien optisten kuvantamismenetelmien kehittämisessä.

[1] K. Lindfors, T. Setälä, M. Kaivola, and A.T. Friberg, JOSA A 22, 561 (2005). 
[2]  K. Lindfors, A. Priimägi, T. Setälä, A. Shevchenko, A.T. Friberg, and M. Kaivola, Nature Photonics 1, 228 (2007).

http://www.nature.com/nphoton/journal/v1/n4/abs/nphoton.2007.30.html

Tutkija Klas Linfors
Optiikan ja molekyylimateriaalien laboratorio
Micronova

09 451 5391
klas.lindfors@tkk.fi

 

Wideband Detection of the Third Moment of Shot Noise by a Hysteretic Josephson Junction – kylmälaboratorion PICO-ryhmän tutkimustyö julkaistiin Physical Review Lettersissä 16.5.2007

Physical Review Letters -sarjassa julkaistussa työssä mitattiin sähköistä raekohinaa, jonka mesoskooppinen (nanokokoinen) tunneliliitos synnyttää kun sen läpi johdetaan sähkövirta. Raekohina aiheutuu siitä, että sähkövirta koostuu yksittäisistä elektroneista, jotka läpäisevät liitoksen jossain määrin satunnaisesti. Mittauksessa käytettiin detektorina suoraan piilastulle valmistettua suprajohtavaa detektoria, jonka etuna on se että sillä voidaan mitata hyvin korkeataajuista kohinaa (jopa 100 GHz).

Koe liittyy tällä hetkellä paljon tutkittavaan varausten laskentastatistiikkaan (full counting statistics, FCS) ja tässä työssä onnistuttiin mittaamaan varausjakauman kolmas momentti ensimmäistä kertaa näin korkealla taajuudella. Korkeataajuuskohina ja FCS antavat tietoa varaustenkuljetusmekanismeista nanokokoisissa johteissa.

Nyt julkaistu artikkeli on osa MSc Andrey Timofeevin (PICO) väitöskirjatyötä.

A. V. Timofeev, M. Meschke, J. T. Peltonen, T. T. Heikkilä, and J. P. Pekola, Phys. Rev. Lett. 98, 207001 (2007)

http://link.aps.org/abstract/PRL/v98/e207001

Yhteystiedot:

Professori Jukka Pekola
Kylmälaboratorio, TKK
Micronova
Tel. +358 9 451 4913
pekola@boojum.hut.fi

 

Micronovassa annettavan mikro- ja nanotekniikan opetuksen kehittämishanke alkanut

Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiö myönsi hankkeelle rahoituksen

Micronovassa annettavan mikro- ja nanotekniikan opetuksen kehittämishankkeen tavoitteena on nostaa uusien mikro- ja nanotekniikoiden koulutus Suomessa korkealle kansainväliselle tasolle kehittämällä TKK:n kurssikokonaisuuksia, painottaen erityisesti laboratoriotöitä ja havainnollisia demonstraatioita.  Koulutusta annetaan hankkeessa viidellä eri osa-alueella: fysiikan perusopetus, pääaineopetus, tutkijakoulutus, kansainväliset ohjelmat sekä täydennyskoulutus. Lisäksi koulutuskokonaisuuteen kuuluu yhteistyö valikoitujen lukioiden kanssa esittelytilaisuuksien ja harjoitustehtävien muodossa, joiden avulla houkutellaan alalle lisää lahjakkaita opiskelijoita. Hankkeessa hyödynnetään TKK:n ja VTT:n yhteisen tutkimuskeskuksen Micronovan osaamispohjaa, tiloja ja laitteistoresursseja.

Painopistealueita ovat elektroniikkateollisuuden ja yleisimminkin teknologiateollisuuden tulevaisuuteen tähtäävät nanoelektroniikka, elektroniikan materiaalit ja komponentit, mikromekaaniset järjestelmät, fotoniikka, optoelektroniikka sekä anturit ja ilmaisimet.  Hanke on kaksivuotinen ja kestää vuoden 2008 loppuun.

Yhteystiedot:

Professori Harri Lipsanen
Mikro- ja nanotekniikan laboratorio, TKK
Micronova
Tel. +358 9 451 3123
harri.lipsanen@tkk.fi

 

Esittelyssä - Microfabrication Group

Mikrofluidistiikka on tutkimusalueena Suomessa ja TKK:lla melko nuori. Ensimmäisiä hankeaihioita esiteltiin vuonna 1997, mutta aika ei ollut vielä kypsä niiden rahoittamiseen. Liikkeelle Suomessa päästiin vuonna 2000, ja siitä lähtien tutkimus onkin kehittynyt vauhdikkaasti. Tällä hetkellä Micronovassa työskentelevässä mikrofluidistiikan ryhmässä on 10 tutkijaa ja ryhmää vetää dosentti Sami Franssila.

– Microfluidistiikan tutkimusta maailmalla on tehty eri muodoissa jo 1960-luvulta lähtien, mutta tuonaikainen tutkimus suuntautui ydintekniikan alalle, eikä sillä ole ollut juurikaan vaikutusta tämän päivän mikrofluidistiikan tutkimukseen, kertoo dosentti Sami Franssila. Nykyisen tutkimuksen aikakausi alkoi 1991, jolloin Ciba-Geigyn tutkija Andreas Manz lanseerasi MEMS-tekniikkaan perustuvan mikrosirun, joka innoitti nykyisen mikrofluidistiikan tutkimuksen käyntiin, jatkaa Franssila.

TKK:n mikroteknologiaryhmässä tutkitaan pii-, lasi- ja polymeeriteknologioihin perustuvia fluidistiikkasiruja, joita hyödynnetään mm. lääkeaine-, proteiini-ja öljyanalytiikassa. Uusilla mikrofluidistisilla analyysimenetelmillä säästetään sekä aikaa että saavutetaan suurempi herkkyys, useimmiten molemmat tulevat automaattisesti miniatyrisoinnin seurauksena. Tulevaisuudessa myös itsehoitoon tarkoitetut mittalaitteet perustunevat mikrofluidisitiikkaan. Tällaisia sovelluksia ovat mm. veren sokeriarvojen seuranta. Myös huumeseulonnat tulevat entistä helpommiksi ja luotettavammiksi, ne voidaan tulevaisuudessa tehdä ratsian aikana, eikä näytettä tarvitse kuljettaa laboratorioon.

– Mikrofluidistiikan tutkimus edellyttää poikkitieteellistä lähestymistä - fysiikan sekä kemian ilmiöiden siirtämistä mikrosirulle. Tärkeinä tutkimusyhteistyökumppaneina ovatkin Helsingin yliopisto ja VTT, joiden kanssa on meneillään kaksivuotinen BioFunc-hanke, toteaa Sami Franssila. Yhteistyö Kemian laitoksen, Farmasian tiedekunnan ja Biomedicumin kanssa sujuu koska myös meiltä löytyy kemian osaamista (biologian kanssa on hieman enemmän töitä tehtävänä).

Terminen sumutinsiru patentoitu
Mikroteknologian ryhmässä kehitettiin yhteistyössä Helsingin yliopiston kanssa miniatyrisoitu sumutinsiru kemialliseen analytiikkaan. Se on postimerkin kokoinen mutta sen suorituskyky on parempi kuin aiemman teknologian mukaisen mikroaaltouunin kokoisen laitteen. Sumutinsirun vahvuudet ovatkin pienuus, nopeus ja tarkkuus. Keksintö on patentoitu vuonna 2003 ja kaupallistamisesta käydään aktiivisia keskusteluja.

Sähkösumutussirun valmistustekniset oivallukset
Termisen sumutuksen lisäksi mikroteknologia on mahdollistanut myös toisen merkittävän analyyttisen tekniikan, sähkösumutuksen, miniatyrisoinnin. TKK:n ja HY:n yhteishanke on poikinut uudenlaisen polymeerisirun tähän sovellukseen. Termisellä sumutuksella analysoidaan pieniä molekyylejä kuten esim. lääkkeitä, huumeita ja ympäristömyrkkyjä. Sähkösumutuksella analysoidaan isoja biomolekyylejä kuten esim. proteiineja, ja sillä on tautidiagnostiikkaan liittyviä sovelluksia.

Sähkösumutuksessa on tärkeää valmistaa erittäin tarkkaa kolmiulotteinen kärki. Sen ohella mikroteknologian etuna on se, että voidaan helposti yhdistää monia muita analyysissa tarvittavia työvaihteita samalle sirulle.

– Perinteisesti näitä siruja on valmistettu piistä. Meidän kehittämässämme sirussa käytetään piistä tuttuja mikrovalmistusmenetelmiä, mutta materiaalina on epoksimuovi (SU-8), kertoo uudesta valmistustekniikasta juuri väitellyt Santeri Tuomikoski. Hän on parasta aikaa Tanskan teknisessä korkeakoulussa Lyngbyssä opettelemassa uusia kemiallisten mikrosirujen valmistus- ja rakenneratkaisuja.

– Polymeerisirujen kaupallistamiseen mennee vielä aikaa, mutta tulevaisuudessa meillä voi olla esim. kännykkään liitettävä erillinen minikokoinen analyysilaite, toteaa Tuomikoski.

Sami Franssila

Mikroteknologiaryhmän vetäjä, opiskeli fysiikkaa ja kemiaa; väitteli Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osastolla 1995. Työskennellyt VTT:n Puolijohdelaboratoriossa ja IMECissä Belgiassa ennen siirtymistään TKK:lle 1998. Opettaa mikro- ja nanotekniikan kursseja, mm. Mikrofluidistiikka ja BioMEMS ja Mikrosysteemitekniikka. Hänen oppikirjansa ”Introduction to Microfabrication” (John Wiley & Sons) voitti 2004 TKK:n oppikirjapalkinnon.

Kirja on saatavissa englanninkielisenä amazon.uk.co ja Wileylta suoraa http://www.wiley-vch.de ja kiinankielisenä Publishing House of Electronics Industry http://www.phei.com.cn.

Dosentti Sami Franssila

Mikro- ja Nanotekniikka, TKK
Mikrofabrication Group
Micronova
Tel. +358 9 451 6075
sami.franssila@tkk.fi

 

Yritysesittelyssä: Picosun Oy

ALD-teknologia on kehitetty Suomessa

Picosun Oy aloitti ALD-teknologiaan perustuvan liiketoiminnan vuonna 2003, ja se on osa suomalaista Stephen Industries Inc Oy:tä.

– Picosun Oy on puhdas asiantuntijaorganisaatio, ja vakituista henkilökuntaa on nykyisin kymmenkunta. Yritys kasvaa maltillisesti ja hakee tälläkin hetkellä uusia osaajia, kertoo yhtiön toimitusjohtaja Juhana Kostamo (kuvassa). Picosun Oy valitsi strategiakseen verkottumisen ja toimintojen ulkoistamisen jo perustamisvaiheessa. Liittoutumisesta Stephen Industries Inc Oy:n kanssa on käytännön hyötyjen, kuten kirjanpito ja rahoitusjärjestelyjen mutkattomuus, lisäksi tärkeät kontaktit mahdollisiin uusiin ALD-teknologian soveltajiin, jatkaa Kostamo.

– Picosunin sijoittuminen Micronovaan oli verkottumisen ja kontaktien kannalta tärkeää. Tarvitsemme lisäksi puhdastilaa omassa tutkimus- ja kehitystyössämme, ja Micronovassa se on erityisen laadukas. Yhteistyö VTT:n ja TKK:n kanssa on tiivistä, ja siksi läheisyys niihin on tärkeää. Teknologiayrityksen sijaintipaikaksi Micronova on erinomainen, toteaa Kostamo

Picosun Oy valmistaa ALD-reaktoreita (Atomic Layer Deposition - atomikerroskasvatus) Suomessa. Yrityksen teknologiaosaaminen, laadukas laitevalmistuksen ja -kokoonpanon alihankkijaketju takaavat menestyksen kilpailluilla ohutkalvomarkkinoilla. Yhtiön laajasti kansainväliseen asiakaskuntaan kuuluvat mm. IBM ja Max Planck Institute. Picosun on toimittanut ALD-reaktorin myös Helsingin Yliopistolle.
Picosunin valmistamilla ALD-laitteilla on mahdollista päällystää monimutkaisia kolmiulotteisia rakenteita ja esim. paikata muilla teknologioilla tehtyjen ohutkalvojen puutteita. Lähdeaineena laitteessa voidaan käyttää mitä tahansa ainetta, joka kaasuuntuu.

– Tärkeänä yrityksen menestystekijänä on se, että asiantuntijamme tuntevat ALD-teknologian ja sen kehityksen alkuajoista, vuodesta 1974, lähtien. Myös ALD-teknologian keksijä ja kehittäjä, TkT Tuomo Suntola, sekä ensimmäisten ALD-reaktorien suunnittelija, Picosunin tekninen johtaja Sven Lindforsovat asiantuntijaryhmämme jäseniä, kertoo Juhana Kostamo tyytyväisenä.

Tällä hetkellä Picosun Oy:n ALD-reaktoreita käytetään muun muassa MEMS-teknologian, nanoteknologian ja elektroniikkateollisuuden komponenttien valmistuksessa. Uusia tuotantosovelluksen alueita löytyy lääketietieteestä ja bioteknologiasta.

– Mielenkiintoisena uutena kokeilualueena on virusten päällystäminen ALD-menetelmällä. Näin voidaan hyödyntää luonnon valmiiksi muovaamia muotoja nanokomponenteissa, innostuu Juhana Kostamo. Elektroniset laitteet tulevat myös entisestään pienenemään, ja tämä tarkoittaa sitä, että ALD-menetelmän merkitys tulee kasvamaan rajusti lähitulevaisuudessa, jatkaa Kostamo.

Lisätietoja:

Toimitusjohtaja Juhana Kostamo
Picosun Oy
www.picosun.com

 

---

Micronovan viestintä:

Aila Blomberg
050 541 8829
aila.blomberg@tkk.fi