The Cleanroom – the Big, Clean Heart of Micronova
The 2600 m2 cleanroom forms the core of the Micronova research centre. VTT uses 1850m2 and TKK about 750m2 of the space. Both organisations have their own persons in charge of the cleanroom; at VTT Cleanroom Manager Ulrika Gyllenberg (on the right) and at TKK Process Engineer Paula Heikkilä.
The cleanroom was built in two stages. VTT’s microelectronics manufacturing and the cleanroom it requires has been operating at this site since 1997. When it was decided at the beginning of the 21st century to focus the micro and nanotechnology research of VTT and TKK at the same facility, an extension of the building and a cleanroom fulfilling modern standards for TKK was designed. The space requirements of spin-off companies were also taken into account in the extension. The extension was inaugurated in 2003 and since then VTT and TKK have worked even more tightly together in the field of micro and nanotechnology development in their common Micronova.
The maintenance of one of the biggest cleanrooms in the Nordic countries requires a lot of resources and know-how, which can be found in abundance at VTT with their three decades of experience. The experts at VTT are in charge of all the basic systems, such as the availability of the gases needed in the research, electricity, air and water filtration systems and the environment and general safety at Micronova.
In addition to functional maintenance new equipment is periodically installed in both cleanrooms and both organisations are in charge of their own equipment using their own resources. The equipment base needs to be broad so that it can serve the advancing research requirements. Up to date facilities, a good equipment base and profound process expertise make it possible to utilise micro and nanotechnology for everything from top-level basic research to applied industrial projects and even small scale production at Micronova.
- A lot of electricity and water is used in the building, and therefore it is important to develop processes that take into account environmental aspects. An example of this is the air humidifying process needed in winter, changing it from the earlier used steaming to the current atmospheric pressure fogging. This change made substantial savings in the electricity use at Micronova. Savings in the use of raw water was also achieved, when the filtering process was optimised, said Ulrika Gyllenberg satisfied. In all development it is important to get comparative information and learn from the experience of others. This we achieve by being a member of the European Clean Room Platform, among other things, Gyllenberg continues.
- On VTT’s side the processing of silicon wafers is organised so, that the operators do most of the actual processing. The partner companies and VTT’s own researchers do use the facilities as needed under the guidance of the persons in charge of the equipment. The operator-led process guarantees the quality of the process and also keeps the equipment in order, since only qualified people use them. The cleanliness level of the cleanroom at Micronova is top quality, and we can be proud of that, says Ulrika Gyllenberg.
On TKK’s side the cleanroom is used by TKK students, researchers and partner companies. The upkeep of the equipment is the responsibility of TKK’s technical personnel. The processing equipment all have dedicated main users among the researchers, who teach the processes to new users. The operation culture is freer and more open than in VTT’s facilities, where there are more joint projects with companies, and business secrets need to be protected.
Process Engineer Paula Heikkilä was involved in the design of the TKK cleanroom right from the start, and the placement of the different ”fingers” in the cleanroom is her doing. In the design the needs of the different users of TKK’s facilities have been taken into account. The clearest difference between the users of the VTT’s and TKK’s cleanroom facilities is that students at TKK carry out their cleanroom courses at Micronova as a part of a larger training program.
- Students at TKK get training in cleanroom work. Also safety issues and legislation is taught during the course, says Paula Heikkilä of TKK who is in charge of the course. For a fee we can also arrange training for companies, she continues.
At the moment the joint use of the VTT and TKK cleanrooms is still sporadic, possibly because of the difference in the culture of use. Now the first joint equipment acquisition is pending, and technical clarification of equipment that could be in joint use is being done. VTT in turn takes advantage of TKK’s know-how in chemical safety.
INFO BOX
Micronova has a total cleanroom area of about 2600 m2, of which VTT has about 1850 m2 and TKK 750 m2.
Cleanroom users
At VTT about 100 users – operators, researchers, companies
At TKK about 70 users – researchers and students
More cleanroom information: http://www.micronova.fi/facilities/equipment/index.html
Contact information:
Ulrika Gyllenberg
Cleanroom manager, VTT
Tel. + 358 20 722 6664
ulrika.gyllenberg@vtt.fi
Paula Heikkilä
Process Engineer, TKK
Tel. +358 9 451 6051
paula.heikkilae@tkk.fi
NEST and PICO research nano together – in international research cooperation the best recourses meet
The Low Temperature Laboratory’s PICO group’s research partner from Pisa is NEST – National Enterprise for nanoScience and nanotechnology, in charge of Italy’s national nanoresearch, and operates in conjuncture with the world famous Scuola Normale Superiore. NEST is a research institute, where computational, experimental and theoretical physicists research nanoscale phenomena together with chemists and biologists. At the moment NEST’s facilities are in the historical centre of Pisa, but the institute is moving to new facilities at the end of the year. In the new facilities, for example, the cleanrooms will be double the size of the current 150 m2 ones.
The collaboration between the PICO group and the esteemed NEST research centre has been going on since the year 2000. Their joint research is heat transport phenomena in nanostructures and at low temperatures. The research group consists of the leader, Francesco Giazotto, researchers Pasqualantonio Pingue, Fabio Taddei and Cesar Pascual Garcia. Special strong points of the NEST research centre are mesoscopic physics and semiconductor structures.
Image on the left: On the right Francesco Giazotto in the NEST laboratory in Pisa. Image on the right: Francesco Giazotto on the right in the cleanroom area from the NEST laboratory in Pisa.
The PICO group and the researchers at NEST have together developed a heat transistor that is fabricated in collaboration with the Physics Laboratory at TKK.
- As part of the research collaboration we send samples the PICO group researchers at Micronova to be measured, since we at NEST so far do not have any equipment for measuring in the milli-kelvin range. It might be that we won’t be getting this specific equipment for our new facilities either. I myself visit Micronova a few times a year, and I aim to stay for a bit longer in Finland at the end of the year, says Francesco Giazotto. Our research collaboration will certainly continue, he continues.
Networking with international research groups is essential for the development of research. That is why NEST and also Giazotto’s group collaborate tightly on a quite wide scale. In addition to the PICO group, they have projects and contacts with Canadian, British, American, German, Danish, Dutch, Swedish, Swiss and Japanese researchers.
- The cooperation with the team members of the Finnish PICO group has been especially agreeable and productive. As a result of the work several joint publications have been made. Also the esteemed Nature and Science publications have reported on our joint research findings. We especially value the openness, flexibility and dependability of our Finnish partner, says Giazotto contently.
NEST has researcher exchange especially with TKK and also the Swedish Lund University. At the end of the summer graduate student Stefano Tirelli worked a few weeks in Jukka Pekola’s group at Micronova. He has worked in Giazotto’s group for about a year and is planning to get the research for his Master’s degree ready within a year.
Kuva vasemmalla: NEST:n laboratoriosta Pisassa, Stefano Tirelli vasemmalla. Kuva oikealla: Jukka Pekola (oikealla) ja Stefano Kylmälaboratorion tiloissa Micronovassa.
- I study superconductive electron coolers for my Master’s degree. Pekola’s team is a forerunner in this area, and it is great to be able to collaborate with the group, says Stefano Tirelli. He finds the TKK campus beautiful and has in addition to his tight research scedule had time to get to know the capital area.
Contact information:
Professor Jukka Pekola
TKK, Helsinki University of Technology, Low Temperature Laboratory
PICO Group, Micronova
Tel. + 358 9 451 4913
jukka.pekola@tkk.fi
PICO Group website: http://ltl.tkk.fi/PICO/index.html
Francesco Giazotto
Scientist
Tel. +39-050-509.413
E-Mail: f.giazotto@sns.it
NEST website: http://www.sns.it/en/laboratori/laboratoriscienze/nest/
World's first heat transistor built by TKK researchers - Tiniest refrigerator ever
A group of physicists at the Helsinki University of Technology, Finland, have designed and fabricated a nanoscale heat transistor, making it the world’s tiniest refrigerator. A working prototype was nanofabricated utilizing electron beam lithography by scientists working at the Low Temperature Laboratory. The device operates at extremely low temperatures, only about one tenth of a degree above the absolute zero. The actual heat transistor operation is made possible by an accurate control of individual electrons flowing through a hybrid superconductor – normal metal structure.
The Finnish researchers have investigated refrigeration techniques based on evaporative cooling of electrons already for over a decade. In a traditional field effect transistor, a gate voltage is employed to adjust the flow of electrical current in a channel. In the present device, however, it was observed for the first time that besides controlling electrical current, the gate can also be utilized for a precise adjustment of a cooling power of the structure. The remarkably small device measures only a couple of micrometers across, with the most relevant contacts having dimensions of merely a few tens of nanometers.
Electronic refrigerators may find future application for example in space research in the form of precise cooling of extremely sensitive radiation detectors. Their simplicity and small size can be beneficial also to several other fields, such as certain sensors for imaging applications.
- Miniature refrigeration techniques are undergoing rapid development at the moment. The heat transistor allows for a very accurate, fast and low-loss adjustment of the heat flux, says Professor Jukka Pekola. The present research interest in the heat transistor structure stems, however, purely from the grounds of basic research, emphasizes Pekola. It is the first step towards the realization of a device in which the principles of thermodynamics in a nanoscale electric circuit are studied for instance by cyclic single-electron refrigeration or in coolers based on the Brownian motion.
Image: Colored scanning electron microscope image of the heat transistor structure fabricated at TKK. In a conventional transistor the flow of electrical current is controlled by a gate voltage, whereas in the new device it was for the first time possible to adjust also the cooling power in a similar manner (the gate is the gray conductor at the left). In refrigerator operation, the “hottest”, most energetic electrons are “drawn out of” the normal metal island (shown in yellow) into the superconducting metal (the gray “fingers” at the right).
The heat transistor was designed and fabricated at the Low Temperature Laboratory in collaboration with the Laboratory of Physics of the Helsinki University of Technology, and the Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy. The latest experimental results are published in this week’s issue of the journal Physical Review Letters.
Olli-Pentti Saira, Matthias Meschke, Francesco Giazotto, Alexander M. Savin, Mikko Möttönen, and Jukka P. Pekola, Heat Transistor: Demonstration of Gate-Controlled Electron Refrigeration, Physical Review Letters 99, 027203 (2007).
Additional information:
Professor Jukka Pekola
Low Temperature Laboratory, Helsinki University of Technology
PICO Group, Micronova
Tel. +358 9 451 4913
jukka.pekola@tkk.fi
PICO Group website: http://ltl.tkk.fi/PICO/index.html
The results were reported for example in the ScienceNow news portal of the Science Magazine on July 10, 2007:
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2007/710/3
VTT established a joint venture together with Italian Kiian and Itaca Nova
Identification of original products becomes easier
VTT Technical Research Centre of Finland and the two Italian companies have established a joint venture, Nicanti Oy, to commercialise a new product identification solution. It is based on electrical code technology developed by VTT and ink technology developed by the printing ink manufacturer Kiian and the nanotechnology developer Itaca Nova. The first applications of Nicanti electrical code technology products will be in product authentication. The technology is based on printed, invisible, electrical coding that enables original product authentication in a cost-effective way.
The joint venture company, Nicanti Oy, is based in Finland. The company’s majority owner is Kiian and minority owners are VTT, Itaca Nova and the company’s management.
“The solution that will be commercialised by Nicanti is an extension to the RFID technology development done at VTT. Compared to RFID product identification, the new solution is more cost-effective,” says Research Professor Heikki Seppä from VTT.
“VTT has already for several years invested in researching and developing printed smart and printed electronics technologies. VTT’s Center for Printed Intelligence combines IT, electronics and printing technologies with the aim to promote commercialisation of new research results and products. The field of printed smart technologies enables many new application possibilities and Nicanti’s new kind of smart product is an example of a solution suitable for mass production for global markets,” says Research Professor Harri Kopola, Director of the Center for Printed Intelligence at VTT.
”Itaca Nova is actively involved in nanotechnology field through its research and development resources and partnerships. Our current projects are focused on exploiting their potential for the Nicanti products,” says Alfredo Spreafico, Managing Director of Itaca Nova.
“Kiian inks and related products cover screen printing, digital, flexo- and gravure applications for graphics, industrial and textile markets all over the world. Our investment in Nicanti shows our commitment to the advanced security markets,” says Harutiun Manoukian, President and CEO of Kiian.
Kiian has been working on intelligent inks and related printing applications since many years. It's technology will bring innovative materials to Nicanti solutions for product and brand authentication. Kiian, a fast growing Italian industrial enterprise, is one of the leading international inks group. Kiian inks and related products cover screen printing, digital, flexo- and gravure applications. Main markets are graphics, industrial and textile segments all over the world.
Itaca Nova is a young Italian R&D company mainly focused in nanotechnology, polymer technology and green chemistry fields.
Additional information
Tapio Koivu
Executive Vice President, VTT’s Ventures
+358 20 722 6943
Harri Kopola
Research Professor
+ 358 20 722 2369
Kari-Matti Varanki
Managing Director, Nicanti Oy
tel. +358 40 020 2007
VTT supplies detector components for the world’s largest fusion research reactor
New, more efficient silicon detectors
Situated in the UK, the Joint European Torus (JET) fusion research reactor’s neutral particle analyzer is currently equipped with scintillation detectors, which will be replaced with more efficient silicon detectors. The first prototypes of detector components developed at VTT are currently being tested.
The neutral particle detectors of JET, the world’s largest fusion energy research reactor, will be replaced with silicon detectors. They are expected to be less sensitive to the radiation background than the current scintillation detectors, as well as faster, more radiation-stable and better capable of differentiating between various ion types.
First prototypes completed
The first prototypes of the detector components developed by VTT have been completed. The components are built on SOI wafers manufactured by Okmetic Oyj, a Finnish manufacturer of silicon wafers for the sensor and semiconductor industry. The detectors are currently undergoing detailed performance analysis and testing. The overall project is being coordinated by the Helsinki University of Technology (HUT).
Installation scheduled for 2009
Installation of the detector unit based on the new detectors is planned for 2009. JET, currently the world’s largest tokamak, will play an important role in supporting the experimental ITER fusion reactor. Roughly doughnut-shaped, the JET plasma has a major radius of approximately three metres and a minor radius of approximately one metre. The JET device stands 12 meters high and has a diameter of 15 metres. It is located in the UK, at the Culham Science Centre near Oxford.
Fusion energy is an exciting alternative for the generation of primary energy in particular. The advantages of fusion lie in its potential as a clean, safe and virtually limitless energy source.
In addition to HUT and VTT, the project also involves the cooperation of the Helsinki Institute of Physics (HIP) Helsinki Institute of Physics. The project is being funded by EFDA and Tekes.
More information on JED
http://www.jet.efda.org
http://www.jet.efda.org/pages/usergrp4.html
Contact information:
Simo Eränen
Chief Research Scientist
+358 20 722 6661
simo.eranen@vtt.fi
Advantaged of THz and far infrared cameras - Security applications have strong market potential
VTT and the Millimetre Wave Laboratory of Finland (MilliLab) are developing a new architecture for thermal sensors to enable a simpler and more affordable way of producing the far infrared and THz cameras that are used in various security applications. The project is being financed by the European Office of Airforce Research & Development, EOARD, an affiliate of the United States Air Force. Other project partners include Lockheed-Martin Solar and Astrophysics Laboratory.
The market potential for THz imaging is enormous, especially with regard to different security applications. Other possible commercial applications could be found in medical imaging and process analytics as well as in space sciences. THz, or terahertz radiation, covers the frequency range between the infrared and microwave portion of the spectrum.
For explosives and narcotics detection
The technology being developed enables passive imaging, which means that the sensors detect THz radiation emissions of, for example, a human body without using separate sources of radiation to illuminate the target. These sensitive sensors improve the precision of surveillance at a distance of tens of meters. The detection technology not only covers different metals but also other material, enabling the detection of hidden narcotic substances or explosives. It also speeds up and improves security checks.
Innovative concept
The biggest challenge facing the developers of the equipment was to transfer these sensitive sensors into large sensor matrices. The innovative concept developed by VTT and MilliLab combines sensitive thermal sensors and micro-electromechanical MEMS switches. This new sensor - called bolometer - is designed to function in the same way as the CCD cells of a digital camera. In CCD cells the charge carries detached by the radiation are integrated in a condenser, where this accumulated charge is read out with a charge-sensitive preamplifier. A similar concept is being developed in this project, apart from the fact that these sensors accumulate heat, not charge.
VTT is also developing a true THz camera for security imaging applications. However, this camera is based on a different sensor architecture.
Additional information:
Arttu Luukanen
Director, MilliLab
+358 20 722 4674
arttu.luukanen@vtt.fi
New projects starging at Micronova
New projects starging at Micronova in the beginning of 2008
Funded by Academy of Finland
TKK
Nozzle chips for microanalytical applications (NOZZLE)
NOZZLE project starts in the beginning of 2008 and it is one of the projects implemented in MNS Laboraory by Microfabrication Group. The research focus of this four-year project is to investigate nozzle devices for analytical chemistry applications. Research partners in addition to TKK's Micro and Nanosciences Laboratory are Division of Pharmaceutical Chemistry and Department of Chemistry from the University of Helsinki. The total funding of this project is 280.000 euro and it is led by docent Sami Franssila from TKK at Micronova.
Coantact information:
Docent Sami Franssila
MNS Laboratory, Microfabrication Group
Tel. + 358 50 536 1699
Microfabrication Group's website: http://www.micronova.fi/units/mfg/
Studies on Silver Nanoparticles Embedded in Glass Optical Waveguides
The objective of this international tree-year research project is to investigate and develop advanced
processing techniques to embed silver nanoparticles in optical waveguide glasses and
characterize their properties. Such modified glasses with “self-aligned” waveguides promise
extraordinary optical functionality at affordable cost and will show enhanced nonlinear optical
effects at selected wavelengths. This project is also related to the Materials Wold Network Project and collaboration is done with the University of Arizona, USA, Carleton University in Ottawa, Canada and Universidade Estadula Paulista in Brazil. The total funding of this project is 220.000 euro and it will be led by professor Seppo Honkanen.
Contact information:
Professor Seppo Honkanen. FiDiPro
MNS Laboratory, Photonics Group
Tel. +358 9 451 4193
seppo.honkanen@tkk.fi
Photonics Group's website: http://www.micronova.fi/units/pg/
VTT
Quantum coherence in artificial solid state systems
Contact information:
Antti O. Niskanen
Research Scientist, D.Sc.(Tech.)
VTT Technical Research Centre of Finland
Email: antti.niskanen@vtt.fi
Tel. +358 20 722 4664
Folk artist M.A. Numminen inaugurated the mask aligner named Mauri Antero at Micronova
The initials of the new mask aligner Karl Süss MA6 acquired for the TKK cleanroom at Micronova led to it being named Mauri Antero. Folk artist M.A. Numminen inaugurated the Mauri Antero mask aligner in the traditional way on Tuesday 16.10.2007 and performed the Mask Aligner (“Valotin” in Finnish) rap he wrote, which got its premier performance in TKK’s cleanroom at Micronova. M.A. Numminen is publicising the ”Valotin”-rap on his compilation CD coming out in January 2008
The Valotin-rap was videotaped at the cleanroom and you can see it here:
M.A.Nummisen Valotin-rap
In addition to folk artist M.A. Numminen present for the occasion were the main user of the mask aligner, who also suggested the name, researcher Antti J. Niskanen, Director Veli-Matti Airaksinen and Helsingin Sanomat’s science reporter visiting Micronova and a group of Micronovians, from both TKK and VTT.
At the end of the ceremony folk artist M.A. Numminen received a self portrait from Director Veli-Matti Airaksinen etched into a silicon wafer, made by Antti J. Niskanen. In the picture you can see the mask needed for the mask aligner to get M.A. Numminen’s picture onto the silicon wafer. The picture was then etched into a thin film grown using the ALD method.
The mask aligner is one of the most important basic equipment in the semiconductor industry. It is used to transfer patterns onto silicon wafers. In practice all patterning in all processes is done this way.
After the inauguration ceremony of Mauri Antero people moved on to familiarise themselves with the VTT cleanroom under the lead of Professor Hannu Kattelus. Here they continued to get to know the MEMS process that started with the lithography.
Pictures of the Mauri Antero mask aligener inauguration 16.10.2007
http://www.micronova.fi/images/numminen
TUTKAS – Society of researchers and Members of Parliament
TUTKAS – Society of researchers and Members of Parliament – visited Micronova 19.9.2007, the subject being “Nanoscience and its applications in technology”. The idea was to get the members acquainted with Micronova, and tell them about the research areas in nanotechnology at TKK. All in all there were more than 40 guests.
The program consisted of the following presentations:
- Nanoscience and technology at TKK, Academy Professor Risto Nieminen
- Presentation of Micronova, Director Veli-Matti Airaksinen
- Nanomaterials, Professor Esko Kauppinen
- Nanoelectronics, Professors Jukka Pekola and Mikko Paalanen
- Nanotechnology – the Nokia-TKK cooperation, Director Tapani Ryhänen
- Nanotechnology and VTT, Director Ilkka Suni
The chairman of the society, Member of Parliament Kimmo Kiljunen, presided over the seminar and after the presentations there was a lively discussion. Nanotechnology is a current and interesting subject. Its application areas are diverse and already over 40 Finnish companies have commercial products. Some examples of the commercial products are ice hockey sticks and tennis bats, textile treatments, different coatings – window glass and tiles and cosmetics.
Image: Professor Esko Kauppinen gives a presentation on nanotubes and Mr. Kimmo Tiilikainen, the Chair of Tutkas, listens observant.
The professors taking part in the seminar conveyed to the members of parliament besides the nano know-how of TKK also the need for more research funding. World class research can only be made if the required equipment is up to date. Professor Esko Kauppinen told about the new generation electron microscope coming to the TKK campus area, which will give all new accuracy. The equipment will be placed in Nanopoli II, which will function as part of a national nanoresearch network.
The Master’s Programme in Micro and Nanotechnology also awoke interest. The programme started in 2004 and so far 22 foreign students have participated in the programme, of which five have graduate. The students are mainly from China, India and Pakistan.
Tutkas is a society that has been functioning since 1970, with the purpose to provide the necessary conditions for communication and exchange of knowledge between members of parliament and researchers, and to promote a critical view on the planning, decision making and the utilisation of results in science.
Micronova November Fest - an in-house poster exhibition at Micronova on Nov. 23, 2007
The purpose of the Micronova November Fest was to introduce the research done at Micronova, both at VTT and TKK, to other researchers at Micronova and to get together and discuss common subjects. Present at the informal interdisciplinary and organisatory event were about 70 researchers and over 40 research posters were displayed. The companies at Micronova also took part with their own posters.
In addition to the research theme also beer from different continents were sampled and there was a contest to recognise the origin of five beers. In the close contest the team from VTT won 2-1.
The experiences of the event were very positive. A similar event will be held in May next year. The main event will still be the Micronova November Fest.
Professor Ari Friberg brings a strong internationality to the optics and photonics research at Micronova
One of the world’s top researchers, Professor Ari T. Friberg considerably strengthens the optics and photonics research at TKK by coming to Micronova. He is an internationally acclaimed optics researcher who returns to his homeland after working at the Royal Institute of Technology (KTH) in Stockholm for 10 years. Ari T. Friberg’s FiDiPro-professorship is a joint venture between TKK and Joensuu University.
The Finnish research environment will according to Ari T. Friberg get important international research connections. He has acquired these through, for instance, working for 10 years in the International Commission for Optics organisation (IOC), first as the person in charge of conferences in the secretariat and since 2005 as the president of the organisation, in addition to holding his own position at the KTH. There is still one year left of the presidency.
Ari T. Friberg leads the Micro and Nano Optics and Photonics project, the larger goal of which is to lift Finland up as one of Northern Europe’s leading centres for modern optics and photonics research and applications.
- Optics and photonics development will have a profound influence on the birth of technological innovations in the 21st century. It has been said that the 20th century was the century of electronics and the 21st century is the century of optics and photonics. In the project we will especially develop micro and nanoscale equipment and technology. A special strength for us here in Finland is our ability to react quickly to new trends and be unprejudiced about taking new methods into use, says Ari T. Friberg.
The partners taking part in the project complement each other well. The Joensuu University physics department optics group mainly concentrates on diffractive optics and photonics research and manufacturing on a micro level. The profile of TKK is more versatile and the research here concentrates on more and more on nanoscale optic materials and physical basics. Especially important for the optics and photonics research at TKK is the traditional strong physics know-how.
Contact details:
Professor Ari T. Friberg
Optics and Molecular Materials laboratory
Optics group
09 451 3127
ari.friberg@tkk.fi
Home page of the optics group: http://omm.tkk.fi/en/optics/
ICO: http://www.ico-optics.org/
On the soptlight - Electron Physics Group
Electron physics has been researched at TKK since 1965 under different department and laboratory names. The current structure of the group goes back to the divide of the VTT and TKK electron physics research in 1982. There are two professors in the group, leader of the group Juha Sinkkonen and Pekka Kuivalainen. All in all there is 11 staff, and the group is now a part of the Micro and Nanosciences Laboratory.
In the picture in the front row starting from the left: Sergei Novikov, Natalia Lebedeva, Heikki Holmberg, Hele Savin, Heli Talvitie ja Imran Asghar. In the back row starting from the right: Aapo Varpula, Pekka Kuivalainen, Antti Haarahiltunen, Juha Sinkkonen ja Marko Ylikoski
Under the lead of Professor Juha Sinkkonen the group researches at the moment gas sensors, silicon based optoelectronics and the influence of impurities in silicon. Pekka Kuivalainen concentrates on spintronics research. From the beginning of next year the group aims to start again their solar cell research, which used to be their main area of research.
- Of the group’s funding only 30% comes from TKK’s budget and 70% is project funding. This funding base sets great challenges on the continuation of the research and generally on the strategic choices of research areas, says Professor Pekka Kuivalainen.
In addition the Electron Physics Group offers a broad selection of both theoretical and experimental courses for the students at TKK relating to semiconductor technology, such as semiconductor physics, semiconductor component physics and semiconductor manufacturing.
Gas sensors have been researched in the Electron Physics Group under the lead of Professor Juha Sinkkonen since 2004. The aim is to develop more accurate and higher quality sensors for the detection of gases and harmful substances. The application area of gas sensor research is especially broad; from safety and defence technology to the regulation and control needs in the medicine and food industry. An important sector is also the so called quality and convenience applications, such as the sensors measuring the quality of the outside air installed in cars.
- A Kelvin Probe, important to our research, has been acquired for us here at Micronova. With it we can measure materials sensitive to gas in a broad temperature range and in different gas environments. With the equipment we can quickly examine the effect of gases on the electrical properties of our sample materials, says researcher Aapo Varpula, who is writing his dissertation on metal oxide gas sensors.
In the Electron Physics Group semiconductor spintronics has been studied under the lead of Pekka Kuivalainen since 2002. One of the reasons the group has achieved good results quickly is because Professor Kuivalainen has been studying magnetic semiconductors since the 1970’s. In addition senior researcher Sergey Novikov’s unique know-how in the field of molecular beam epitaxy, the use of the MBE growth method, has been important in getting the research results. Significant results have been achieved among other things in the detection of so called anisotropic tunnelling magnetoresistance in ferromagnetic Mn-doped GaAs spin Esaki-Zener tunnelling and resonance diodes and in the fabrication of room temperature ferromagnetic Mn-doped GaN thin films. The results of the spintronics group research are presented in more detail in Heikki Holmberg’s coming dissertation, which is in preliminary inspection at the moment.
- Spintronics is a fairly recent research area in nanoelectronics, and it utilises in addition to the charge of the electron also its spin quality, which means the rotation of the electron around itself and is closely related to the magnetism of a material, says Heikki Holmberg who will be defending his doctoral thesis at the beginning of next year.
The Electron Physics research group has long been studying harmful metal impurities in silicon. Harmful metal impurities are a growing problem with the line width of transistors getting smaller. The project has developed a simulator for the modelling of so called gettering of metal impurities. The group has from its research results patented a method that enables the measurement of copper impurities in silicon using lifetime measurements. The research results are meant to be used in the future in the research of solar cells.
- The quality requirements of silicon material for solar cells aren’t quite as stringent as for the manufacturing of integrated circuits, and so silicon wafers are a financially profitable choice as cell material. In materials research the aim is often to reduce the expenses, says researcher Hele Savin.
Marko Yli-Koski, a member of the group researching metal impurities, got project funding for 2007 from the Finnish Academy from their new ” Researcher mobility in working life”-funding for a industry cooperation project. With this he is studying the determination of metal impurities in silicon through a new method. The industry partner is Okmetic Oy, who are the leading manufacturer of silicon wafers for MEMS-sensors.
- It has been very interesting to see how a business works. Coming from a research environment I was very impressed with the know-how and amount of knowledge at Okmetic and their target-oriented and production motivated mode of operation, says Marko Yli-Koski, researcher involved in the project. A year is a very short time for the development of a whole new method, and so I hope the Academy will give us funding for next year still so we can reach our final targets, continues Yli-Koski.
Contact details:
Professor, leader of the group
Juha Sinkkonen
Phone: + 358 9 451 2320
juha.sinkkonen@tkk.fi
Professor
Pekka Kuivalainen
Phone: + 358 9 451 2321
pekka.kuivalainen@tkk.fi
Electron Physics Group´s website: http://www.micronova.fi/units/epg/
More information on the Kelvin Probe http://micronova.tkk.fi/equipment/kelvin.html
Micronova communications:
Aila Blomberg
+ 358 50 541 8829
aila.blomberg@tkk.fi
Puhdastila - Micronovan suuri, puhdas sydän
Micronovan tutkimuskeskuksen ytimen muodostaa 2600 m2 puhdastila. Tilasta on VTT:n käytössä 1850 m2 ja TKK:lla noin 750 m2. Molemmilla organisaatioilla on omat puhdastilasta vastaavat henkilöt, VTT:llä puhdastilapäällikkö Ulrika Gyllenberg (kuvassa oikealla) ja TKK:lla käyttöinsinööri Paula Heikkilä.
Micronovan puhdastila rakennettiin kahdessa vaiheessa. VTT mikroelektroniikan valmistus ja sen edellyttämä puhdastila on toiminut Tietotien ja Tekniikantien kulmassa vuodesta 1997. Kun VTT:n ja TKK:n mikro- ja nanoteknologiatutkimus päätettiin keskittää 2000-luvun alussa samaan taloon, lähdettiin suunnittelemaan rakennuksen laajennusta ja nykynormit täyttävää puhdastilaa TKK:lle. Laajennusvaiheessa otettiin myös huomioon erityisesti spin-off -yritysten toimitilatarpeet. Laajennus vihittiin käyttöön vuonna 2003, ja siitä lähtien VTT ja TKK ovat tiivistäneet yhteistyötään mikro- ja nanoteknologian kehittämisessä yhteisessä Micronovassa.
Pohjoismaiden suurimpien puhdastilojen ylläpito vaatii paljon resursseja ja eritysosaamista, jota löytyy VTT:ltä kolmen vuosikymmenen kokemuksen ansiosta runsain mitoin. VTT:n asiantuntijat vastaavat kaikista perusjärjestelmistä, kuten tutkimuksessa tarvittavien kaasujen saatavuudesta, sähköstä, ilman ja veden suodatusjärjestelmistä sekä Micronovan yleisestä turvallisuudesta ja ympäristöstä.
Toiminnallisen ylläpidon lisäksi molempiin tiloihin hankitaan uusia laitteita, ja niistä vastaavat molemmat organisaatiot omilla resursseillaan. Laitekannan tulee olla laaja, jotta sillä pystytään palvelemaan kehittyvää tutkimusta. Ajanmukaisten tilojen, hyvän laitekannan ja syvällisen prosessiasiantuntemuksen ansiosta Micronovassa pystytään hyödyntämään mikro- ja nanotekniikkaa huipputason perustutkimuksesta soveltaviin teollisuusprojekteihin ja jopa piensarjatuotantoon asti.
- Sähkö ja vettä talossa kuluu paljon, ja siksi onkin tärkeää kehittää prosesseja, jossa otetaan huomioon ympäristönäkökohdat. Tästä on esimerkkinä talvella tarvittavan ilmankostutusmenetelmän muuttaminen aiemmasta höyrytyksestä nykyiseen paineilmasumutukseen. Tällä muutoksella saatiin aikaan suuria säästöjä sähkönkulutuksessa. Myös raakaveden käytössä saatiin säästöjä, kun suodatusprosessi optimoitiin, kertoo Ulrika Gyllenberg tyytyväisenä. Kaikessa kehittämisessä on tärkeää hankkia vertailutietoa ja oppia muiden kokemuksista. Näitä saamme mm. European Clean Room Platformista, jossa olemme jäseninä, jatkaa Gyllenberg.
- VTT:n puolella piikiekkojen prosessointi on järjestetty siten, että operaattorit hoitavat suurimman osan prosessointityöstä. VTT:n yhteistyöyritykset ja omat tutkijat toki käyttävät tiloja tarpeiden mukaan laitevastuuhenkilöiden opastuksella. Operaattori-vetoinen järjestely takaa prosessien laadun ja pitää myös laitteet varmemmin kunnossa, kun vain osaavat henkilöt saavat niitä käyttää. Micronovan puhdastilojen puhtaustaso onkin huippuluokkaa, ja siitä saamme olla ylpeitä, kertoo Ulrika Gyllenberg.
TKK:n puolen puhdastiloja käyttävät sekä TKK:n opiskelijat, tutkijat että yhteistyöyritykset. Laitteiden ylläpidosta vastaa TKK:n tekninen henkilöstö. Prosessilaitteilla on tutkijoiden joukosta nimetyt pääkäyttäjät, jotka kouluttavat prosessit uusille käyttäjille. Käyttökulttuuri on kuitenkin vapaampaa ja avoimempaa kuin VTT:n tiloissa, joissa tehdään enemmän yhteisprojekteja yritysten kanssa, ja liikesalaisuuksia on varjeltava.
Käyttöinsinööri Paula Heikkilä oli TKK:n puhdastilan suunnittelussa mukana alusta alkaen, ja se miten eri ”sormet” nyt puhdastilassa sijoittuvat onkin hänen käsialaansa. Suunnittelussa on otettu huomioon TKK:n tilojen erilainen käyttäjäkunta. Selkein ero VTT:n puhdastilojen käyttäjäkuntaan verrattuna lieneekin se, että TKK:n opiskelijat suorittavat puhdastilakurssit Micronovassa osana laajempaa koulutusohjelmaa.
- TKK:n opiskelijat saavat kurssin aikana koulutuksen puhdastilassa työskentelystä, turvallisuusasioista ja lainsäädännöstä, kertoo koulutuksen vetäjä Paula Heikkilä TKK:lta. Järjestämme myös maksullista koulutusta yritysten henkilöstölle, hän jatkaa.
Tätä nykyä VTT:n ja TKK:n puhdastilojen yhteiskäyttö on vielä satunnaista, johtuen ehkä juuri erilaisista kulttuureista. Nyt on kuitenkin ensimmäinen yhteinen laitehankinta vireillä ja tekeillä selvitys laitteista, jotka voisivat olla yhteiskäyttöisiä. VTT hyödyntää vastavuoroisesti TKK:n osaamista kemikaaliturvallisuudessa.
Lukuja puhdastilasta:
Micronovassa puhdastilaa yhteensä n. 2600 m2, josta
VTT:llä n. 1850 m2 ja TKK:lla 750 m2
Puhtausluokitus 10 550 m2
Puhtausluokitus 100-1000 875 m2
VTT:llä n. 100 käyttäjää - operaattorit, tutkijat, yritykset
TKK:lla n. 70 käyttäjää – tutkijat ja opiskelijat
Yhteystiedot:
Ulrika Gyllenberg
Puhdastilapäällikkö, VTT
Puh. 020 722 6664
ulrika.gyllenberg@vtt.fi
Paula Heikkilä
Käyttöinsinööri, TKK
Puh. 451 6051
paula.heikkilae@tkk.fi
Lisää tietoa puhdastilasta englanniksi:
http://www.micronova.fi/facilities/equipment/index.html
NEST ja PICO tutkivat yhdessä nanoa - kansainvälisessä yhteistyössä parhaat resurssit kohtaavat
Kylmälaboratorion PICO-ryhmän pisalainen yhteistyökumppani tutkimuksessa on maailmankuulun Scuola Normale Superioren yhteydessä toimiva Italian nanotutkimuksesta kansallisesti vastaava NEST – National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology. NEST on tutkimusinstituutti, jossa laskennalliset, kokeelliset ja teoreettiset fyysikot tutkivat nanoskaalan ilmiöitä yhdessä kemistien ja biologien kanssa. Tällähetkellä NESTin tilat ovat Pisan historiallisessa ydinkeskustassa, mutta laitos muuttaa
uusiin tiloihin kuluvan vuoden lopulla. Uusissa tiloissa esim. puhdastilat tulevat olemaan pinta-alaltaan kaksinkertaiset nykyisiin 150 m2 tiloihin verrattuna.
Yhteistyö PICO-ryhmän ja arvostetun NEST-tutkimuskeskuksen kesken on jatkunut vuodesta 2000. Yhteisesti tutkitaan lämmönsiirron ilmiöitä nanorakenteissa ja matalissa lämpötiloissa. Tutkimusryhmään kuuluvat ryhmän vetäjä Francesco Giazotto tutkijat Pasqualantonio Pingue, Fabio Taddei ja Cesar Pascual Garcia. NEST-tutkimuskeskuksen vahvuutena on erityisesti mesoskooppinen fysiikka ja puolijohderakenteet.
Kuva vasemmalla: NEST-laboratoriosta Pisasta, oikealla Francesco Giazotto. Kuva oikealla: NEST-laboratorion puhdastilasta Pisasta, vasemmalla Francesco Giazotto.
PICO-ryhmä ja NESTin tutkijat ovat yhdessä kehittäneet lämpötransistorin, joka on valmistettu yhteistyössä TKK:n Fysiikan laboratorion kanssa.
”Osana tutkimusyhteistyötä lähetämme näytteitä mitattaviksi PICO-ryhmän tutkijoille Micronovaan, koska meillä ei ole NEST:issä toistaiseksi millikelvin-alueen mittauksiin sopivia laitteita. Saattaa olla, että uusiinkaan tiloihimme ei hankita juuri tätä mittalaitetta. Vierailen itse muutamia kertoja vuodessa Micronovassa, ja tarkoitus on tulla loppuvuodesta hieman pidemmäksi aikaa Suomeen, kertoo Francesco Giazotto. Tutkimusyhteistyömme tulee varmasti jatkumaan edelleen, hän jatkaa.
Verkottuminen kansainvälisten tutkimusryhmien kanssa on elintärkeää tutkimuksen kehittymiselle. Siksi NEST ja myös Giazotton ryhmä tekevät kiinteää yhteistyötä varsin laajasti. Hankkeita ja kontakteja on PICO-ryhmän lisäksi kanadalaisten, englantilaisten, yhdysvaltalaisten, saksalaisten, tanskalaisten, hollantilaisten, ruotsalaisten, sveitsiläisten ja japanilaisten tutkijoiden kanssa.
”Suomalaisen PICO-ryhmän jäsenten kanssa yhteistyö on ollut erityisen mieluisaa ja antoisaa. Työn tuloksena on syntynyt lukuisia yhteisjulkaisuja. Myös arvostetut Nature ja Science julkaisut ovat esitelleet yhteisiä tutkimustuloksiamme. Erityisesti arvostamme suomalaisen yhteistyökumppanimme avoimuutta, joustavuutta ja luotettavuutta, toteaa Giazotto tyytyväisenä.
Tutkijanvaihtoa NESTillä on erityisesti TKK:n ja myös ruotsalaisen Lundin yliopiston kanssa. Loppukesästä jatko-opiskelija Stefano Tirelli työskenteli muutaman viikon Jukka Pekolan ryhmässä Micronovassa. Hän on työskennellyt Giazotton ryhmässä vajaan vuoden ja tarkoituksena on saada maisterintutkintoon tarvittava tutkimustyö valmiiksi vuoden kuluessa.
Kuva vasemmalla: NEST:n laboratoriosta Pisassa, Stefano Tirelli vasemmalla. Kuva oikealla: Jukka Pekola (oikealla) ja Stefano Kylmälaboratorion tiloissa Micronovassa.
- Tutkin suprajohtavia elektronijäähdyttimiä maisterintutkintoani varten. Pekolan ryhmä on tämän tutkimusalueen edelläkävijä, ja on hienoa saada tehdä yhteistyötä ryhmän kanssa, kertoo Stefano Tirelli. TKK:n kampusaluetta hän pitää kauniina ja tiiviin tutkimustyön ohella on ollut myös aikaa tutustua pääkaupunkiseutuun.
Yhteystiedot
Professori Jukka Pekola
Teknillinen Korkeakoulu, Kylmälaboratorio
PICO ryhmä, Micronova
Puh. (09) 451 4913
jukka.pekola@tkk.fi
TKK:n tutkijat rakensivat ensimmäisen nanokokoisen lämpötransistorin - maailman pienimmän jääkaapin
Suomalaisryhmä on kehittänyt ja valmistanut Teknillisen korkeakoulun Kylmälaboratoriossa nanokokoisen lämpötransistorin, joka on samalla pienin koskaan tehty jääkaappi. Laite on valmistettu nanoteknisesti käyttäen elektronisuihkulitografiaa ja se toimii hyvin matalissa lämpötiloissa alle yhden asteen päässä absoluuttisesta nollapisteestä. Laitteen läpi meneviä elektroneja voidaan kontrolloida yksi kerrallaan metalli-suprajohde –rakenteessa ja tämän ansiosta sitä voidaan käyttää lämpötransistorina.
Suomalaiset ovat tutkineet elektronien höyrystämiseen perustuvaa jäähdytystä jo yli vuosikymmenen ajan. Transistori on perinteisesti ohjannut sähkövirtaa, mutta nyt kehitetyssä lämpötransistorissa se ohjaa lämpövirtaa siten että myös jäähdytystä on mahdollisuus säätää. Uutena piirteenä TKK:n tutkijoiden valmistamassa laitteessa on erityisen pieni koko. Laite on läpimitaltaan vain noin 1 mikrometrin eli millimetrin tuhannesosan mittainen ja toimintaa säätelevät kontaktit ovat läpimitaltaan vain muutamia kymmeniä nanometrejä eli metrin miljardisosia.
Elektronijäähdyttimiä kaavaillaan käytettävän esimerkiksi avaruustutkimuksessa pienten säteilynilmaisimien täsmäjäähdytykseen. Myös muualla kuin avaruustutkimuksessa pienuus ja yksinkertaisuus olisivat usein valttia. Muita sovellusalueita voivatkin olla esim. kuvantamisessa käytettävät sensorit.
- Miniatyrisoitavat jäähdytystekniikat kehittyvät parhaillaan nopeasti. Voimmekin visioida, että ennen pitkää elektroniset piirit ovat suprajohtavia ja toimivat hyvin kylmissä lämpötiloissa ilman että käyttäjä edes välttämättä tietää näin olevan. Nyt kehitetty lämpötransistori antaa mahdollisuuden lämpövirran säätämiseen hyvin pienin häviöin sekä paikallisesti ja ajallisesti hyvin tarkasti, kertoo professori Jukka Pekola.
- Nyt syntynyt tutkimustulos on tutkijoilleen mielenkiintoinen puhtaasti perustutkimusmielessä. Se on ensimmäinen askel kohti laitetta, jossa termodynamiikkaa eli lämpöoppia tullaan jatkossa tutkimaan liikuttelemalla elektroneja yksi kerrallaan esimerkiksi syklisissä tai Brownin liikkeeseen perustuvissa jäähdyttimissä, jatkaa Pekola.
Kuva: Tavallisessa transistorissa sähkövirtaa kontrolloidaan ns. veräjän avulla, mutta nyt TKK:lla kehitetyssä laitteessa jäähdyttävää energiavirtaa voidaan ohjata ensimmäistä kertaa samalla periaatteella (veräjä on harmaa johdin vasemmalla). Jäähdytyksessä kuumat elektronit ”imaistaan” ulos metallista (kuvassa keltainen) suprajohteeseen (harmaat ”sormet” oikealla).
Lämpötransistori on kehitetty ja valmistettu TKK:n Kylmälaboratorion, Fysiikan laboratorion ja italialaisen Scuola Normale Superioren yhteistyönä. Viimeisimmät tulokset esitellään Physical Review Letters sarjassa tällä viikolla.
Olli-Pentti Saira, Matthias Meschke, Francesco Giazotto, Alexander M. Savin, Mikko Möttönen, and Jukka P. Pekola, Heat Transistor: Demonstration of Gate-Controlled Electron Refrigeration, Physical Review Letters 99, 027203 (2007).
Yhteystiedot:
Professori Jukka Pekola
Teknillinen Korkeakoulu, Kylmälaboratorio
PICO ryhmä, Micronova
Puh. (09) 451 4913
jukka.pekola@tkk.fi
Tutkimustuloksesta raportoitiin mm. Science-lehden verkkoversiossa ScienceNow 10.7.2007: http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2007/710/3
VTT:n tutkija mukana merkittävässä kvanttibittitutkimuksessa
VTT:n tutkija Antti O. Niskanen osallistui kahteen merkittävään suprajohtavia kvanttibittejä käsittelevään tutkimukseen. Lokakuun ensimmäisessä Naturessa julkaistu artikkeli (viite 1) demonstroi yksittäisen keinotekoisen "atomin" ja mikroaaltoresonaattorin laser-ilmiön. Kokeessa käytettiin ns. suprajohtavaa varauskvanttibittiä keinotekoisena atomina ja onnistuttiin tuottamaan mikroaaltoja stimuloidun emission avulla.
Aiemmin toukokuussa julkaistussa Science-lehden artikkelissa (viite 2) toteutettiin kvanttitietokonearkkitehtuurin kannalta perustavaa laatua oleva koe jossa ns. suprajohtavien vuokvanttibittien välistä vuorovaikutusta onnistuttiin kontrolloimaan dynaamisesti siten että kvanttitietokoneen kannalta ehdotonta kvanttikoherenssia ei heikennetä.
Molemmissa kokeissa käytettiin hyväksi alumiinista ebeam-litografialla ja metallin höyrystyksellä valmistettuja nanoskaalan virtapiirejä, jotka jäädytettäessä muutaman kymmenen millikelvinin lämpötilaan muuttuvat hyvin vähähäviöisiksi ja vähähäiriöisiksi. Näin on mahdollista toteuttaa epälineaarisia virtapiirejä joissa dynamiikka muistuttaa läheisesti atomaarista kvanttimekaanista käyt-täytymistä.
Kokeet tehtiin Niskasen ollessa Japanissa tutkijavaihdossa NEC:n perustutkimuslaitoksessa Tsukubassa. Pääasiallisia rahoittajia olivat NEC:n lisäksi japanilaiset JST (Japan Science and Technology Agency) ja RIKEN (Institute of Physical and Chemical Research). Mainittujen tutkimusjulkaisujen lisäksi Niskanen oli mukana syyskuussa kutsutussa "News & Views" artikkelissa (viite 3) joka niin ikään julkaistiin Naturessa.
Niskanen työskentelee tutkijana Kvantroniikkatiimissä joka on osa VTT:n ja TKK:n Kylmälaboratorion yhteistä Suomen Akatemian Huippuyksikköä.
Viitteet:
1. O. Astafiev, K. Inomata, A.O. Niskanen, T. Yamamoto, Yu. A. Pashkin,
Y. Nakamura, and J.S. Tsai, Single artificial atom lasing, NATURE 449, 588 (2007).
2. A.O. Niskanen, K. Harrabi, F. Yoshihara, Y. Nakamura, S. Lloyd and
J.S. Tsai, Quantum Coherent Tunable Coupling of Superconducting Qubits, SCIENCE 316, 723 (2007).
3. A.O. Niskanen and Y. Nakamura, Qubits ride the photon bus, NATURE
(News & Views) 449, 415 (2007).
Yhteystiedot:
Antti O. Niskanen
Research Scientist, D.Sc.(Tech.)
VTT Technical Research Centre of Finland
Email: antti.niskanen@vtt.fi
Tel. +358 20 722 4664
VTT ja italialaiset Kiian SpA ja Itaca Nova perustivat yhteisyrityksen
Tuotteen aitouden tunnistus helpottuu
VTT:n ja italialaisten perustama yhteisyritys Nicanti Oy alkaa kaupallistaa uutta tuotetunnistusratkaisua, joka perustuu VTT:n kehittämään sähköisen koodin teknologiaan ja italialaisen painovärivalmistaja Kiian SpAn ja nanoteknologiaa kehittävän Itaca Novan musteteknologiaan. Ensimmäiset käyttökohteet Nicantin sähköisen koodin tuotteille tulevat olemaan tuotteiden aitouden tunnistamisessa. Teknologia perustuu alkuperäistuotteeseen painettavaan sähköiseen, näkymättömään koodiin, joka mahdollistaa tuotteen aitouden tunnistamisen jälkikäteen edullisesti.
Tamperelaisen Nicanti Oy:n pääomistaja on Kiian SpA, ja vähemmistöomistajina yrityksessä ovat VTT, Itaca Nova ja yrityksen johto.
"Nicantin kaupallistama ratkaisu on jatkumoa VTT:ssä tehdylle RFID-teknologian kehitystyölle. RFID-tuotetunnistukseen verrattuna uusi ratkaisu on toteutukseltaan kustannustehokkaampi", toteaa VTT:n tutkimusprofessori Heikki Seppä.
”VTT:llä on usean vuoden ajan panostettu painetun älyn ja painetun elektroniikan tutkimukseen ja kehittämiseen. VTT:n painetun älykkyyden keskus (Center for Printed Intelligence) yhdistää it-, elektroniikka- ja painatusteknologiaa tavoitteenaan tutkimustulosten ja uusien tuotteiden kaupallistuminen. Painetun älyn kenttä mahdollistaa paljon uusia sovellusmahdollisuuksia ja Nicanti Oy:n uudenlainen älytuote on esimerkki globaaleille markkinoille massatuotantoon soveltuvasta ratkaisusta”, kertoo VTT:n tutkimusprofessori, painetun älykkyyden keskuksen johtaja Harri Kopola.
Itaca Nova on nanoteknologian alalla toimiva tutkimus- ja kehitysyhtiö. Yhtiön tämänhetkiset projektit keskittyvät Nicantin tuotteille tehtävään kehitystyöhön.
Kiianin musteet ja niihin liittyvät tuotteet kattavat sovelluksia graafiselle alalle, teollisuus- ja tekstiilimarkkinoille maailmanlaajuisesti. Kiian on työskennellyt älykkäiden musteiden ja siihen liittyvien sovellusten parissa useita vuosia. Sen teknologia tuo innovatiivisia materiaaleja Nicantin tuote- ja brändiautentikointiin liittyviin ratkaisuihin.
Lisätietoja
Tapio Koivu
Toimialajohtaja
020 722 6943
tapio.koivu@vtt.fi
Harri Kopola
Tutkimusprofessori
020 722 2369
harri.kopola@vtt.fi
Kari-Matti Varanki
Toimitusjohtaja, Nicanti Oy
040 020 2007
VTT:ltä ilmaisinkomponentteja maailman suurimpaan fuusioenergian tutkimusreaktoriin
Uudet ja tehokkaammat ilmaisimet piistä
Isossa-Britanniassa sijaitsevan JET (Joint European Torus) -fuusiotutkimusreaktorin neutraalihiukkasanalysaattorien nykyiset tuikeilmaisimet korvataan tehokkaammilla pii-ilmaisimilla. VTT:n kehittämien ilmaisinkomponenttien ensimmäisiä prototyyppejä testataan parhaillaan.
Maailman suurimman fuusioenergian tutkimusreaktorin JET:n plasman neutraalien partikkeleiden ilmaisimet korvataan pii-ilmaisimilla. Neutraalihiukkasanalysaattorien ilmaisimet uusitaan, koska pii-ilmaisimien odotetaan olevan nykyisiä tuikeilmaisimia vähemmän herkkiä säteilytaustalle, nopeampia ja säteilynkestävämpiä sekä kykenevän erottelemaan eri ionilajit paremmin.
VTT on kehittänyt JET:n neutraalihiukkasanalysaattorien ilmaisinkomponentit, joiden ensimmäinen prototyyppierä on valmistunut. Komponenttien lähtömateriaalina on käytetty piikiekkoja anturi- ja puolijohdeteollisuudelle valmistavan Okmetic Oyj:n SOI-kiekkoa. Ilmaisimien ominaisuuksien yksityiskohtainen analysointi ja testaus ovat parhaillaan käynnissä. Koko hanketta koordinoi TKK.
Uusiin ilmaisimiin perustuva ilmaisinyksikkö on tarkoitus asentaa JET:iin vuonna 2009. JET on maailman suurin tokamak-reaktori, ja sitä hyödynnetään ITER-fuusiokoereaktorissa. JET:n plasma on noin munkkirinkilän muotoinen, ja sen iso säde on 3 metriä ja pieni säde on n. 1 metri. Laitteisto on kokonaisuudessaan 12 metriä korkea ja läpimitaltaan 15 metriä. Se sijaitsee Culhamin tiedekeskuksessa, Oxfordin lähellä Isossa-Britanniassa.
Fuusioenergia on lupaava vaihtoehto erityisesti perusvoiman tuotantoon. Fuusion etuina ovat käytännössä rajattomat polttoainevarannot, turvallisuus sekä ympäristö- ja ilmastoystävällisyys.
EFDA:n ja Tekesin rahoittamassa hankkeessa on TKK:n ja VTT:n lisäksi mukana Fysiikan tutkimuslaitos HIP, Helsinki Institute of Physics.
Lisätietoja JETistä:
http://www.jet.efda.org
http://www.jet.efda.org/pages/usergrp4.html
Lisätietoja
Simo Eränen
Johtava tutkija
020 722 6661
simo.eranen@vtt.fi
Juha Kalliopuska
Tutkija
020 722 5815
juha.kalliopuska@vtt.fi
TKK, Projektipäällikkö Marko Santala
marko.santala@hut.fi
09 451 3252
Edullisempia ja suorituskykyisempiä THz- ja kaukoinfrapunakameroita
Turvallisuussovelluksilla suuret markkinamahdollisuudet
VTT ja MilliLab kehittävät uutta termisen ilmaisimen arkkitehtuuria, joka voi mahdollistaa huomattavasti yksinkertaisemman ja edullisemman tavan valmistaa esimerkiksi turvallisuussovelluksissa käytettäviä kaukoinfrapuna- ja THz-kameroita. Hankkeen rahoittaa Yhdysvaltain ilmavoimien organisaatioon kuuluva European Office of Airforce Research & Development, EOARD. Yhteistyökumppanina on myös Lockheed-Martin Solar and Astrophysics Laboratory.
THz-kuvantamisen kaupallinen potentiaali on valtava erityisesti turvallisuussovellusten osalta. Mahdollisia kaupallisia sovellusalueita ovat myös lääketieteellinen kuvantaminen sekä prosessianalytiikka. Turvallissuussovellusten lisäksi teknologiaa voidaan soveltaa myös avaruustähtitieteessä. THz- eli terahertsisäteily on säteilyä, joka sijoittuu infrapunasäteilyn ja mikroaaltosäteilyn väliselle taajuusalueelle.
Soveltuu myös räjähteiden ja huumeiden havaitsemiseen
Kehitettävä teknologia mahdollistaa passiivisen kuvauksen, jossa ilmaisimet havaitsevat esimerkiksi ihmiskehosta lähtevää THz-säteilyä ilman, että kohdetta tarvitsisi valaista erillisellä säteilylähteellä. Erittäin herkkien ilmaisinten avulla tarkkoja havaintoja voidaan tehdä kauempaa kuin aikaisemmin, jopa kymmenien metrien etäisyydeltä. Metallien lisäksi pystytään havaitsemaan myös muut materiaalit. Näin mahdollistuu myös vaatteiden alle kätkettyjen huumeiden tai räjähdysaineiden havaitseminen. Uuden teknologian avulla voidaan nopeuttaa ja helpottaa mm. turvallisuustarkastuksia.
Innovatiivinen konsepti
Isojen ilmaisinmatriisien tekeminen erittäin herkistä THz -ilmaisimista on ollut suurin haaste laitteiden kehittäjille. VTT:n ja MilliLabin innovatiivinen konsepti yhdistää herkät lämpöilmaisimet mikroelektromekaanisiin MEMS-kytkimiin. Ajatuksena on, että uusi terminen ilmaisin eli bolometri toimii ikään kuin digikameroiden CCD-kennot. Niissä ilmaisimeen osuvan säteilyn irrottamat varauksenkuljettajat integroituvat kondensaattoriin, ja tämä kumuloitunut varaus luetaan varausherkällä esivahvistimella. Hankkeessa kehitetään samantyyppistä konseptia sillä erolla, etteivät ilmaisimet kerää varausta vaan lämpöä.
VTT kehittäää myös varsinaista THz-kameraa turvakuvaussovelluksiin. Kamera perustuu kuitenkin erilaiseen ilmaisinarkkitehtuuriin.
Lisätietoja
Arttu Luukanen
Johtaja, MilliLab
020 722 4674
arttu.luukanen@vtt.fi
Micronovan uusia hankkeita
Micronovassa vuonna 2008 alkavia uusia hankkeita
Rahoittajana Suomen Akatemia
TKK
Nozzle chips for microanalytical applications (NOZZLE)
Vuoden 2008 alussa käynnistyy MNT-laboratorion mikrofluidistiikkaryhmän 4-vuotinen hanke, jossa tutkitaan mikrosuutinkomponentteja analyyttisen kemian sovelluksiin. NOZZLE-hankeessa ovat mukana TKK:n Mikro- ja nanotekniikkalaboratorion lisäksi Helsingin yliopiston Farmaseuttisen kemian osasto ja Kemian laitos. Hankkeen kokonaisrahoitus on 280.000 euroa ja sen johtajana toimii dosentti Sami Franssila TKK:lta Micronovasta.
Dosentti Sami Franssila
MNT-laboratorio, mikrofluidistiikkaryhmä
Puh. 050 536 1699
Sami.franssila@tkk.fi
Ryhmän kotisivut: http://www.micronova.fi/units/mfg/
Studies on Silver Nanoparticles Embedded in Glass Optical Waveguides
Vuoden 2008 alussa käynnistyy MNT-laboratorion fotoniikan ryhmän 3-vuotinen hanke, jossa tutkitaan optisiin lasiaaltojohteisiin muodostettuja hopeananopartikkeleita. Hankkeessa tullaan tekemään yhteistyötä Materials World Network –projektissa. Yhteistyökumppaneina ovat mm. professori Axel Schüllzgen National Science Foundationista USA:sta sekä Carleton University Kanadasta ja Universidade Estadula Paulista Brasiliasta. Hankkeen kokonaisrahoitus on n. 220.000 euroa ja sen johtajana toimii professori Seppo Honkanen TKK:lta Micronovasta.
Professori Seppo Honkanen. FiDiPro
MNT-laboratorio, fotoniikan ryhmä
Puh. 451 4193
seppo.honkanen@tkk.fi
Ryhmän kotisivut: http://www.micronova.fi/units/pg/
VTT
Keinotekoiset koherentit kvanttisysteemit
Projektissa tutkitaan kvanttikoherenssia keinotekoisissa kiinteän olomuodon systeemeissa ja erityisesti suprajohtavia Josephsonin liitoksia sisältävissä sähköpiireissä. Yhtäältä tutkitaan realistisia kvanttimekaanisia tiedonkäsittelyarkkitehtuureja. Toisaalta tehdään kvanttikoherenssikokeita. Motivaationa on kvanttitietokonetutkimuksen lisäksi laitteissa esiintyvien fysiikaalisten ilmiöiden kuten dekoherenssin ja kohinan tarkastelu. Hanke on 3-vuotinen.
Yhteystiedot:
Antti O. Niskanen
Research Scientist, D.Sc.(Tech.)
VTT Technical Research Centre of Finland
Email: antti.niskanen@vtt.fi
Tel. +358 20 722 4664
Kansantaiteilija M.A. Numminen vihki Mauri Anteroksi nimetyn valottimen Micronovassa
Kansantaiteilija M.A. Numminen vihki Mauri Anteroksi nimetyn valottimen Micronovassa
Micronovaan TKK:n puhdastilaan hankitun uuden valottimen Karl Süss MA6:n alkukirjaimet johtivat siihen, että valotin nimettiin Mauri Anteroksi. Kansantaiteilija M.A. Numminen vihki Mauri Antero -valottimen perinteisen kaavan mukaan tiistaina 16.10.2007 ja esitti tilaisuuteen kirjoittamansa Valotin-rapin, joka sai ensiesityksensä Micronovan TKK:n puhdastilassa. M.A. Numminen julkaisee Valotin-rapin myös tammikuussa 2008 julkaistavalla kokoelma-CD:llään.
Valotin-rapin esitys on videoitu Micronovan puhdastilasta:
M.A.Nummisen Valotin-rap
Tilaisuutta olivat juhlistamassa kansantaiteilija M.A. Nummisen lisäksi laitteen pääkäyttäjä ja nimen ehdottaja, tutkija Antti J. Niskanen, johtaja Veli-Matti Airaksinen sekä Micronovassa vierailulla olleet Helsingin Sanomien tiedetoimittajat sekä joukko micronovalaisia sekä TKK:lta että VTT:ltä.
Seremonian päätteeksi kansantaiteilija M.A. Numminen vastaanotti johtaja Veli-Matti Airaksiselta piikiekolle syövytetyn omakuvan, jonka Antti J. Niskanen oli työstänyt. Valokuvassa nähdään valotuksessa tarvittava maski, jonka avulla M.A. Nummisen kuva valotettiin piikiekolle. Tämän jälkeen kuva syövytettiin ALD-menetelmällä kasvatettuun ohutkalvoon.
Valotin on yksi puolijohdeteollisuuden tärkeimmistä peruslaitteista. Sitä käytetään kuvioiden siirtämiseen piikiekoille. Käytännössä kaikki kuviointi kaikissa prosesseissa tehdään valottamalla.
Mauri Anteron vihkiseremonian jälkeen siirryttiin tutustumaan VTT:n puhdastiloihin prof. Hannu Katteluksen johdolla. Täällä jatkettiin litografiasta alkunsa saavaan MEMS-prosessiin tutustumista.
Muutamia valokuvia Mauri Antero -valottimen vihkimisestä 16.10.2007:
http://www.micronova.fi/images/numminen
TUTKAS - Tutkijoiden ja kansanedustajien seura vieraili Micronovassa 19.9.2007
TUTKAS – Tutkijoiden ja kansanedustajien seura - vieraili Micronovassa 19.9.2007 aiheenaan Nanotiede ja sen sovellutukset tekniikassa. Tarkoitus oli tutustuttaa seuran jäsenet Micronovaan sekä kertoa tutkimusalueista, jossa TKK:lla tutkitaan nanoteknologiaa. Kaikkiaan vierailijoita on runsaat 40.
Ohjelma koostui seuraavista esityksistä:
- Nanotiede ja –teknologia TKK:ssa, akatemiaprofessori Risto Nieminen
- Micronovan esittely, johtaja Veli-Matti Airaksinen
- Nanomateriaalit, professori Esko Kauppinen
- Nanoelektroniikka, professorit Jukka Pekola ja Mikko Paalanen
- Nanotekniikka – Nokia-TKK –yhteistyö, johtaja Tapani Ryhänen
- Nanoteknologia ja VTT, johtaja Ilkka Suni
Seuran puheenjohtaja, kansanedustaja Kimmo Kiljunen johti puhetta seminaarin aikana ja esitysten jälkeen käytiin vilkastakin keskustelua. Nanoteknologia on ajankohtainen ja kiinnostava aihe. Sen sovellusalueet ovat monimuotoiset ja jo yli 40 suomalaisyrityksellä on kaupallisia tuotteita. Kaupallisista sovelluksista mainittakoon esimerkiksi: jääkiekko- ja tennismailat, sukset, tekstiilien käsittely, erilaiset pinnoitteet – ikkunalasit ja kaakelit sekä kosmetiikka.
Kuvassa: Professori Esko Kauppinen kertoo hiilinanoputkista ja Tutkaksen puheenjohtaja Kimmo Kiljunen kuuntelee tarkkaavaisena.
Seminaarissa esiintyneet TKK:n professorit välittivät kansanedustajille TKK:n nano-osaamisen lisäksi tarpeen tutkimuksen lisärahoituksesta. Maailmanluokan tutkimusta voidaan tehdä vain, jos tarvittavat laitteet ovat ajantasaiset. Professori Esko Kauppinen kertoi TKK:n kampusalueelle tulevasta uuden sukupolven elektronimikroskoopista, jolla päästään aivan uusiin tarkkuuksiin. Laite sijoitetaan Nanopoli II:een, joka tulee toimimaan osana kansallista nanotutkimusverkostoa.
Kiinnostusta herätti myös Master’s Programme in Micro and Nanotechnology -ohjelma. Ohjelma alkoi vuonna 2004 ja siinä on opiskellut tähän asti 22 ulkomaista opiskelijaa, joista viisi on valmistunut. Opiskelijat ovat pääosin Kiinasta, Intiasta ja Pakistanista.
Tutkas on vuodesta 1970 toiminut seura, jonka tarkoituksena on luoda edellytykset kansanedustajien ja tutkijoiden väliselle yhteydelle ja tiedonvaihdolle sekä edistää tiedettä koskevan suunnittelun, päätöksenteon ja tulosten hyväksikäytön kriittistä tarkastelua.
Micronova November Fest - talon sisäinen posterinäyttely 23.11.2007
Nyt ensimmäisen kerran järjestetyn Micronova November Festin tarkoituksena oli esitellä Micronovassa, niin VTT:llä kuin TKK:llakin, vuoden aikana tehtyä tutkimusta Micronovan muille tutkijoille ja kokoontua keskustelemaan yhteisistä aiheista. Paikalla vapaamuotoisessa poikkitieteellisessä ja –organisatorisessa tapahtumassa oli läsnä runsaat 70 tutkijaa ja esillä yli 40 tutkimusesitettä. Myös Micronovassa olevat yritykset olivat mukana omilla postereillaan.
Tutkimusteeman lisäksi maisteltiin eri maanosien oluita, ja järjestettiin myös tunnistamiskilpailu, jossa VTT:n ja TKK:n joukkueiden tuli tunnistaa viiden olutlaadun kotimaat. Kireässä kilpailussa voiton vei VTT:n joukkue luvuin 2-1. Voittajat siis tunnistivat viidestä laadusta kaksi.
Kokemukset nyt järjestetystä tapahtumasta olivat hyvin myönteiset. Vastaava tilaisuus tullaan järjestämään ensi vuoden toukokuussa. Varsinainen päätapahtuma on kuitenkin marraskuussa järjestettävä Micronova November Fest.
Professori Ari Friberg tuo vahvaa kansainvälisyyttä Micronovan optiikan ja fotoniikan tutkimukseen
Maailman kärkitutkijoihin lukeutuvan professori Ari T. Fribergin tulo Micronovaan vahvistaa TKK:n optiikan ja fotoniikan tutkimusta merkittävästi. Hän on kansainvälisesti tunnustettu optiikan tutkija, joka palaa kotimaahan työskenneltyään Royal Institute of Technologyssa (KTH) Tukholmassa 10 vuotta. Ari T. Fribergin FiDiPro-professuuri on TKK:n ja Joensuun yliopiston yhteishanke.
Suomalainen tutkimusympäristö tulee Ari T. Fribergin mukana saamaan tärkeitä kansainvälisiä tutkimusyhteyksiä, joita hän on hankkinut mm. toimiessaan oman toimensa ohessa runsaan 10 vuoden ajan International Commission for Optics –järjestössä (ICO) ensin konferensseista vastaavana henkilönä sihteeristössä ja vuodesta 2005 järjestön presidenttinä. Presidenttikautta on vielä jäljellä ensi vuosi.
Ari T. Friberg johtaa ”Mikro- ja nano-optiikka ja fotoniikka” –hanketta, jonka laajempana tavoitteena on nostaa Suomi yhdeksi Pohjois-Euroopan johtavaksi modernin optiikan ja fotoniikan tutkimusten ja sovellusten keskukseksi.
- Optiikan ja fotoniikan kehityksellä tulee olemaan merkittävä vaikutus teknologisten innovaatioiden syntyyn alkaneella 2000-luvulla. Onkin sanottu, että 1900-luku oli elektroniikan vuosisata ja 2000-luku on optiikan ja fotoniikan vuosisata. Hankkeessa tulemme erityisesti kehittämään mikro- ja nanoskaalan laitteita ja teknologioita. Suomen erityisenä vahvuutena on kykymme reagoida nopeasti uusiin trendeihin ja ottaa ennakkoluulottomasti uusia menetelmiä käyttöön, kertoo Ari T. Friberg.
Hankkeessa mukana olevat tahot täydentävät toisiaan hyvin: Joensuun yliopiston fysiikan osaston optiikan ryhmä keskittyy pääsääntöisesti diffraktiivisen optiikan ja fotoniikan tutkimukseen ja valmistukseen mikrotasolla. TKK:n profiili sen sijaan on monipuolisempi, ja tutkimus keskittyy enenevässä määrin optisten materiaalien nanoskaalaan ja fysikaalisiin perusteisiin. Erityisen tärkeää optiikan ja fotoniikan tutkimukselle on TKK:n perinteinen vahva fysiikan osaaminen.
Yhteystiedot:
Professori Ari T. Friberg
Optiikan ja molekyylimateriaalien laboratorio
Optiikan ryhmä
09 451 3127
ari.friberg@tkk.fi
Optiikan ryhmän kotisivut: http://omm.tkk.fi/en/optics/
ICO: http://www.ico-optics.org/
Esittelyssä - Elektronifysiikan ryhmä
Elektronifysiikkaa on tutkittu TKK:lla vuodesta 1965 erilaisten osasto- ja laboratorionimikkeiden alla. Ryhmän nykyinen rakenne on peräisin VTT:n ja TKK:n elektronifysiikan tutkimuksen eriytymisestä vuonna 1982. Ryhmässä on kaksi professoria, ryhmän vetäjä Juha Sinkkonen ja Pekka Kuivalainen. Kaikkiaan henkilökuntaa on 11 henkilöä ja ryhmä on tällä hetkellä osa Mikro- ja nanotekniikan laboratoriota.
Kuvassa vasemmalta eturivissä: Sergei Novikov, Natalia Lebedeva, Heikki Holmberg, Hele Savin, Heli Talvitie ja Imran Asghar. Takavirissä oikealta: Aapo Varpula, Pekka Kuivalainen, Antti Haarahiltunen, Juha Sinkkonen ja Marko Ylikoski
Professori Juha Sinkkosen johdolla ryhmässä tutkitaan tällä hetkellä kaasuantureita, pii-pohjaista optoelektroniikkaa sekä epäpuhtauksien vaikutusta piissä. Pekka Kuivalainen on keskittynyt spintroniikka-tutkimukseen. Ensi vuoden alusta ryhmässä pyritään aloittamaan uudelleen aurinkokennotutkimus, joka oli aiemmin ryhmän päätutkimusalueita.
- Ryhmän rahoituksesta tulee vain 30 % TKK:n budjetin kautta ja 70% on projektirahoitusta. Rahoituspohja asettaa suuria haasteita tutkimuksen jatkuvuudelle ja yleensäkin tutkimusalueiden strategisille valinnoille, toteaa professori Pekka Kuivalainen.
Lisäksi Elektronifysiikan ryhmä tarjoaa laajan valikoiman sekä teoreettisia että kokeellisia kursseja TKK:n opiskelijoille liittyen puolijohdeteknologiaan mm. puolijohdefysiikkaan, puolijohdekomponenttien fysiikkaan ja puolijohteiden valmistustekniikkaan.
Kaasuantureita elektronifysiikan ryhmässä on tutkittu Juha Sinkkosen johdolla vuodesta 2004 lähtien. Pyrkimyksenä on kehittää entistä tarkempia ja laadukkaampia antureita kaasujen ja haitallisten aineiden havaitsemiseksi. Kaasuanturitutkimuksessa sovellusalue on erityisen laaja; turvallisuus- ja puolustusteknologiasta lääketieteeseen ja elintarviketeollisuuden säätö- ja valvontatarpeisiin. Tärkeä osa-alue ovat myös ns. laatu- ja mukavuussovellukset, joita ovat esim. autoihin asennettavat ulkoilman laatua mittaavat anturit.
- Micronovaan on hankittu tutkimuksellemme tärkeä Kelvin Probe –laitteisto, jolla voimme mitata kaasuherkkiä materiaaleja laajalla lämpötila-alueella erilaisissa
kaasuympäristöissä. Laitteella voidaan nopeasti tutkia kaasujen vaikutusta näyteaineiden sähköisiin ominaisuuksiin, kertoo väitöskirjatyötään metallioksidi kaasuantureista tekevä tutkija Aapo Varpula.
Elektronifysiikan ryhmässä puolijohteisiin perustuvaa spintroniikkaa on tutkittu Pekka Kuivalaisen johdolla vuodesta 2002 lähtien. Ryhmä on saavuttanut hyviä tuloksia nopeasti mm. siksi että, professori Kuivalainen on tutkinut magneettisia puolijohteita 1970-luvulta lähtien. Lisäksi vanhemman tutkijan Sergey Novikovin ainutlaatuinen tietotaito molekyylisuihkuepitaksia, MBE-kasvatusmenetelmän käytössä on ollut tärkeää tutkimustulosten syntymisessä. Merkittäviä tuloksia on saavutettu mm. ns. epäisotrooppisen tunnelimagnetoresitanssin havaitsemisessa ferromagneettisessa Mn- seostetuissa GaAs-spin Esaki-Zener -tunneli- ja resonanssitunnelidiodissa sekä huoneen lämpötilassa ferromagneettisen Mn-seostetun GaN-ohutkalvon valmistuksessa. Spintroniikka ryhmän tutkimustulokset esitellään tarkemmin Heikki Holmbergin tulevassa väitöskirjassa, joka on tällä hetkellä esitarkastuksessa.
- Spintroniikka on melko tuore nanoelektroniikan tutkimusalue ja siinä hyödynnetään elektronin varauksen lisäksi elektronien spin-ominaisuutta, joka tarkoittaa elektronin pyörimisistä itsensä ympäri ja liittyy läheisesti aineen magneettisuuteen, kertoo aiheesta ensi vuoden alkupuolella väittelevä Heikki Holmberg.
Elektronifysiikan tutkimusryhmässä on pitkään tutkittu haitallisia metalliepäpuhtauksia piissä. Haitalliset metalliepäpuhtaudet ovat kasvava ongelma transistorien viivanleveyden pienentyessä. Projektissa on kehitetty simulaattori ns. metalliepäpuhtauksien getteroinnin mallintamiseen. Ryhmän tutkimustuloksista on patentoitu menetelmä, jolla voidaan havaita elinaikamittauksen avulla kupariepäpuhtauksia piissä. Tutkimustuloksia on tarkoitus hyödyntää tulevaisuudessa aurinkokennojen tutkimisessa.
- Aurinkokennojen piimateriaalin laatuvaatimukset eivät ole aivan yhtä kovia, kuin valmistettaessa integroituja piirejä, ja siksi piikiekkojen käyttö kennomateriaalina on taloudellisesti kannattavaksi vaihtoehto. Materiaalitutkimuksessahan on usein juuri pyrkimys kustannusten alentamiseen, kertoo tutkija Hele Savin.
Metalliepäpuhtauksia tutkivan ryhmän jäsen Marko Yli-Koski sai hankerahoituksen vuodeksi 2007 Suomen Akatemian uudesta ”Tutkijoiden liikkuvuus työelämässä” –rahoituksesta yritysyhteistyöhankkeeseen, jossa hän tutkii metallien epäpuhtauksien määrittelyä piissä uuden menetelmän avulla. Yrityskumppanina on Okmetic Oy, joka on maailman johtava piikiekkojen tuottaja MEMS-antureihin.
- On ollut hyvin mielenkiintoista nähdä miten yrityksessä toimitaan. Tutkimusympäristöstä tulevana minuun teki suuren vaikutuksen Okmeticin tietotaidon ja osaamisen määrä sekä tavoitteellinen ja tuotantolähtöinen toimintatapa, kertoo hankkeessa mukana oleva tutkija Marko Yli-Koski. Täysin uuden menetelmän kehittelyyn yksi vuosi on melko lyhyt aika, ja siksi toivonkin, että saamme Akatemialta rahoituksen vielä ensi vuodeksi, jotta pääsemme lopullisiin tavoitteisiimme, jatkaa Yli-Koski.
Yhteystiedot:
Professori, ryhmän johtaja
Juha Sinkkonen
Puh. 451 2320
juha.sinkkonen@tkk.fi
Professori
Pekka Kuivalainen
Puh. 451 2321
pekka.kuivalainen@tkk.fi
Ryhmän kotisivuille: http://www.micronova.fi/units/epg/
Kelvin Probe –laitteesta lisää tietoa http://micronova.tkk.fi/equipment/kelvin.html
Micronovan viestintä:
Aila Blomberg
050 541 8829
aila.blomberg@tkk.fi