Electronics and Nanotechnology, Master of Science (Technology)
Uutta laiteteknologiaa kehittävät sähkötekniikan ja nanoteknologian osaajat ovat avainasemassa tulevaisuuden muovaamisessa.
Miten aurinkokenno toimii ja millaisia ongelmia on ratkaistava, jotta se toimisi mahdollisimman tehokkaasti? Näihin kysymyksiin saatiin vastauksia Micronova-laboratoriokurssin ensimmäisellä laboratoriovierailulla. Opiskelijat tutkivat piikiekkoa ja valmista aurinkokennoa, ja saivat tehtäväkseen selvittää, mikä oli aiheuttanut niiden väliset erot. Vinkkejä arvoituksen ratkaisemiseen tarjoiltiin puhdashuonekierroksella, jossa esiteltiin aurinkokennojen valmistuksessa käytettyjä menetelmiä ja laitteita.
"Nyt on siistiä!" Toisella laboratoriovierailulla opiskelijat tutustuivat pyyhkäisyelektronimikroskooppiin. He pääsivät harjoittelemaan laitteen käyttöä kuvantamalla yhdistepuolijohdenanolankoja. Näiden nanorakenteiden pituus on tyypillisesti vain joitain kymmeniä mikrometrejä – siis miljoonaosa metriä – joten ne ovat pikkuriikkisiä! Hyödyllisten optisten, sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa vuoksi niillä on useita sovelluskohteita muun muassa aurinkosähkön, optoelektroniikan, fotoniikan ja elektroniikan alueilla.
Kolmannen laboratoriovierailun aiheena oli lämmönjohtavuus. Suunnittelemalla nykyaikaisessa mikro- ja nanoelektroniikassa käytettyjen nanomateriaalien lämpöominaisuuksia voidaan saavuttaa suuria parannuksia laitteiden, kuten matkapuhelinten, virrankulutuksessa ja energiatehokkuudessa. Opiskelijat selvittivät, millaisia vaikutuksia nanorakenteella on materiaalien lämpöominaisuuksiin ja kokeilivat optisen lämpöreflektanssijärjestelmän käyttöä.
Seuraavaksi opiskelijat tutustuivat fotoniikkaan eli valotieteeseen ja kokeilivat menetelmää, jota kutsutaan kuivasiirroksi: he siirsivät atomisesti ohuen hiutaleen kaksiulotteista materiaalia, molybdeenidisulfidia, piisirulle, jotta siitä voidaan valmistaa transistoreiden kaltaisia laitteita. 2D-materiaaleilla on ainutlaatuisia mekaanisia ja optoelektronisia ominaisuuksia, jotka voidaan yhdistää yhdeksi laitteeksi, kuten joustaviksi näytöiksi.
Ihmisen hius on noin 50 000 nanometriä paksu. Mutta kuinka määrittää tarkasti ohutkalvon paksuus, joka on jotain 10 ja 1000 nanometrin välillä? Viimeisellä laboratoriovierailulla opiskelijat oppivat röntgenheijastusmittauksesta – analyyttisestä tekniikasta ohutkerrosrakenteiden, -pintojen ja -rajapintojen tutkimiseksi käyttämällä röntgensäteiden kokonaisheijastusta. Hafniumoksidipinnoite kasvatettiin piisubstraattiohutkalvolle käyttämällä atomikerroskasvatusta. Koska ohutkalvon ja substraatin tiheysero aiheuttaa häiriöitä matalan kulman röntgensäteilyheijastukseen, opiskelijat pystyivät määrittämään kalvon paksuuden, tiheyden ja karheuden.
Micronova Laboratory -kurssi on osa Electronics and Nanotechnology -maisteriohjelman opintoja.
Uutta laiteteknologiaa kehittävät sähkötekniikan ja nanoteknologian osaajat ovat avainasemassa tulevaisuuden muovaamisessa.