Otaniemessä syntyy maailman kestävintä ainetta

Aalto-yliopiston mikro- ja nanotekniikan laitos on tehnyt kaksi merkittävää laiteinvestointia, jotka ovat yhteisarvoltaan noin kaksi miljoonaa euroa.

– Meillä on nyt käytössämme parhaat mahdolliset laitteet kahdessa merkittävässä tutkimussuunnassa: ledien valmistusmateriaalina käytetyissä galliumnitridiyhdisteissä sekä grafeenitutkimuksessa. Investoidut laitteet mahdollistavat muun muassa entistä paremman uusien komponenttien ja kvantti-ilmiöiden tutkimisen, laitoksen johtaja, professori Harri Lipsanen kertoo.

Graphene CVD valmistaa kemiallisella kaasufaasipinnoituksella (Chemical Vapour Deposition) yhden atomikerroksen paksuista hiilikidettä, grafeenia.

– Grafeeni on tällä hetkellä maailman kestävin tunnettu aine, ja siitä povataan jopa tärkeintä materiaalia sitten muovin keksimisen, Lipsanen kertoo.

Laiteinvestointi tukee vahvasti grafeenin ympärillä tehtävää Euroopan laajuista tutkimustyötä.

– Olemme mukana EU:n lippulaivahankkeessa, jonka tavoitteena on saada grafeenitutkimuksen tulokset yliopistojen laboratorioista eurooppalaiseen teollisuuteen. Grafeenilla on merkittävät käyttömahdollisuudet elektroniikan lisäksi fotoniikan komponenteissa, kuten lasereissa ja optisessa tietoliikenteessä, joiden odotetaan tulevaisuudessa edistävän esineiden ja asioiden internetiä. Tutkimme myös jatkossa grafeenin käyttöä terahertsiteknologiassa.

Ledeistä aurinkokennoihin ja sähköautoihin

Toinen laitoksen tuoreista investoinneista on MOVPE-menetelmää (metallo-orgaaninen kaasufaasiepitaksia, metallo-organic vapour phase epitaxy) käyttävä laite, jolla valmistetaan melkein kaikki nanoalan yhdistepuolijohdemateriaalit. Niiden sovelluksia ovat muun muassa maailman tehokkaimmat aurinkokennot ja parhaat ledivalot.

– Ledivalojen rinnalle on tulossa voimakkaasti kasvava, samoja materiaaleja hyödyntävä, suurtaajuuksisten tehoelektroniikan komponenttien ala. Näitä komponentteja tarvitaan muun muassa sähköautoissa ja puhelimien linkkiasemissa. Transistorirakenteita erityisesti piin päälle tehdään koko ajan entistä enemmän ja niiden odotetaan pian tulevan myös tuotantoon, Lipsanen selventää.

Nanomateriaalien tutkimuksella voidaan tehdä hyvinkin suuria ja äkkinäisiä muutoksia tulevaisuuden tekniikan kehitykseen. Tutkimuksen tavoitteena ovat sovellukset, joihin teollisuuden ja erityisesti startup-yritysten on kehitystyössään helppo tarttua.

– Kokeellista materiaalitutkimusta tukeva teoreettinen ja laskennallinen tutkimus on yksi nanotieteen ja -teknologian kivijaloista, Lipsanen muistuttaa.

Lisätietoa:
professori Harri Lipsanen
Aalto-yliopisto, mikro- ja nanotekniikan laitos
puh 050 4339 740
harri.lipsanen@aalto.fi

Kuvat: Aalto-yliopisto / Mikko Raskinen