Jyväskylän yliopiston ja Aalto-yliopiston uuden menetelmän avulla voidaan kasvattaa metalliorgaanisia materiaaleja paikallisesti molekyylikerros kerrallaan.
Uusi tekniikka mahdollistaa erimuotoisten ohutkalvojen tarkan rakentamisen.
”Tämä luo valtavasti mahdollisuuksia muokata materiaalien ominaisuuksia niiden käyttötarpeen mukaan”, sanoo professori Mika Pettersson Jyväskylän yliopistosta.
Uutuus syntyi, kun Jyväskylässä kehitetty grafeenin lasermuokkausmenetelmä yhdistettiin Aalto-yliopiston tutkijoiden osaamiseen molekyylikerroskasvatuksessa.
Grafeeni on yhden atomin paksuinen hiilikalvo, joka on maailman ohuin materiaali.
Suomalaistutkijat valmistivat grafeenia piisirun pinnalle, minkä jälkeen siihen piirrettiin laserilla hydroksyyliryhmillä (-OH) funktionalisoituja alueita.
Sitten näytteiden pintaan kasvatettiin molekulaarinen europium-orgaaninen ohutkalvo, joka muodostui selektiivisesti vain lasermuokatuille alueille, koska puhtaan grafeenin pinta ei reagoi lähtöaineiden kanssa.
Rajattomat sovellusmahdollisuudet
Menetelmä mahdollistaa myös erilaisten uusien, kehittyneiden laitteiden valmistuksen. Yksi potentiaalinen käyttökohde on tutkijoiden hyödyntämä materiaali, joka europiumin ansiosta emittoi valoa.
Aalto-yliopiston professorin Maarit Karppisen mukaan tutkijat käyttivät europium-orgaanista materiaalia malliesimerkkinä.
Atomi- ja molekyylikerroskasvatus sopii kuitenkin laajalle kirjolle erilaisia ohutkalvomateriaaleja.
”Tämä avaa lähes rajattomat mahdollisuudet uuden alueselektiivisen menetelmämme tulevaisuuden sovelluksille”, Karppinen sanoo.
Uusi suomalainen pioneeritutkimus
Suomalaisen Tuomo Suntolan 1970-luvulla ideoimaa atomikerroskasvatusta (ald) hyödyntää nykyään erityisesti puolijohdeteollisuus.
Ald-kalvojen paksuutta on jo aiemminkin kyetty säätämään hyvin tarkasti.
”Menetelmän sovellettavuutta parantaisi, jos kalvoja voitaisiin kasvattaa vain valituille alueille. Tällöin voitaisiin hallita myös kalvojen muotoa eikä vain paksuutta”, Mika Pettersson taustoittaa.
Alueselektiivinen ald on tällä hetkellä alan keskeinen mielenkiinnon kohde ja tuore suomalaismenetelmä pioneerisaavutus.
Tutkimuksen tulokset julkaisi ACS Nano -lehti.
Päivi Ikonen
Lue myös:
Viisikymmentä vuotta ald-kalvoja – Tuomo Suntolan idea mullisti pinnoitusteknologian
Maarit Karppinen – Materiaalien mestari
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
