Perjantaina 16. kesäkuuta 2017, klo 12.00, Ylistönrinne, FYS1
FM Mari Naparin fysiikan väitöskirjan "Low-temperature thermal and plasma-enhanced atomic layer deposition of metal oxide thin films" tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä professori Christophe Detavernier (Ghent University, Belgia) ja kustoksena professori Timo Sajavaara (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on englanninkielinen.
Atomikerroskasvatus (atomic layer deposition, ALD) on tällä vuosituhannella saavuttanut vakiintuneen aseman ohutkalvojen valmistusmenetelmänä. ALD mahdollistaa tasaisten ohutkalvojen kasvatuksen atomikerroksen tarkkuudella, ja menetelmää käytetään nykyään esimerkiksi osana mikroprosessorien valmistusta.
Uudenlaiset teknologiat, joissa hyödynnetään perinteisten piikiekkojen sijaan orgaanisia materiaaleja kuten polymeerejä, asettavat ALD-menetelmälle uusia mahdollisuuksia ja haasteita.
Väitöskirjatyössään Mari Napari tutki, mitkä tekijät vaikuttavat metallioksidien atomikerroskasvatukseen ja näin aikaansaatujen ohutkalvojen ominaisuuksiin, kun kasvatuslämpötilaa lasketaan tavanomaisesta muutamasta sadasta asteesta jopa huoneenlämpötilaan ja kasvatusalustana käytetään erilaisia polymeerimateriaaleja.
Tutkimuksessa havaittiin, että ohutkalvon kasvu näissä lämpötiloissa riippuu vahvasti paitsi kasvatettavasta materiaalista, myös polymeerin ominaisuuksista.
– Huolimatta kasvua rajoittavista tekijöistä, kalvojen ominaisuuksien ei havaittu heikkenevän, mikä on lupaavaa erilaisia sovelluskohteita ajatellen, Napari toteaa ja mainitsee esimerkkeinä mahdollisista sovelluskohteista taipuisan elektroniikan ja pintojen funktionalisoinnin.
Kasvatusprosessin tehostamiseksi tutkittiin myös plasma-avusteista atomikerroskasvatusta (plasma-enhanced ALD, PEALD), jossa hyödynnetään plasmassa syntyviä reaktiivisia hiukkasia. Tutkimuksessa keskityttiin erityisesti siihen, miten erilaiset plasmageneraattorit ja kasvatusreaktorien konfiguraatiot vaikuttavat plasmaolosuhteisiin ja sitä kautta sinkkioksidikalvojen kasvuun.
– Vaikka plasmaa käytetään paljon erilaisissa mikrovalmistusmenetelmissä, perusteellista tutkimusta plasman ominaisuuksien merkityksestä plasma-avusteiseen atomikerroskasvatukseen on aikaisemmin tehty matalan lämpötilan prosesseista yllättävän vähän, Napari hämmästelee.
Tutkimuksessa osoitettiin plasmaolosuhteiden vaikuttavan huomattavasti kalvojen ominaisuuksiin, mutta olosuhteiden optimointi polymeerien päälle tapahtuvalle kasvatukselle voi olla haastavaa. Tämän lisäksi havaittiin plasman hakeutuvan erilaisiin toimintatiloihin eli moodeihin, jotka johtavat merkittäviin muutoksiin plasmassa ja vaikuttavat siten myös kasvatettuihin kalvoihin.
– Väitöskirjatyöni tuloksia voidaan toivottavasti tulevaisuudessa hyödyntää PEALD-prosessien kehityksessä ja optimoinnissa, sekä mahdollisesti myös suunniteltaessa uudenlaisia kasvatusreaktoreja, Napari tiivistää.
Lisätietoja:
Mari Napari, [email protected], puh. +358 50 321 3263
Viestintäharjoittelija Anni Laine, [email protected], puh. +358408054483
Mari Napari kirjoitti ylioppilaaksi Joensuun lyseon lukiosta vuonna 2004. Hän valmistui filosofian maisteriksi Jyväskylän yliopiston fysiikan laitokselta vuonna 2010. Väitöskirjassa esitetty tutkimus on tehty vuosina 2013–2017 professori Timo Sajavaaran ohjauksessa kiihdytinpohjaisen materiaalifysiikan tutkimusryhmässä sekä matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan poikkitieteellisessä nanotiedekeskuksessa.
Teos julkaistaan sarjassa Department of Physics Research Report, No. 4/2017 ISSN 0075-465X. Sähköinen versio ISBN 978-951-39-7099-4 on luettavissa osoitteessa https://www.jyu.fi/static/fysiikka/vaitoskirjat/2017/Napari-Mari_2017 . Painettua versiota voi tiedustella fysiikan laitokselta ISBN 978-951-39-7098-7.
Jyväskylän yliopisto on yksi maamme suosituimmista ja tuloksellisimmista yliopistoista. Painoalamme ovat oppiminen ja opetus, luonnontieteet, kielet ja kulttuuri, liikunta ja informaatioteknologia. Olemme johtava koulutuksen asiantuntija, opettajankouluttaja, aikuiskouluttaja ja koulutusviejä. Akateemiseen yhteisöömme kuuluu 15 000 perus- ja jatko-opiskelijaa 90 maasta, 20 000 aikuisopiskelijaa ja 2 500 työntekijää. Lisätietoja: [email protected] www.jyu.fi
© Koodiviidakko Oy - Y-tunnus 1939962-1