Mikro- ja nanoteknologia

Mikrosensorilaboratoriossa on resurssit mikro-ja nanotekniikkaan perustuvien rakenteiden sekä anturien testaukseen, tutkimukseen ja valmistukseen. Koulutus, esiselvitykset, kaupallisesten anturien muokkaus, LabVIEW-koodaus ja mikroantureiden ulkoiseen elektroniikkaan kytkentä (bondaus) ovat esimerkkejä palvelutoiminnastamme. Atomivoimamikroskooppi ja pyyhkäisyelektronimikroskooppi täydentävät Savilahden kampusalueen erikoismikroskopiatarjontaa. 

Atomivoimamikroskopia (AFM)

Atomivoimamikroskoopilla saadaan 3D-kuva näytteen pinnanmuodoista alle 0.05 nm tarkkuudella (esim. pinnankarheus, pinnoitteen paksuus). Näytettä ei tarvitse yleensä esikäsitellä. Atomivoimamikroskoopilla voidaan tutkia myös pinnoitteiden mekaanisia ominaisuuksia ja sähkönjohtavuutta. AFM:lla voidaan kuvata vain 50x50 mikrometrin alue kerrallaan.

Valokopiopaperin pinta

Kuvassa Park Systems PSIA XE-100 atomivoimamikroskoopilla tutkittua normaalia valokopiopaperin pintaa. Näytteen maksimi koko on noin 100 mm halkaisija x 25 mm korkeus.

Atomivoimamikroskoopilla voidaan tutkia myös näytteiden mekaanisia ominaisuuskia ns. nanoindentaation menetelmällä (näytettä puristetaan pyöreäpäisellä 20 nm mittakärjellä). Analysointia varten olemme kehittäneet oman LabVIEW-ohjelman.

Atomivoimamikroskoopilla voidaan tutkia pinnoitteiden sähkönjohtavuutta. Vasemmalla on normaali valomikroskooppikuva ohutkalvopinnoitteen päällä olevasta atomivoimamikroskoopin mittakärjestä, joka on sähköä johtava. Esimerkissä on tutkittu kahden erilaisen pinnoitteen sähköjohtavuutta pinnoitteen läpi (pinnoitteen alapuolelle on ensin valmistettu sähköä johtava alue).

Pyyhkäisyelektronimikroskopia (SEM)

Pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM) avulla voidaan kuvata näytteiden pintaa huomattavasti valomikroskooppia tarkemmin. Suurennusalue on laaja (10x – 300.000x). Tutkittavan näytteen pintaan on höyrystettävä ohut kerros metallia, jos kyseessä ei ole sähköä johtava materiaali. Näyte on kuvauksen aikana tyhjiökammiossa.

Kuvassa JEOL JSM-840 pyyhkäisyelektronimikroskoopilla tutkittuja näytteitä. Laitteistossa on SemAfore 5.0 kuvankaappausohjelmisto ja Raith Elphy Plus 3.0 elektronisuihkulitografialaitteisto. Elektronilähteenä on Volframi lanka ja kiihdytysjännite on 0.5 – 40 kV.

Yhteystiedot

Fyysikko Ari Halvari
puh. 044 785 5579

Projektipäällikkö Mikko Laasanen
puh. 044 785 5591

etunimi.sukunimi[at]savonia.fi

Savonia-ammattikorkeakoulu

Savonia on yksi Suomen suurimmista ja monipuolisimmista ammattikorkeakouluista, jolla on kampuksia kolmella paikkakunnalla: Iisalmessa, Kuopiossa ja Varkaudessa. Savonia palvelee lähes 6000 opiskelijan lisäksi aktiivisesti ympäröivää elinkeinoelämää, joka mahdollistaa sekä opetuksen että oppimisen työelämäläheisyyden.

Youtube

Flickr