Tutkimuskeskus VTT:n hankkima uudenlainen 1,3 miljoonan euron TOF-SIMS-analysaattori parantaa alan materiaalitutkimusta. Sitä voivat käyttää VTT:n ja sen kumppanien lisäksi yritysten tuotekehittäjät. Laite on ensimmäinen laatuaan Suomessa.

VTT:n uudella TOF-SIMS-testerillä voidaan tutkia erilaisten kiinteiden materiaalien pinnan koostumusta ja kestävyyttä esimerkiksi puolijohteissa, vetymoottoreissa tai fuusioreaktoreissa. Laite on Suomessa ensimmäisen ja sen ainutlaatuinen erityispiirre on kyky analysoida tutkittavan näytteen kaikki alkuaineet, mukaan lukien vety.

VTT:n johtava tutkija Jari Likonen arvioi, että laite tuottaa mullistavia tuloksia. Uutuuslaitteiston merkityksestä kertoo hänen mukaansa, ettei millään muulla menetelmällä kuin TOF-SIMS-analyysillä ei saada kolmiulotteista ja täsmällistä tietoa materiaalinäytteen pinnan alkuaineiden koostumuksesta eikä voida havaita vetyä metallien mikrorakenteissa.

’’Mikroelektroniikka näyttää olevan suurin käyttäjäryhmä, ja alan tutkijat ovat jo tuoneet näytteitä. Myös metallialaa varten on saatu näytteitä biokorroosion tutkimiseen. Muista sovellusalueista vetyteknologia on varmasti suuri, samoin litiumpohjaiset akut, sähköautolaturit, polttokennot ja fuusioreaktorit”, VTT:n  Likonen listaa.

Esimerkiksi puolijohde- ja mikroelektroniikassa TOF-SIMS-laitteen hyödyt ovat ilmeisiä. Niiden materiaalikerrosten eri alkuaineiden syvyysjakautumat ja määrät täytyy tietää erittäin tarkasti, koska ne vaikuttavat sähköisiin ominaisuuksiin.

Yli miljoonan euron laite jatkaa VTT:n materiaalitutkimuksen laajempaakin modernisointia. Edellinen vastaavan tason hankinta oli viime vuoden lopussa käyttöön otettu plasma-FIB-pyyhkäisyelektronimikroskooppi. Uudet TOF-SIMS-tyyliset laitteet ovat muuallakin vielä harvinaisia, sillä niitä on käytössä maailmalla vain joitakin satoja.

VTT:n ostama saksalaisvalmistajan laite maksoi kaikkiaan noin 1,3 miljoonaa euroa, josta Suomen Akatemia rahoitti noin 52 prosenttia. Hankinnan takana on myös kansallisen infrastruktuuriohjelman FIRI H2MIRI-konsortio, jossa VTT:n lisäksi ovat mukana Oulun ja Tampereen yliopistot.

Uuden laitteen nimi kertoo toimintaperiaatteesta. Nimen alussa lyhenne TOF tulee englannin sanoista ”Time-of-Flight”. SIMS taas tarkoittaa sekundääristä ionimassaspektrometriä (secondary ion mass spectrometre).

”Laitteella kirjaimellisesti mitataan kunkin ionin lentoaikaa tyhjiössä. Tämän perusteella ohjelmisto selvittää ionien massan ja varauksen perusteella täsmällisen alkuainekoostumuksen”, VTT:n Jari Likonen kertoo.

Lisää: Iontof  (LINKKI)

Kuva: Iontof