Väitös fotoniikan ja nanotekniikan alalta, M.Sc. José Atalaia Rosa

M.Sc. José Atalaia Rosa väittelee 29.4.2022 klo 12:00 Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa, elektroniikan ja nanotekniikan laitoksella salissa AS2, Maarintie 8, Espoo sekä etäyhteydellä Zoomissa. Väitöskirjan nimi on "Red-emitting Phosphor Fabrication by Atomic Layer Deposition".

Vastaväittäjä: Prof. Ola Nilsen, University of Oslo, Norja
Kustos: Prof. Harri Lipsanen, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, elektroniikan ja nanotekniikan laitos

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä Zoomissa, jonne voi liittyä vapaasti: https://aalto.zoom.us/j/62291556369
Zoom pikaopas: https://www.aalto.fi/fi/palvelut/zoom-pikaopas

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen: https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/
Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53

Väitöstiedote:

Optoelektronisista laitteista on tullut olennainen osa modernia elämää. Ne ovat avainasemassa muun muassa lampuissa, lasereissa ja näytöissä. Tämä selittää kasvavan mielenkiinnon uudenlaisiin materiaaleihin, joiden kehitys on tarpeen jatkaaksemme samalla kehityksen tasolla.

Atomikerroskasvatus (ALD) on yksi lupaavimmista menetelmistä näiden materiaalien valmistukseen. Se tarjoaa ideaalit olosuhteet korkealaatuisten ohutkalvojen valmistukseen erittäin kontrolloidusti– atomikerros kerrallaan. Menetelmän kontrollointiominaisuudet ovat myös mahdollistaneet seka-anionisten yhdisteiden valmistuksen, mikä saattaa olla ratkaisevassa asemassa uusien optoelektronisten materiaalien luomisessa. Tämä tutkielma tarkastelee ALD:n avulla valmistettujen seka-anionisten materiaalien vaikutusta punaista valoa emittoivan fosforin ominaisuuksien muokkaamiseen. Näitä ominaisuuksia, kuten emittoidun valon aallonpituutta, tutkitaan ja muunnellaan kontrolloimalla luminesenssialueen ympäristön anionisuutta. Tässä työssä tutkitaan kahta punaista fosforia, CaS:Eu ja Y2O3−xSx:Eu, joista CaS:Eu:in luminesenssikeskus (Eu) kasvatettiin CaS matriisissa hyödyntäen joko H2S:a CaS:Eu:in muodostukseen tai O3:a yhdisteen oksidin (CaS:EuO) muodostukseen ja Y2O3−xSx:Eu:in käyttäen joko O3:a tai H2S:a sykäyksissä. Kasvatuskemikaalista riippuen, fosforin emission aallonpituus muuttui. O3 sekvenssien avulla kasvatettu Y2O3−xSx:Eu ohutkalvo emittoi punaista/pinkkiä valoa kun taas H2S sekvenssin avulla kasvatettu violettia/sinistä. Näiden tulosten perusteella ALD:tä voidaan käyttää kontrolloimaan anionien muodostusta epäorgaanisten fosforien ominaisuuksien manipulaatiossa.

Tutkielman menetelmää voidaan käyttää optoelektronisten komponenttien kuten elektroluminesenssilaitteiden kehityksessä. Näiden laitteiden kehitys on puutteellista erityisesti suorituskyvyn ja uudelleenemittoinnin osalta ja tämän ratkaisemiseksi valmistettiin kolmas punaisen fosforin ohutkalvo (Y2O3:Eu) matalassa lämpötilassa ja siitä rakennettiin monikerroksinen elektroluminesenssilaite.

Tämän tutkielman tulokset vahvistavat ALD:llä valmistettujen harvinaisten maametatallimateriaalien potentiaalia optoelektronisten laitteiden kehityksen edistämisessä.