Väitös mikro- ja nanotekniikan alalta, M.Sc. Maria Kim

M.Sc. Maria Kim väittelee tiistaina 11.5.2021 klo 12 Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa, elektroniikan ja nanotekniikan laitoksella. Väitöskirjan nimi on "Flexible platform for next-generation electronics".

Vastaväittäjät:
Prof. Peter Boggild, DTU, Denmark
Prof. Henri Happy, Lille University, France

Vastuuprofessori: Prof. Harri Lipsanen, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, elektroniikan ja nanotekniikan laitos

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä Zoomissa, jonne voi liittyä vapaasti: https://aalto.zoom.us/j/65335732557

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:

Kaksiulotteiset (2D) materiaalit ja uudentyyppiset nanorakenteet avaavat valtavia mahdollisuuksia tutkimukselle ja teollisuudelle. Nanokokoisten materiaalien ja rakenteiden hyöty vastaaviin bulkkirakenteisiin verrattuna on tietysti niiden pienessä koossa, mutta myös niiden ennustetuissa nykyisten puolijohdemateriaalien rajojen ylittävissä ominaisuuksissa. Nämä pitävät sisällään muun muassa varauksien suuren liikkuvuuden huoneenlämmössä, suuren luontaisen valonläpäisyn ja taipuisuuden, mahdollisuuden pienemmille rakenteille sekä suuremmalle pinta-alan ja tilavuuden suhteelle. Näiden materiaalien ja rakenteiden ominaisuudet ovat lupaavia uuden sukupolven elektroniikalle ja optoelektroniikalle.

Grafeenin on esitetty olevan suuri edistysaskel materiaalitutkimukselle, koska ennen sitä kiteisten kaksiulotteisten materiaalien termodynaaminen stabiilisuus oli epävarmaa. Grafeeni on yksittäinen atomikerros hiiltä, ja luonnon grafiitista mekaanisesti kuorittua grafeenia on käytetty 2D-materiaalien konseptitodistuksissa. Ensimmäinen grafeenipohjainen kanavatransistori toi ilmi huomattavan suuren varauksien liikkuvuuden. Tämän lisäksi grafeenilla on hyvä optinen läpäisy ja vahva rakenne, mitkä tekevät siitä erinomaisen materiaalin taipuisiin ja läpinäkyviin käyttösovelluksiin. Toisin kuin luonnossa esiintyvä grafeeni, nanolankoja voidaan syntetisoida useista eri materiaaleista, kuten metalleista, eristeistä, ja useista yleisistä puolijohteista. Osoitettuja nanolankasovelluksia ovat muun muassa ledit, aurinkokennot ja laserit.

Uusien materiaalien ja nanorakenteiden erinomaisten ominaisuuksien hyödyntäminen nykyajan tasomaisissa mikrovalmistusprosesseissa vaatii tehokkaita prosessointimenetelmiä. Tämä väitöskirja keskittyy niihin valmistusmenetelmiin, joilla voidaan tuoda nanomateriaalien ja nanorakenteiden, kuten grafeenin ja nanolankojen, tuotanto laboratoriosta teolliseen tuotantoon. Eritoten bioyhteensopivaa paryleeni-C:tä pidetään monitoimialustana yhdistettyyn käyttöön substraatti-, eriste- ja kapselointikerroksena, mikä tarjoaa mahdollisuuden uusiin materiaaleihin perustuvien laitteiden valmistuksen skaalaamiselle. Lopuksi, hyvän materiaaliyhdistelmän saavuttaminen voi olla avain laitteiden kustannuksien alentamiselle ja ennen kaikkea kestäviin valmistusprosesseihin.

Väittelijän yhteystiedot: