Abstrakti
Elektronimikroskoopit ovat vakiinnuttaneet asemansa ensisijaisena analysointimenetelmänä useille eri materiaaleille ja sovelluksille. Elektronisuihkuja hyödyntävien laitteiden rinnalle on vuosien saatossa kehitetty kohdennettuja ionisuihkuja hyödyntäviä järjestelmiä, joiden käyttö on laajentunut materiaalien analysoinnista hienostuneisiin mikro- ja nanovalmistusmenetelmiin. Yhdistämällä kohdennettu elektroni- ja ionisuihku samaan laitteeseen, on analysointi ja mikrovalmistusmenetelmiä saatu monipuolistettua.
Tässä väitöskirjassa esitellään varattuihin hiukkassäteisiin perustuvia menetelmiä, joista kolmea käsitellään tarkemmin. Elektronimikroskopia, elektronitomografia ja kohdennetut ionisuihkut ovat vakiintuneita menetelmiä ja tässä työssä niitä hyödynnetään materiaalien analysointiin. Lisäksi, väitöskirjassa kohdennettuja ionisäteitä käytetään toteutettaessa mikrokokoisia laitteita.
Tässä väitöskirjassa kohdennettua ionisuihkua käytetään pääasiallisena valmistusmenetelmänä toteutettaessa laitealustaa mikrolaitteille. Samaisella ionisuihkumenetelmällä voidaan seostaa materiaaleja galliumilla hyvin tarkasti, joka mahdollistaa piihin perustuvien korkean aspektisuhteen mikro- ja nanorakenteiden nopean valmistamisen. Toiminnalliset laitteet on valmistettu piille prosessilla, jossa on yhdistetty kuviointi kohdennetulla ionisäteellä ja syvä reaktiivinen ionisyövytys. Uranyyliformiaattivärjäysmenetelmän osoitetaan parantavan kontrastia ja erottelukykyä Nafionohutkalvolle tehdyssä elektronitomografiassa. Väitöstyössä kehitetty näytteenvalmistus- ja kuvantamismenetelmä mahdollistaa herkkien Nafionkalvojen kuvantamisen suurella erottelukyvyllä. Tässä väitöstyössä esiteltyjä analysointimenetelmiä hyödynnetään mm. analysoimalla ohuita Nafionyhdistelmäkalvoja, joita käytetään elektroanalyyttisissä suodatinsovelluksissa. Työssä esitellään sormenpistoksesta otettavan verinäytteeseen perustuva testiliuska, jossa hyödynnetään Nafionhiilinanoputkikalvon suodatusominaisuuksia.
Työssä esitellään myös kuparin kasvumekanismi sähkösaostusprosessissa hiilinanoputkikuiduille. Hiilinanoputki-kuparikuitujen sähkönjohtavuuden osoitetaan kasvavan esitellyllä menetelmällä. Myös teräksen korroosiosuojausta tutkittiin. Krominitridillä pinnoitettujen teräspintojen korroosionkestävyys paranee merkittävästi, kun pintakerroksessa olevat huokoset kasvatetaan umpeen atomikerroskasvatusmenetelmällä tehdyllä nanolaminaatilla. Lisäksi väitöstyössä esitellään valmistusmenetelmä tuplalankarakenne nanolangoille samalle substraatille. Uusi valmistusmenetelmä mahdollistaa nanolankojen koostumuksen ja optisten ominaisuuksien hienosäädön, jota voidaan hyödyntää optisissa antureissa.
Julkaisun otsikon käännös | Karakterisointi, pintakäsittely ja nanovalmistus varattuja hiukkassuihkuja käyttäen |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-64-0510-0 |
Sähköinen ISBN | 978-952-64-0511-7 |
Tila | Julkaistu - 2021 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- kohdennettu ionisuihku
- elektronitomografia
- nanovalmistus
- kuivaetsaus
- atomikerroskasvatus
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Karakterisointi, pintakäsittely ja nanovalmistus varattuja hiukkassuihkuja käyttäen'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Laitteet
-
-
-
OtaNano Nanomikroskopiakeskus
Seitsonen, J. (Manager) & Rissanen, A. (Other)
OtaNanoLaitteistot/tilat: Facility