Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratoriossa kehitetään parhaita tutkimuslaitteita, mitä rahalla voi saada

Jyväskylän yliopisto on myynyt rakentamansa tutkimuslaitteiston Slovakiaan noin 750 000 eurolla. Laitemyynti oli noin vuoden sisään Jyväskylän yliopistolle jo toinen. Viime vuonna kiihdytinlaboratorion kehittämä ja rakentama samanlainen rekyylispektrometrilaitteisto toimitettiin Surreyn yliopistoon Isoon-Britanniaan. Kauppahinta oli tällöinkin hieman yli puoli miljoonaa euroa.

- Tuntuu todella hienolta, että olemme onnistuneet kehittämään tutkimustoiminnan yhteydessä järjestelmän, joka on niin hyvä, että muutkin haluavat sellaisen meiltä ostaa. Muualta maailmasta ei nimittäin vastaavaa osaamista löydy alan laitteistojen kehittämiseen ja rakentamiseen, iloitsee fysiikan laitoksen kiihdytinlaboratoriossa työskentelevä akatemiatutkija Mikko Laitinen.

Jyväskylän yliopisto on tällä hetkellä ainoa yliopisto maailmassa, josta voi ostaa kokonaisen järjestelmän avaimet käteen -periaatteella. Itse laitteen lisäksi mukana tulee tarvittava automaatio sekä datan analysointiin soveltuva ohjelmisto, koulutus sekä muu osaaminen.

- Laitteella saatavien havaintojen analysointiin tarvitaan ohjelmisto, joka on alun perin kehitetty yhteistyössä Jyväskylän yliopiston tietotekniikan sovellusprojektien kanssa. Potku -nimisestä ohjelmistosta ovat hyötyneet laitoksen omia laitteitaan käyttävien tutkijoiden lisäksi myös noin 10 ulkomaista laboratoriota, sillä se on julkaistu avoimesti. Samalla tämä poistaa näiden laitteistojen aiempaa yleistymistä estäneen pullonkaulan ja toimii meille markkinointina, selventää Laitinen.

Tutkimusyhteistyön laajeneminen

Slovakian teknillinen yliopisto Bratislavassa on uusi ToF-ERDA (Time-of-flight elastic recoil detection analysis) -rekyylispektrometrin käyttäjä. Kyseessä on kiihdytinpohjaisen materiaalifysiikan tutkimuslaite, joka koostuu mittauskammiosta, siihen tulevasta lentoaikailmaisimesta, energiailmaisimesta sekä datankeruujärjestelmästä. Toimituksen, mukaan lukien simuloinnit, suunnittelun, kokoonpanon ja testauksen toteutti Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen kiihdytinlaboratorio.

- Uudelle asiakkaalle rakennettavalla laitteella voidaan tehdä aina myös uusia kokeiluja ja laajentaa kansainvälistä tutkimusyhteistyötä. Yhteistyö poikii näin ollen myös uusia tiedejulkaisuja, kertoo Laitinen.

Kiihdytinlaboratoriossa käytössä olevaa laitteistoa on esitelty maailmalla konferensseissa ja sana on kiirinyt. Nähtäväksi jää, milloin seuraava laite toimitetaan uudelle käyttäjälle, koska kyselijöitä on ollut kesänkin jälkeen.

Taloudellisesti merkittävää toimintaa

Yliopistotasolla laitteiston myynti on merkittävää, sillä siitä saatavilla myyntituloilla pystytään rahoittamaan tutkimusta ja palkkamaan esimerkiksi tohtorikoulutettava neljäksi vuodeksi. Tämä toimii oleellisena kannusteena myös tutkijalle, joka käyttää tutkimusaikaansa kaupalliseen toimintaan. Myyntitoiminta laajentaa yliopiston tutkimuksen rahoituspohjaa, joka rakentuu pitkälti Suomen Akatemian myöntämien rahoitusten varaan.

- Tämä on tärkeää meille strategisten kumppanuuksien näkökulmasta mutta myös taloudellisesti. Myyntitoiminnasta saatavat tulot luovat taloudellista liikkumavaraa infrastruktuurien ylläpitämiseen. Se auttaa myös tutkijoitamme ylläpitämään maailmanluokan kärkiosaamista teknologian kehittämisessä, kertoo Jyväskylän yliopiston matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan dekaani Mikko Mönkkönen.

Rekyylispektrometriä tarvitaan jokapäiväisten laitteiden kehitystyössä

Rekyylispektrometria hyödynnetään tyypillisesti erilaisten pinnoitusprosessien kehittämisessä, ns. ohutkalvotutkimuksessa. Rekyylispektrometri mahdollistaa kaikkien alkuaineiden, myös vedyn, tarkan syvyysprofiloinnin vaikkapa uuden aurinkokennon tai tulevaisuuden pii-sirun pinnalta. Ohutkalvot ovat mahdollistaneet kaikkien arkipäiväisten mikroelektroniikan laitteiden kehityksen. Jokaisen tietokoneen ja mobiililaitteen kehitystyössä on siis tarvittu hiukkaskiihdyttimiä ja niihin liittyviä laitteistoja. Pinnoitusprosesseja tarvitaan myös muun muassa aurinkokennoissa ja kiinteän olomuodon akuissa, joita kohtaan sähköautoteollisuus osoittaa yhä kasvavaa kiinnostusta.

- Esimerkiksi silmälaseissa on monenlaisia pinnoitteita, joista osa on optisia, esimerkiksi heijastuksia estäviä, osa mekaanisia, kuten linssin kovuuteen vaikuttavia. Spektrometrillä voidaan tukea pinnoitteiden tuotekehitystä, erityisesti mikroelektroniikassa, tutkimalla pinnoitusprosessin muuttujia. Kun esimerkiksi pinnoitteen kovuus muuttuu, voidaan analysoida, johtuiko se esimerkiksi siitä, että saatiin vety-epäpuhtautta pois, vai jostain muusta seikasta, havainnollistaa Laitinen.