Kolmas toimitus maailmalle – Jyväskylän spektrometrit kiinnostavat kansainvälisesti

Jyväskylän yliopisto on tällä hetkellä ainoa toimittaja koko maailmassa, joka tarjoaa kokonaisia rekyylispektrometrijärjestelmiä avaimet käteen -periaatteella. Uusin tutkimuslaitteisto myytiin Norjaan yli 400 000 eurolla.  

- Jyväskylän yliopistossa on vuosikymmenten kokemus huippututkimuslaitteistojen rakentamisesta omaan käyttöön. Nyt viime vuosina olemme tuoneet vastaavat laitteet kaupallisiksi tuotteiksi jalostettuna myös muiden ulottuville, ja kauppa käy, iloitsee fysiikan laitoksen johtaja, professori, Timo Sajavaara Jyväskylän yliopistosta. 

Vastaava laitemyynti oli Jyväskylän yliopistolle jo kolmas. Vuosina 2022 ja 2023 Kiihdytinlaboratorion kehittämät ja rakentamat rekyylispektrometrilaitteistot toimitettiin Surreyn yliopistoon Isoon-Britanniaan sekä Bratislavan yliopistoon Slovakiaan. Aiempien, hieman laajempien toimitusten kauppahinnat olivat reilusti yli puoli miljoonaa euroa. 

- Kaikki asiakkaamme ovat olleet hyvin tyytyväisiä ostoksiinsa, mikä on sitten poikinut uusia kiinnostuneita. Paitsi että saamme myyntitoiminnan kautta lisää tutkimusresursseja laitokselle, tuottaa myös rekyylispektrometrien yleistyminen näkyvyyttä Jyväskylän yliopiston tutkimukselle. Kiinnostus ja toteutuneet kaupat kertovat ainutlaatuisesta osaamisestamme eikä vastaavaa asiantuntemusta rekyylispektrometrien kehittämisessä ja rakentamisessa löydy muualta maailmasta, kertoo Sajavaara.  

Kehitetty analyysiohjelmisto on kansainvälisessä käytössä 

Toimitus sisältää itse laitteen lisäksi automaation, datan analysointiin soveltuvan ohjelmiston, koulutuksen sekä asiantuntijatuen. Mittaustulosten analysointiin käytetään Jyväskylässä kehitettyä Potku-nimistä ohjelmistoa, joka mahdollistaa mittausdatan tehokkaan ja monipuolisen analyysin.  

- Ohjelmisto on julkaistu avoimesti, ja siitä on hyötynyt sekä laitoksen omat tutkijat että myös yli kymmenen ulkomaista instituuttia. Avoin saatavuus oli alusta lähtien tietoinen valinta, ja se on osaltaan poistanut yhden merkittävimmistä esteistä laitteistojen laajemmalle yleistymiselle, kertoo kiihdytinlaboratoriossa työskentelevä tutkimusinsinööri Mikko Laitinen Jyväskylän yliopistolta.  

Uudelle asiakkaalle rakennettavalla laitteella voidaan tehdä aina myös uusia kokeiluja ja jokainen toimitus laajentaa kansainvälistä tutkimusyhteistyötä. Toimitusten yhteydessä tehdyistä tutkimuksista on joka kerran myös syntynyt yhteisiä tiedejulkaisuja.  

Huipputeknologiaa vaativiin ympäristöihin 

Oslon yliopisto on uusin ToF-ERDA (Time-of-flight elastic recoil detection analysis) -rekyylispektrometrin käyttäjä. Kyseessä on kiihdytinpohjaisen materiaalifysiikan tutkimuslaite, joka koostuu hiukkaskiihdyttimen yhteyteen asennettavasta mittauskammiosta, siihen liitetystä lentoaikailmaisimesta, energiailmaisimesta sekä datankeruujärjestelmästä. Poikkeuksellista tässä toimituksessa oli se, että laitteisto asennettiin puhdastilaan, jossa käsitellään piikiekkoja tarkoin määritellyissä olosuhteissa suojavarusteet päällä.  

- Tällaiset tilat vaativat äärimmäistä puhtautta ja tarkkuutta, mikä asetti erityisvaatimuksia sekä laitteiston suunnittelulle että asennusprosessille. Tämä oli vahva osoitus meidän kyvystämme vastata vaativimpiinkin haasteisiin esimerkiksi silloin, kun työskentely-ympäristö poikkeaa merkittävästi perinteisistä tutkimuslaboratorioista, täsmentää Laitinen.  

Rekyylispektrometriä tarvitaan jokapäiväisten laitteiden kehitystyössä 

Rekyylispektrometria hyödynnetään tyypillisesti ohutkalvotutkimuksessa ja pinnoitusprosessien kehittämisessä. Rekyylispektrometri mahdollistaa kaikkien alkuaineiden, myös vedyn, tarkan syvyysprofiloinnin vaikkapa uuden aurinkokennomateriaalin tai tulevaisuuden tekoäly- ja kvanttitietokonesirun pinnalta. Ohutkalvot ovat vuorostaan mahdollistaneet kaikkien arkipäiväisten mikroelektroniikan laitteiden kehityksen. Pinnoitusprosesseja tarvitaan myös muun muassa aurinkokennoissa ja kiinteän olomuodon akuissa, joita Jyväskylässäkin useasti mitattu ja joita sähköautoteollisuus tuo kohta markkinoille. 

- 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 vetyepäpuhtautta pois, vai jostain muusta syystä, havainnollistaa Laitinen. 

Taloudellisesti merkittävää toimintaa 

Myyntitoiminta täydentää yliopiston perusrahoitusta ja kilpailtua tutkimusrahoitusta. Se on tärkeä tulonlähde yliopistolle, sillä sen avulla voidaan rahoittaa tutkimusta palkaten esimerkiksi tohtorikoulutettavia. Tämä tarjoaa myös tutkijoille konkreettisen kannustimen käyttää osa työajastaan kaupalliseen toimintaan. 

- Tämä on meille tärkeää paitsi strategisten kumppanuuksien näkökulmasta, myös taloudellisesti. Katteellisten myyntitulojen ansiosta voimme tehdä perustutkimusta, ylläpitää ja päivittää tutkimusinfrastruktuuria ja tarjota tutkijoille mahdollisuuden hyödyntää viimeisintä saatavissa olevaa teknologiaa uusien laitteiden kehitystyössä. Se auttaa meitä pysymään kansainvälisen osaamisen kärjessä, toteaa Sajavaara.