JYUnity

Mikroelektroniikan ja akkujen pinnoituksen tueksi kehitettiin myyntiin laitteisto, jota ei kaupallisilta markkinoilta saa. Yliopistolle laitemyynti on merkittävä päänavaus.

”Tuntuuhan se hienolta, että olemme onnistuneet kehittämään tutkimustoiminnan yhteydessä järjestelmän, josta tuli niin hyvä, että muutkin haluavat sellaisen meiltä ostaa, koska muualta ei vastaavaa osaamista löydy”, fysiikan laitoksen kiihdytinlaboratoriossa työskentelevä akatemiatutkija Mikko Laitinen myhäilee.

Laitisen kehittämä ja rakentama rekyylispektrometrilaitteisto, ToF-ERDA, toimitettiin keväällä Surreyn yliopistoon Isoon-Britanniaan. Kauppahinta oli hieman yli puoli miljoonaa euroa.

Laitemyynti on yliopistotasolla merkittävä päänavaus. Siitä saatavilla myyntituloilla pystytään rahoittamaan tutkimusta. Rakentamiseen liittyvät kokeilut poikivat myös tutkimusjulkaisuja.

Myyntituloilla fysiikan laitos pystyy esimerkiksi palkkaamaan jatko-opiskelijan neljäksi vuodeksi. Myyntitoiminta laajentaa yliopiston tutkimuksen rahoituspohjaa, joka rakentuu pitkälti muun muassa Suomen Akatemian myöntämien rahoitusten varaan.

Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan dekaani Mikko Mönkkönen on tyytyväinen laitteistomyyntiin:

”Tämä on tärkeää meille strategisten kumppanuuksien näkökulmasta mutta myös taloudellisesti. Myyntitoiminnasta saatavat tulot luovat taloudellista liikkumavaraa infrastruktuurin ylläpitämiseen. Lisäksi se auttaa tutkijoitamme ylläpitämään maailmanluokan kärkiosaamista teknologian kehittämisessä.”

Rekyylispektrometriä tarvitaan jokapäiväisten laitteiden kehitystyössä

Surreyn yliopistoon myyty laite on ToF-ERDA (Time-of-flight elastic recoil detection analysis) -rekyylispektrometri, kiihdytinpohjaisen materiaalifysiikan tutkimuslaite. Se koostuu mittauskammiosta, siihen tulevasta lentoaikailmaisimesta, energiailmaisimesta ja datankeruujärjestelmästä.

Rekyylispektrometri koostuu mittauskammiosta, siihen tulevasta lentoaikailmaisimesta, energiailmaisimesta ja datankeruujärjestelmästä.

Mitä tällaisella laitteella sitten voidaan tehdä?

Laitisen mukaan rekyylispektrometria hyödynnetään tyypillisesti erilaisten pinnoitusprosessien kehittämisessä.

”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 siitä, että saatiin vety-epäpuhtautta pois, vai kenties jostain muusta seikasta”, Laitinen havainnollistaa.

Pinnoitteet 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 kasvavaa kiinnostusta.

Laitemyyntejä tehty pienemmässä mittakaavassa jo vuosia

Yksittäisiä järjestelmän osia, kuten hiukkasten lentoaikailmaisimia, on Jyväskylästä myyty aiemminkin pariin eri kohteeseen, muun muassa Kanadaan Montrealin yliopistoon, jossa menetelmä kehitettiin 80-luvulla. Nyt Jyväskylän yliopistossa on kehitetty kokonainen järjestelmä.

Kiihdytinlaboratoriossa käytössä olevaa laitteistoa on esitelty maailmalla konferensseissa ja sana on kiirinyt.

”Tällaisia ei ole muualla – parhaita tutkimuslaitteita, joita rahalla saa”, Mikko Laitinen kehaisee.

Laitteiston ostajat Pierre Couture (2. oik.), Matthew Sharpe (3. oik.) ja Callum McAleese (2. vas.) Surreyn yliopistosta sekä myyjät Jaakko Julin (vas.) ja Mikko Laitinen (oik.) olivat tyytyväisiä kauppaan. Julin vastasi laitteiston kaasuilmaisimen suunnittelusta ja rakentamisesta.

Kaupallista toimijaa vastaavien laitteiden valmistamiseen ja myymiseen ei tällä hetkellä ole, eikä Laitisen mukaan markkinoita tällaisille laitteille ole niin paljoa, että yrityksen perustaminen laitteistotuotannon ympärille olisi kannattavaa. Hänen arvionsa mukaan alle 50 tutkimusryhmää maailmalla työskentelee vastaavien asioiden parissa.

”Ainakin yksi yliopisto on myynyt samanlaisia laitteita, mutta Jyväskylän yliopisto on ainoa, josta voi ostaa kokonaisen järjestelmän avaimet käteen -periaatteella. Mukana tulee siis raudan lisäksi tarvittava automaatio, datan analysointiin soveltuva ohjelmisto sekä muu osaaminen.”

Laitteella saatavien havaintojen analysointiin tarvitaan ohjelmisto, joka on kehitetty yhteistyössä Jyväskylän yliopiston tietotekniikan sovellusprojektien kanssa. Analysointia varten kehitetystä Potku-nimisestä (esimerkiksi aseen rekyyliä kutsutaan arkikielisesti ”potkuksi”) ohjelmistosta hyötyvät myös muut, omia laitteitaan käyttävät tutkijat, sillä se on julkaistu avoimesti.