Selektiv målforskning: Heller allt om litet än litet om allt

Taggar: Teman: forskning

= >

Professor Tor Stubb visar en liten rund genomskinlig ask med små kantiga mörka bitar i.

Obetydliga, för ett amatöröga. Men resultatet av en praktisk-vetenskaplig topprestation. De är dessutom rariteter.

— Vi är mycket stolta över dem, säger Tor Stubb, vi är en av de få i världen som kan göra dem.

De små bitarna är europiumselenid-kristaller.

De användes i forskningen vid Statens tekniska forskningscentrals (STFs) halvledarlaboratorium, bla för optiska och elektriska mätningar.

1. Bilden upptill: Teori är grunden för all forskning säger professor Tor Stubb till Peter Krusius och Juha Sinkkonen.

2. Bilderna nertill från vänster till höger:

Tapio Wiik och Risto Salo sysslar här med förångning respektive kontaktering.

3. Timo Salo och Matti Leppihalme mäter fotospänning med laserljus.

4. Bertil Godenhielm vid en förångningsap parat.

Selektiv målforskning: ellre allt om litet än litet om allt

Halvledarlaboratoriet är ett exempel på samarbetet mellan STF, denna vår statliga central för industriell forskning, och Tekniska högskolan i Otnäs. Professor Tor Stubb vid Högskolans avdelning för elektronfysik basar nämligen samtidigt för halvledarlaboratoriet.

Tor Stubb är stolt över sitt laboratorium. Trettio personer jobbar där, tre av dem (förutom han själv) är färdiga doktorer, många andra på god väg. Det är ett intimt grupparbete det rör sig om. Den gemensamma nämnaren för deras tilllämpade forskning är att alla arbetar med elektrisk ledningsförmåga i material.

Noggrannhet framom splittrad insats

Organisatoriskt är verksamheten indelad i två grupper, material- resp tunnfilmsgruppen. Forskningen går längs tre linjer: tunnfilmsprojekt, planarteknologi och materialforskning. Det sistnämnda är professor Stubbs personliga käpphäst. Materialforskningen påbörjades vid laboratoriet år 1959. I ett litet land gäller det för forskningen att inte splittra sig, påpekar Tor Stubb. Alla stora transistorfabriker har kisel eller germanium p 5. Henrik Stubb och Kaarlo Komsi vid kris talliseringsugnen.

14

Forum 20/7 sitt forskningsprogram och i hundratals forskningscentra runt om i världen sysslar man med dessa material. Detta var orsaken till att det då relativt okända ämnet selen valdes, Det var redan från början fråga om målbunden forskning. Ett enda material undersöks noga med olika metoder för att se om det kan utnyttjas för speciella matnyttiga ändamål. Målet är uppnått: i dag är selenets egenskaper väl kända och nya ämnen är på tapeten i laboratoriet. Selenforskningen gick på en teoretisk och en experimentell linje. Det är med detta projekt som laboratoriet har skapat sina främsta internationella kontakter.

Inte så dumt land för vetenskaplig forskning

Vid laboratoriet arbetar fyra personer med rent och skärt teoretiska uppgifter. Alla nya forskare som kommer till laboratoriet borde helst syssla två år med enbart teori, anser Tor Stubb, men ofta blir det dock en önskedröm, av ekonomiska skäl. Forskarskolningen sker i detta nu i form av seminarier för de olika grupperna en gång i veckan. Vid dessa tillfällen" framlägger en forskare

Forum 20/7 senaste nytt inom sitt speciella område för de andra.

Finland är inte ett så dumt land att idka vetenskaplig forskning i inser man, när man vandrar genom det väl utrustade laboratoriet. Här finns exempelvis fyra fullständiga förångningsstationer med en tillhörande = mikrofotograferingsutrustning, ett elektronmiskroskop, en materialforskningsstation, en datorterminal och en mängd andra respektingivande anläggningar. I ett rum håller en schweizisk ingenjör just på att installera en ny monokromator. Denna kommer att utnyttjas vid Matti Leppihalmes undersökningar som gäller ljusdetektorer. Målet med dessa är att framställa ett optiskt kommunikationssystem uppbyggt på basen av integrerad optik, dvs ett arbetande system på minsta möjliga utrymme.

Sputtring och modulationsspektroskopi

I ett angränsande rum håller Tapio Wiik på med en vakumförångning av niobium och bly för framställning av en sk josephson-övergång. Från denna övergång kommer en strålning vars frekvens ligger inom området mellan de infraröda ljuset och mikrovågorna. Wiik sysslar med att undersöka vilka egenskaper som krävs av övergången för att denna strålning skall kunna utnyttjas.

I samma rum finns en anläggning som bär det i lekmannaöron ganska muntra namnet sputtringsanläggning. I denna bombarderas strålmålet med gasjoner, så att atomer lösgörs från målet och sprids i önskad riktning, dvs mot ett substrat, det underlag på vilket man gör en tunn hinna. Detta är principen för tunnfilmstekniken, som används bl a för framställning av transistorer. I ett annat rum står Kaj-Erik Löfgren och studerar europiumselenid med reflekterat ljus. Tekniken för detta är modulationsspektroskopi. Det som händer är följande. Från en lampa leds ljuset genom en monokromator, i princip ett prisma som delar upp ljuset i olika färger. Från monokromatorn går ljuset till kristaller som finns i ett kryostat, en metallcylinder som kan kylas med flytande luft, kväve eller helium varvid temperaturen kan sänkas mot den absoluta nollpunkten. Från kristallen kommer ljuset tillbaka till en fotomultiplikator och studeras med hjälp av elektronisk appartur.

Vänd!

Hur sprids elektronerna?

Här står också en apparatur för mätning av det sk faradayfenomenet. Här studeras mikrovågornas och magnetfältets inverkan på materialets elektroniska ledningsförmåga. Typiska frågor som bör besvaras är: Hur sprids elektronerna? Vilka förändringar sker med elektronens rörlighet eller deras koncentration? Kan det vara en förändring av elektronens massa? De här mätningarna har utförts i selen. Nu har man övergått till nya material, främst europiumselenid.

Andra forskare som är engagerade i europiumselenidprojektet är Jouni Heleskivi och Juha Sinkkonen, den förra gör likströmsmätningar och den senare teoretiska beräkningar.

Passning dag och natt

Bertil Godenhielm undersöker användningen av kvartskristaller för monolitfilter. I dessa kristaller kan de akustiska vågorna riktas. Det här är en del av ett internordiskt projekt. Det gäller att forma kristallen och elektrodsystemet så att man får en given filterfunktion, så att vissa frekvensband går igenom den filtrerande kristallen medan andra stoppas av den, Före kvartskristallen är färdig för mätning skall den slipas, etsas kontrollmätas, elektrodbeläggas genom förångning, monteras och inkapslas. En av de stora intressenterna i detta arbete är Post- och telegrafstyrelsen, som i olika sammanhang utvärderar sina dyra investeringar och behöver kvalificerad hjälp.

I det sista rummet finns flera ugnar för framställning av kristaller. Den märkligaste av dessa användes av Henrik Stubb för odling av europiumselenid. Ugnen uppvärmes till 2 2009C vilket tar en vecka, Sedan skall den hållas vid denna temperatur en tid. Att komma tillbaka till rumstemperatur tar igen en vecka. Under denna tid borde ugnen passas praktiskt taget dag och natt, Resultatet blir de små mörka bitar som Tor Stubb visade.

Drömmen om halvledartillverkning

Att tillverka halvledare i Finland är en länge närd önskedröm och i detta nu försöker man vid laboratoriet att samla know-how om halvledarmaterial och göra mätningar vilkas resultat sedan i sin tur tillämpas på andra projekt. Timo Salo heter en forskare som sysslar med monolitteknik, ett led i den beredskap man försöker samla för tillverkning av halvledarkomponenter. Detta projekt väntas ta tre år.

Några av laboratoriets produkter har fått industriell användning, bland dem en fuktighetsmätare. Dessa mätare bestod tidigare av ett hår, vars längdvariation med fuktigheten mättes. Numera framställs de vetenskapliga fuktighetsmätarna med tunna plastfilmer. Vaisala marknadsför ett instrument som bygger på en princip som utvecklats vid laboratoriet.

Paramic är ett företag som startat som ett slags ”spin off” av laboratoriets verksamhet och för tillfället håller ett annat spin off-företag på att ta form.

Också Sverige beställer teknisk forskning hos oss

Laboratoriets kontakter till yttervärlden är alltså intensiva och den finländska vetenskapen når långt över landets gränser. Finländska storföretag, bl a Wärtsilä, avlönar delvis forskare vid laboratoriet. Bolidens gruvaktiebolag i Sverige har gjort beställningar på ganska mycket forskningsarbete. Det vetenskapliga samarbetet sträcker sig ända till Tokio i Japan och Cambridge i USA.

Så fort resultaten blir ”matnyttiga” hittas vanligen finansiärer. Det är som vanligt grundforskningen, den viktiga första stenen på vägen mot toppresultaten som oftast kommer i kläm.

Helsingfors Aktiebank

Aktiva

Finansieringstillgångar Inhemska fordringar

Kassa och fordringar hos Finlands Bank ……

Fordringar hos andra banker … Checkräkningskrediter Växlar Lån Krediter i utländsk Betalningsförmedling —.. =… Övriga finansieringstillgångar . Utländska fordringar I utländsk valuta I mark . a Omsättningstillgång. Utländskt mynt Masskuldebrevslån … Investeringstillgångar Masskuldebrevslån Aktier och andelar . Fastigheter och fastighetsaktier Anläggningstillgångar och övriga utgifter med läng verkningstid Aktier och andelar Fastigheter och fastighetsakti Maskiner och inventarier . Övriga anläggningstillgånga! lång verkningstid . Skatter Löner och sociala utgifter . Övriga utgifte valuta .

Månadsbalans den 30 november 1974

Främmande kapital Inhemska skulder Checkräkninga 37 398 885,95 Depositione 7433 157,53 112 614 881,92 I 273 009 072,59 1060 509 775,79 I “144 948 416,9 19 512 032,43 14 263 107,6 70 447 330,1 Övriga skulder Utländska skulde mk 2.075.409.607,18

Ansvarsförbindelser ……..

Depositioner i utländsk valuta . Skulder till Finlands Bank Skulder till andra banker Skulder till staten Betalningsförmedlinj

I utländsk valut 421 599,97 30 237 179,75 102 764 144,10 1928 030,31 Eget kapita 20 232 892,58 Aktiekapital 84 000 000,—

Reservfonder 110 500 000, 80 741 500,— Skatteutjämningsfond 2437 131,9 3 819 194,90 Vinst från tidigare år … 940 953,75 2 142 968,50 7 537 822,49 152 412 954,71 6 093 161,03 2 569 033,67 3 020 509,09 40 781 870,98 13 571 407,98

La

Passiv . 159 760 350,28 2ll 1025 176 752,03 102 102 413,62 190 015 872,44 62 564 976,13 748 283,6 21 783 501,18 49 683 336,2 132 294 706,2 mk 1381 188 698,72

För Direktionen

F. Pettersson Göran Roos

För Förvaltningsrådet

Kalervo Salo Roger Lindber 16

Forum 20/74