Aktuellt

ald-tutkimus_sv.jpg

Hybridmembran genom atomlagertillväxt

14.02.2012

Den ursprungligen i Finland utvecklade atomlagertillväxten (ALD) är en metod vars hjälpt man ur gasformiga utgångsämnen kan skapa tunna membran på olika ytor, atomlager för atomlager. Bland fördelarna med ALD finns en god reproducerbarhet och kontroll av membranets tillväxtprocess, en enkel justering av membranets tjocklek och de odlade membranens utomordentliga egenskaper, till exempel deras jämnhet och täthet.

Numera finner ALD användning inom elektronik- och halvledarindustrin, och nya tillämpningsobjekt tillkommer kontinuerligt. Membranen som framställs är oorganiska, till exempel olika oxid- eller nitridmembran. Först under de allra senaste åren har man börjat undersöka användning av ALD vid odling av hybridmembran, det vill säga membran som innehåller oorganiska och organiska föreningar.

Forskning i startfasen

Den första forskningspubliceringen avseende hybridstrukturer härrör från år 2007, och tills vidare finns det globalt endast några få grupper som studerar frågan aktivt. En av dessa, och den enda i Finland, är verksam vid Aalto-universitetets högskola för kemiteknik, i en grupp som leds av professor Maarit Karppinen. "Hybridmembran är intressanta, eftersom man i dem på ett mångsidigt sätt kan förena olika egenskaper som finns hos oorganiska och organiska ämnen", berättar forskaren Pia Sundberg.

Gruppen har framställt nya typer av ytbeläggningar ur titantetraklorid och oxidanilin. "I teorin bildas membranet av periodiska titan- och dianilinlager, men i praktiken överlappar lagren varandra. Det bildade membranet är amorft och mycket jämnt, och även stabilt. Tjockleken hos tidigare publicerade hybridmembran har kunnat förändras ända upp till tjugo procent på grund av luftens fuktighet ", beskriver Sundberg de uppnådda resultaten.

För närvarande koncentrerar man sig i gruppen på testning av membranens egenskaper. "Vi studerar hur membranets egenskaper förändras när man förändrar förhållandet mellan mängderna av oorganiska och organiska delar." Enligt Sundberg kan oorganiska ämnen tillföra membranet elektrisk ledningsförmåga samt mekanisk och termisk stabilitet, medan den organiska delen i sin tur kan öka membranets bearbetningsbarhet och elasticitet.

Framtida tillämpningar

Hybridmembran är en så ny sak att man inte har hunnit utveckla några praktiska tillämpningar för dem. Möjligheter finns bland annat i sensorer, katalysatorer, organisk elektronik under utveckling och olika tillämpningar av ytbeläggningar.

Gruppen har tillsammans med VTT drivit ett samarbetsprojekt, i vilket man strävade efter att förbättra förmågan hos biopolymerer att fungera som ett spärrlager som förhindrar fukt och syre att tränga igenom. "I detta arbete använde man inte titandianilinmembran, eftersom temperaturen vid framställningen av den är för hög för biopolymerer. Däremot belades biopolymerens yta med aluminiumoxid och alcon. Det senare är ett hybridmembran sammansatt av trimetylaluminium och etylenglykol vid låg temperatur. Arbete pågår med en artikel om forskningen", berättar Sundberg.

Från en oansenlig början växer det globala intresset för hybridytbeläggningar hela tiden. Detta öppnar nya användningsmöjligheter för ALD, ända till industriella tillämpningar. Aalto-universitetet har deltagit i forskningen om hybridmembran från början och arbetet inom området fortsätter.

Mer information

Forskare Pia Sundberg,

pia.sundberg [at] aalto [dot] fi

Tillbaka

Sidansvarig: verkkotoimitus [at] aalto [dot] fi | Senast ändrad: 21.08.2013.