Millennium-teknologiapalkinto 2018 myönnettiin tekniikan tohtori Tuomo Suntolalle atomikerroskasvatusteknologian (Atomic Layer Deposition, ALD) kehittämisestä. ALD-teknologialla valmistetaan muutaman atomikerroksen vahvuisia ohutkalvoja esimerkiksi mikroprosessoreihin ja muistikomponentteihin. Menetelmällä voidaan pinnoittaa monimutkaisia kolmiulotteisia rakenteita tarkasti atomikerros kerrallaan.

Jatkuvasti kehittyvän ALD-teknologian ansiosta laitteet ovat pienempiä ja edullisempia, mutta samalla tehokkaampia. Suntolan innovaatio on yksi keskeinen tekijä siinä, että kuuluisa Mooren laki on jatkunut aina tähän päivään saakka: mikropiirien teho on kaksinkertaistunut parin vuoden välein hintojen kuitenkin samalla laskiessa. Mikropiireissä ja muistikomponenteissa tarvittavia äärimmäisen ohuita sähköä eristäviä tai johtavia kalvoja voidaan valmistaa vain Suntolan kehittämällä ALD-teknologialla.

Sovelluksia lääketieteessä ja kestävässä energiassa

ALD-teknologia on monitoimityökalu, jota hyödynnetään lukuisilla korkean teknologian aloilla. Atomikerroskasvatuksella valmistettuja ohutkalvoja käytetään lähes kaikissa tietokoneissa ja älypuhelimissa. ALD-menetelmällä voidaan myös parantaa muun muassa aurinkokennojen, led-valojen ja sähköautojen litium-akkujen suorituskykyä ja sitä voidaan hyödyntää ympäristöystävällisissä pakkausmateriaaleissa. Menetelmää käytetään myös erilaisissa optiikan sovelluksissa. Arkipäivän käytössä ohutkalvot estävät metallin tummumista kellojen ja hopeakorujen pinnoitteissa.

ALD-ohutkalvojen hyödyntämisestä lääketieteellisissä instrumenteissa ja implanttien pinnoilla on lisäksi saatu lupaavia tutkimustuloksia. Startup-yrityksiä on syntynyt kaupallistamaan teknologiaa esimerkiksi sovelluksissa, jotka säätelevät lääkeaineiden vapautumista ihmiskehossa.

Tuomo Suntola kehitti ALD-teknologian ja ohutkalvojen valmistuslaitteiston 70-luvulla, ja sai niille kansainvälisen patenttisuojan. Tämä mahdollisti ohutkalvojen laajamittaisen teollisen valmistamisen. ALD-teknologian taustalla olevaa tieteellistä perustutkimusta olivat tehneet myös silloisessa Neuvostoliitossa professorit Valentin B. Aleskovsky (1912–2006) ja Stanislav I. Kol’tsov (1931–2003). Puolijohdeteknologiassa ALD:tä alettiin käyttää 2000-luvun alussa, jolloin sekä alan tutkimus että liiketoiminta räjähtivät valtavaan kasvuun.

TÄÄLTÄ löydät kuvia vuoden 2018 Millennium-teknologiapalkinnon voittajasta Tuomo Suntolasta.