Millennium-teknologiapalkinto on myönnetty suomalaiselle fyysikolle Tuomo Suntolalle. Hän on atomikerroskasvatusteknologian isä.
Tekniikan tohtori Tuomo Suntola esittää kysymyksen:
–Mitä luulet, kuinka monta transistoria tämän peukalonkynteni kokoisessa puolijohdepalasessa on?
Lännen Median valokuvaaja Silja Viitala on hieman yllättynyt juttukeikan saamasta käänteestä.
–Kysytkö minulta ihan oikeasti? 20 000, Viitala vastaa.
–Kymmenen miljardia.
Suntola tietää, mistä puhuu. Hän on keksinyt sen menetelmän, jolla tosi pieniä transistoreja tehdään. Tänään hänet palkittiin ansioistaan miljoonan euron Millennium-teknologiapalkinnolla.
Tarina alkaa vuodesta 1974, kun Suntola palkattiin Instrumentarium Oy:n palvelukseen kehittämään "jotakin uutta" liiketoimintaa.
Lyhyen taustatyön jälkeen Suntola päätyi ehdottamaan esimerkiksi sairaalainstrumenteissa käytettävän litteän näytön kehittämistä. Näyttö perustuisi elektroluminesenssiin, eli kun tiettyjen aineiden läpi johdetaan sähköä, ne alkavat hohtaa.
Suunnitelman mukaan näytössä vaikuttaisi 200 voltin jännite, mutta sen rakenteet olisivat vain tuhannesosamillimetrin paksuiset. Mistä löytyisi sekä ohut että kestävä aine?
–Alkuvaiheessa, kun meillä ei vielä ollut laboratoriota, minulla oli toimisto ja sen seinällä alkuaineiden jaksollinen järjestelmä. Sitä katsellessani ajattelin sinkkisulfidia, sinkin ja rikin yhdistettä. Voisiko sen järjestää jo kasvutilanteessa järjestäytyneeseen muotoon?
Ensin ohjattaisiin kaasumaista sinkkiä pinnoitettavalle pinnalle. Sitten olisi rikkikaasun vuoro. Lopputuloksena pinnalle muodostuu sinkin ja rikin yhdisteestä vahva ja reiätön, atomikerroksen paksuinen molekyylikalvo. Käsittely toistetaan, kunnes kalvossa on tarpeeksi kerroksia. Käytettävät alkuaineet voidaan valita tarpeen mukaan.
Syntyi atomikerroskasvatus, ALD.
Näyttöteknologian lisäksi ALD:lle löytyi muitakin sovelluksia: esimerkiksi korroosionesto. Päällystetäänpä sillä Kalevala-korujakin.
Suurin mullistus tapahtui, kun elektroniikkateollisuus otti ALD:n käyttöönsä. Mitä pienempiä ovat vaikkapa transistorit, sitä enemmän niitä voi käyttää, ja mikropiirien teho kasvaa jatkuvasti. Mikropiireissä ja muistikomponenteissa tarvittavia äärimmäisen ohuita, sähköä eristäviä tai johtavia kalvoja voidaan valmistaa vain ALD-teknologialla.
Kaupalliset transistorit ovat tällä hetkellä noin kymmenen nanometrin kokoisia, ja laboratorio-olosuhteissa on rakennettu yhden nanometrin mittainen transistori. Yksi nanometri taas on 0,000000001 metriä.
Suntola muistelee 1950-lukua. Silloin transistoreja myytiin vielä yksitellen.
–ALD-tekniikka on mahdollistanut suuren komponenttitiheyden ja pienen tehonkulutuksen. Pinta-alan käytössä on tärkeää, että rakenteita voidaan tehdä myös kolmeen dimensioon (paitsi vaaka-, myös pystysuuntaan).
Miljoonan euron mieheksi tutkija luonnehtii saavutuksiaan maltilla: hänen mukaansa "ihminen on tyytyväinen, jos kokee tehneensä jotakin hyödyllistä".
–En olisi osannut aikanaan kuvitella, että elektroniikassa päästäisin näin pitkälle. Mutta niinhän se on, että alan asiantuntija on huonoin ennustaja, sillä hän perustaa ennustuksensa sillä hetkellä tunnettuihin tosiasioihin.
Kuka: Tuomo Suntola
– Syntynyt Tampereella 1943, asuu Espoossa.
– Sähkötekniikan DI Teknillisestä korkeakoulusta 1967, tekniikan tohtori 1971.
– VTT:n tutkija 1968-73, Instrumentarium Oy:n johtava tutkija 1974-78.
– Lohja Oy:n näyttödivisioonan johtaja 1978-87, Mikrokemia Oy:n tj 1987-97 ja Fortum Oy:n tieteellinen asiantuntija 1997-2004.
– Useita ALD-menetelmään liittyviä patentteja.
– Tasavallan presidentti Sauli Niinistö luovutti tänään tiistaina Suntolalle kahdeksannen Millennium-teknologiapalkinnon.
– Millennium-teknologiapalkinto on suomalainen, joka toinen vuosi jaettava miljoonan euron kunnianosoitus uraauurtavalle teknologiselle innovaatiolle, joka parantaa ihmisten elämänlaatua ja edistää kestävää kehitystä.
– Palkinnon jakaa Tekniikan akatemia -säätiö.
– Tämä on ensimmäinen vuosi, kun palkinto tulee puhtaasti Suomeen ja kokonaan Suomessa uransa tehneelle henkilölle.
– Aiempia palkittuja ovat esimerkiksi WWW:n kehittäjä Tim Berners-Lee (2004) sekä Linus Torvalds (2012, jakoi palkinnon kantasolututkijan ja Nobel-voittaja Shinya Yamanakan kanssa).
Mikko Pulliainen