UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Rekord-liten universitetslogo er laget på UiO

Del

Hvorfor ikke gjøre et stunt ut av det når man skal teste en ny metode? Dette er trolig verdens nest minste universitetslogo: En halv millimeter lang.

Julie Nitsche Kvalvik med brikken der de har laget det halvmillimeterstore Apollon-seglet. Selve brikken er en del større for at det skal være mulig å håndtere den. Foto: Hanna Elina Melteig/UiO
Julie Nitsche Kvalvik med brikken der de har laget det halvmillimeterstore Apollon-seglet. Selve brikken er en del større for at det skal være mulig å håndtere den. Foto: Hanna Elina Melteig/UiO

Aldri så lite at det ikke er godt for noe. Da forskerne ved Senter for materialvitenskap og nanoteknologi (SMN) på Universitetet i Oslo skulle teste metoden sin, var de avhengige av noe som var lite nok til at det var mulig å avbilde med elektronmikroskop.

Samtidig ønsket de å ta bilde av noe som er verdt å legge merke til, som universitetets logo, også kalt Apollon-seglet. Logoen viser den greske guden Apollon med en lyr.

Forskernes begrensninger lå i hvor stort det er mulig å ta et bilde i elektronmikroskop og hvor lite det er mulig å lage et mønster med litografi.

– Vi kan ta bilder som er mindre, forsikrer Julie Nitsche Kvalvik, en av forskerne som har jobbet med materialet. – Men vi slet med å få god nok oppløsning og avtrykk av litografien.

Ville lage et materiale som konverterer lys

Prosjektet med UiO-logoen var ikke en del av den opprinnelige planen med forskningen hennes, men som med mye innen forskning, kan sidesporene by på interessante oppdagelser.

Det de egentlig er ute etter, er å lage mer effektive solceller. Det gjør de ved å lage kalsiummolybdat (CaMoO4) som er «dopet» med grunnstoffer fra gruppen som kalles lantanoider, de som har atomnummer fra 57 til 71. Dette får de til med en metode som kalles atomlagsdeponering (ALD), der de bygger lag på lag med atomer.

Silisium-baserte solceller klarer nemlig ikke å ta opp all energien i deler av sollyset – det blir på en måte energi til overs. Materialet Kvalvik skulle lage, kan «klippe» i to det lyset som har mer energi enn solcellen klarer å bruke. Dermed blir solcellen mer effektiv.

Prosjektet gikk ut på å kombinere kjente prosesser for atomlagsdeponering for å lage materialer på en ny måte.

Hindringer byr på nye muligheter

Stoffene forskerne først hadde tenkt å bruke, viste seg vanskelige å kombinere fordi det ikke var noe overlapp i temperaturer stoffene kan trives i. Dermed ble forskerne tvunget ut på netthandel etter stoffer som kanskje kunne la seg bruke.

– Vi kjøpte tre ulike kjemikalier med molybden og prøvde å varme dem opp under vakuum. Et av stoffene, MoCl4O, dampet ved 60 grader og var stabilt også ved høyere temperaturer. Dette var akkurat de egenskapene vi så etter, og vi ble ganske gira.

– Da var det bare å prøve å få det til å reagere med vann og ozon som oksygenkilde. Dette er en ganske magisk blanding med tanke på å få ting til å reagere, forklarer Kvalvik.

På denne måten fikk forskerne materialet de ønsket å lage, men metoden viste seg å overraske med andre egenskaper. Det viste seg at molybden-forbindelsen forskerne hadde laget, kun festet seg på enkelte overflater.

– Kjedelig med firkanter og rundinger

Denne reaksjonen foregår i en atomlagsdeponering-reaktor som støtvis sender stoffene annenhver gang på et underlag hvor materialet vokser atomlag for atomlag. I dette tilfellet ble det brukt både underlag av glass og silisium.

Det viste seg etterpå at molybdenforbindelsen bare fester seg til enkelte overflater. Glass er et av dem, og litiumfluorid, som Apollon-seglet er laget av, er det andre.

Når en forbindelse kun fester seg på enkelte prøver, kalles prosessen selektiv. Det er mye forskning på selektive prosesser, blant annet for bruk i elektronikk, men det viser seg å være vanskelig å forklare hvorfor dette skjer.

– Vi måtte finne en måte å demonstrere at prosessen er selektiv på og vise at et materiale som vanligvis ville legge seg på hele overflaten, kun legger seg på mønsteret. Det er kjedelig med firkanter og rundinger, så da laget vi Apollon-seglet, forteller Kvalvik.

Selve Apollon-seglet som ble brukt som mal, ble laget av Jon Borgersen på MiNaLab. Det er sannsynligvis verdens nest minste universitetslogo. Rekorden ser ut til å være hos University of Nottingham, som har brukt en ione-stråle til å tegne emblemet sitt på et hårstrå. Emblemet ble 100 mikrometer stort.

IBM har rekorden for verdens minste logo – den består av 35 atomer.

UiO-logoen i dette forsøket er 500 mikrometer, eller en halv millimeter, stor. Den kan så vidt skimtes med det blotte øye.

..............

Fakta:

Atomlagsdeponering (ALD)

Metode for å lage jevne, tynne filmer med nanometertykkelse. Dette er allerede i bruk i storskala industrielt, for eksempel i solceller.

Atomlagsdeponering gir mulighet til å kombinere enkle, kjente prosesser for å lage mer komplekse materialer med god kontroll på kjemisk sammensetning.

Universitetet i Oslo har en stor ALD-lab med åtte ALD-reaktorer og utstyr for å teste egenskapene til filmene. Gruppa ledes av professor Ola Nilsen.

Nøkkelord

Kontakter

Bilder

Julie Nitsche Kvalvik med brikken der de har laget det halvmillimeterstore Apollon-seglet. Selve brikken er en del større for at det skal være mulig å håndtere den. Foto: Hanna Elina Melteig/UiO
Julie Nitsche Kvalvik med brikken der de har laget det halvmillimeterstore Apollon-seglet. Selve brikken er en del større for at det skal være mulig å håndtere den. Foto: Hanna Elina Melteig/UiO
Last ned bilde
Dette er verdens minste Apollon-segl og muligens verdens nest minste universitetslogo. Bildet er tatt av Julie Nitsche Kvalvik med elektronmikroskop.
Dette er verdens minste Apollon-segl og muligens verdens nest minste universitetslogo. Bildet er tatt av Julie Nitsche Kvalvik med elektronmikroskop.
Last ned bilde

Lenker

Om UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet
UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet
Sem Sælands vei 24
0371 Oslo

22 85 56 00http://www.mn.uio.no/

Det matematisk-naturvitskaplege fakultet har ein lang og stolt tradisjon innan forsking og undervising i dei klassiske realfaglege disiplinane. Fakultetet si verksemd dekkjer også eit breitt spekter av tverrfagleg forsking og ligg i front i Europa på fleire område.

Følg våre forskingsnyheiter på Titan.uio.no, som også er på Facebook og Twitter, eller abonner på nyheitsbrevet.

Følg saker fra UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Registrer deg med din epostadresse under for å få de nyeste sakene fra UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet på epost fortløpende. Du kan melde deg av når som helst.

Siste saker fra UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Tidlig og automatisk avdekking av sykdom hos fisk vant gull22.11.2020 19:00:13 CETPressemelding

Et studentlag fra Universitetet i Oslo har utviklet et system som skal gjenkjenne sykdom i fisk før sykdommen sprer seg og skaper ytterligere skade i fisken. De har deltatt i en internasjonal bioteknologikonkurranse, International Genetically Engineered Machine (iGEM). Studentlaget vant gull i konkurransen. Laget ble også nominert til pris for beste software i konkurransen. Dette er første gang for et lag fra Norge.

I vårt presserom finner du alle våre siste saker, kontaktpersoner, bilder, dokumenter og annen relevant informasjon om oss.

Besøk vårt presserom