En förlustfri strålningssensor är redan på väg ut i världen

Teknikbranschens examensarbetespriser gick i år till studerande vid Aalto-universitetet, LUT-universitetet och Åbo universitet. Deras arbeten möjliggör bland annat förbättring av röntgenteknik, miljövänligare väderballonger och ökade kunskaper om Parkinsons sjukdom.

Teknikens akademiker TEK, Tekniska Föreningen i Finland TFiF och Matematisk-naturvetenskapliga Akademiker rf MAL delar årligen ut pris för bästa doktorsavhandling, diplomarbete och pro gradu-arbete inom teknikområdet. Priserna delades ut i dag i Helsingfors.

Doktorsavhandlingspriset gick till Juha Heinonen vid Aalto-universitetets högskola för elektroteknik, institutionen för elektronik och nanoteknik.

I sin doktorsavhandling ”High-sensitivity photodiodes using black silicon and induced junction” utvecklade han en ny kiselbaserad strålningssensor. Vid tillverkningen används tekniker som tidigare visat sig lovande i solcellsforskningen.

– Sensorn bygger på en nanostruktur som inte reflekterar ljus alls och som därför ser svart ut, nämligen svart kisel. Den är täckt med en tunnfilm där man använt en atomlagerdeponeringsmetod (ALD) som uppfunnits i Finland. Resultatet är en nästan förlustfri strålningssensor som kan upptäcka praktiskt taget varenda foton som når sensorn, oavsett om det är frågan om synligt ljus eller strålning med högre energi. Denna nästan idealiska känslighet brädar alla tidigare sensorer och en stor del av min avhandling fokuserar på att granska mekanismerna bakom denna rekordkänslighet, berättar Heinonen.

Ämnets mångsidighet intresserade Heinonen

– Under forskningen fick jag fundera på halvledarfysik med hjälp av simulering och mätning, men jag fick också tillverka komponenter själv i ett sterilt rum.

Motivationen upprätthölls också av den tydliga kopplingen till många praktiska tillämpningar. Som exempel nämner Heinonen röntgenteknik och smartklockor.

– Patientsäkerheten kan förbättras i röntgenundersökningar eftersom en känsligare sensor gör att man kan ta lika tydliga bilder med mindre strålning. Och den optiska pulsmätningen i smartklockor bygger på observation av ljus som reflekteras från huden, så en känsligare sensor möjliggör en lika stark signal med mindre ljus och därigenom längre batteritid.

Heinonen grundade företaget ElFys med sina forskarkolleger för att kommersialisera sensorerna – långt innan avhandlingen var klar.

– Kommersialiseringen av teknologin har kommit igång bra. ElFys har redan sålt sensorer till 58 kunder i 14 länder och massproduktionen ska just börja.

Framtidsplanerna kretsar kring att vidareutveckla teknologin i det egna företaget.

TEK och TFiF belönade Heinonen med ett diplom och ett penningpris på 7 500 euro. Doktorsavhandlingspriset delades i år ut för 25 gången.