HelgiSkuli.com

Sumarið 2007 vann ég sem sumarstúdent (e. Research Assistant) á Raunvísindastofnun Háskólans. Leiðbeinandi minn var Dr. Snorri Ingvarsson.

Tilgangur verkefnisins var að mæla rafsegulsvið stuttra og mjórra nanóvíra (hundruðir nanómetra) til að meta hvaða áhrif stærð víranna, breidd og lengd, hefur á loftnetseiginleika þeirra sem loftnet fyrir ljósbylgjur.

Sýnin voru hönnuð af post-doc í rannsóknarstofunni, Dr. Yat-Yin Au, sem einnig hafði yfirumsjón með tilraununum. Til að mæla rafsegulsviðið þá þurfti að setja upp aflrás svo vírarnir gefi frá sér stöðugt rafsegulsvið með tilliti til tíma, og því þurfti að regla afl sem lagt var á sýnin. Rafsegulsviðið var svo leitt í gegnum skautunarsíu sem sá um að hleypa einungis einni skautunarstefnu í gegn, og þaðan var rafsegulsviðið leitt inn í FTIR tíðnirófsgreini (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) sem gerir okkur kleift að mæla virkni loftnetanna á vissu tíðnibili.

Undirbúningur vísindagreinar um niðurstöður tilraunarinnar er á lokastigi.

Sumarið 2006 vann ég sem sumarstúdent (e. Research Assistant) á Raunvísindastofnun Háskólans. Leiðbeinandi minn var Dr. Snorri Ingvarsson.

Verkefnið fólst í að hanna og smíða tæki sem sér um að regla afl sem eyðist í nanó vír. Þennan nanó vír notum við sem einskonar optískt loftnet, fyrirbæri sem er ekki enn komið á markað. Rannsóknir á þessu fyrirbæri eru í samvinnu við teymi sem vinnur hjá IBM Yorktown Heights.

Við rannsóknir á þessum nanó vírum þá vilja nanó vírarnir oft springa/slitna/bráðna; oft gerist að þeir algjörlega hverfa þannig að engin ummerki eru að það hafi yfir höfuð verið nanó vír á rásinni ! Þessi "galli" stafar af því að viðnám vírsins breytist í sífellu og þarf því að mæla straum og spennu og reikna hvernig þarf að breyta straumnum eða spennunni til að regla visst afl. Hingað til hefur verið notað tæki tengt er Labview sem sér um að regla aflið, en samskiptin eru ekki nógu hröð svo vírarnir eiga það til að springa. Mitt verkefni fólst í að hanna nýtt tæki sem er mun hraðvirkara við að regla aflið.

Hægt er að fara tvær leiðir; analog eða digital rás. Kosturinn við analog rásina er að hún er mjög hraðvirk á meðan digital rásin er hægari en er auðveldara að stilla. Fyrir þetta verkefni þá hannaði ég bæði analog og digital rás, og við prófanir mun koma í ljós hvor rásin verður notuð í lokaútgáfu. Þegar þetta er skrifað (13. jan 2007) þá hallast ég frekar að því að nota analog rásina en digital rásin er komin í prótótýpu svo því þarf að sjá hvort hægt er að nota digital rásina. Í grunnatriðum eru rásirnar mjög svipaðar, stærsti munurinn felst í hvernig nýtt afl er reiknað.

Sumarið 2005 vann ég sem sumarstúdent (e. Research Assistant) á Raunvísindastofnun Háskólans. Leiðbeinandi minn var Dr. Snorri Ingvarsson.

Verkefnið mitt fólst í að hanna og smíða tæki sem nota átti til að æta þunnar lífrænar húðir af hálfleiðurum og málmum. Tækið var hugsað til að æta photoresist sem er mikið notað í nútiíma rafrásaframleiðslu. Tækið þurfti að vera mjög skilvirkt, þægilegt í notkun og krafa var gerð um að allt ferlið tæki mjög skamman tíma. Ætingartæki nú til dags eru oft mjög stefnuháð (æta bara í eina stefnu) þar sem oft vilja menn æta á mjög afmörkuðum fleti, en fyrir þetta verkefni þá var það gerð sú krafa að ætingin átti ekki að vera stefnuháð því tækið átti að nota til að búa til undercut og slíkt er ekki hægt með stefnuháðri ætingu. Þegar menn vilja mjög stefnuháða ætingu þá er oftast notað RIE eða önnur álíka tæki. Fá tæki "bjóða" upp á stefnulausa ætingu því slík æting er lítið notuð í nútíma rafrásaframleiðslu.

Við lausn á verkefninu var fljótt ákveðið að nota þurrætingu en ekki votaætingu þar sem votæing er ekki góð aðferð þegar búa á til undercut. Til að fjarlægja lífrænar húðir þá er best að nota súrefnisrafgas, en einnig er hægt að nota önnur gös - við notuðum Argon í upphafi til að kveikja á rafgasinu því það er lang auðveldast að kveikja í slíku rafgasi.

Til að geta kveikt á rafgasi þá þarf örbylgjugjafa, sýnaklefa og lofttæmisdælu sem sér um að viðhalda undirþrýstingi í sýnaklefanum. Ákveðið var að nota örbylgjuofn úr næstu raftækjaverslun sem örbylgjugjafa; þeir hafa þann kost að vera öruggir og eru með "klefa" sem hleypir ekki örbylgjunum út úr tækinu, sem er mikið öryggisatriði þar sem örbylgjur eru taldar getað skaðað heilsu lífvera. Örbylgjuofninn var þó síður en svo loftheldur svo því þurfti að sérhanna loftheldan sýnaklefa sem er tengdur við loftæmisdælu Til að lágmarka kostnað var ákveðið að hanna einfalda álplötu sem hefur "lagnakerfi" í plötunni því það er ópraktískt að láta loftflæði fara í gegnum glerið með slöngum og öðrum búnaði. Á álplötuna er lagður gúmmídúkur úr sílikon, og ofan á dúkinn er sett glært glerílát svo hægt sé að fylgjast með rafgasinu. Glerílátið var einfalt glært eldfast mót sem keypt var í næsta stórmarkaði.

Þegar farið var að prófa kerfið þá kom í ljós að örbylgjuofnar sem "almenningur" hefur tök á að kaupa er þannig uppsettur að geislagjafinn er afskaplega slappur, og þar með mjög ódýr. Framleiðendur örbylgjuofnanna þurfa þó að láta matvæli hitna á sem flestum stöðum, svo því setja þeir snúningsdisk í örbylgjuofninana sem sjá um að "færa matinn til" svo fleiri staðir hitni. Fyrir okkar kerfi er slíkur örbylgjugjafi mjög slæmur þar sem við viljum að allir staðir á sýnunum verði fyrir jafn mikilli ætingu, og of mikill kostnaður færi í að hanna sýnaklefa sem hægt væri að snúa á meðan ætingu stendur, því það þarf sérhannaðar málm slöngur sem ráða við slíkan snúning. Eftir mörg símtöl kom í ljós að örbylgjuofn með jafndreifðri geislun kostaði rúmlega tífalt meira en sá örbylgjuofn sem við fjárfestum í, og því var ákveðið að setja upp spegla í örbylgjuofninn til að nálgast jafndreifða geislun. Notuð var trial-and-error aðferðin til að finna góða staði, og eftir ítarlega prófun fengust nokkrar stillingar sem gáfu betri dreifingu á örbylgjunum.
Til að geta stjórnað ætingarhraðanum var hannað einfalt loftstýringarkerfi (situr ofan á örbylgjuofninum á myndinni).

Skrifuð var grein í tímaritið Raust þar sem fjallað er almennt um sýnaframleiðslu, ætingarkerfi og loks um rafgasörbylgjuofninn. Hægt er að nálgast greinina hér. Einnig sýndum við plakat á Raunvísindaþingi í Reykjavík 2006 og má nálgast plakatið hér. ATH: Stærð á skjalinu er 1.9 Mb. Þar sem allt niðurhal af helgiskuli.com netþjóninum er frekar hægt, þá er hægt að ná í greinina á hi.is heimasvæðinu mínu.

Sumarið 2005 vann ég sem sumarstúdent (e. Research Assistant) á Raunvísindastofnun Háskólans. Leiðbeinandi minn var Dr. Snorri Ingvarsson.

Verkefnið mitt fólst í að aðstoða meistaranema hjá Snorra við að skrifa rás á nanómeter skalanum. Rásina átti að nota til að fanga nanókristal með rafsviði milli tveggja odda (sjá meðfylgjandi mynd). Verkefnið var liður í meistaranámi nemandans, og var hans hlutverk að rannsaka spunastrauma og auka skilning okkar á spunastraumi. Áhugasömum lesendum er beint á að kíkja á þessa grein um spunatækni.

Meðfylgjandi er mynd sem sýnir einungis lítinn hluta rásarinnar. Stærri útgáfu má nálgast hér. Á myndinni sjást tveir oddar og bil milli þeirra sem er ca. 20 nm. Til að geta skrifað rás sem er það "lítil" þá þarf að nota rafeindalitógrafíu. Á Iðntæknistofnun eigum við til slíkt tæki sem er samtengt rafeindasmásjá sem gerir okkur kleift að skoða og skrifa munstur með ca. 2-3 nm upplausn. Þetta er ágætis upplausn þegar haft er í huga að þvermál mannshárs er ca. 25-90 µm !