Tiede

Miljoonan euron Millennium-palkinnon sai suomalainen keksijä Tuomo Suntola, jonka ansiosta kännykät ja tietokoneet ovat pieniä ja tehokkaita

Tuomo Suntola kehitti atomikerroskasvatuksen 1970-luvulla ja markkinoi sitä tuloksetta teollisuudelle 1980-luvulla. Se mullisti tietotekniikan 2000-luvulla.

Miljoonan euron arvoinen kansainvälinen Millennium-teknologiapalkinto myönnettiin tänään tekniikan tohtori Tuomo Suntolalle, 75. Palkinnon luovutti tasavallan presidentti Sauli Niinistö Helsingin Kaapelitehtaalla.

Suntola kehitti 1970-luvulla atomikerroskasvatuksen ald:n, joka on keskeinen tekijä nykyisen teknologiabuumin takana. Sen ansiosta mikroprosessoreita ja muistikomponentteja tarvitsevat laitteet ovat voineet kehittyä kaiken aikaa halvemmiksi ja pienemmiksi mutta silti tehokkaammiksi.

Tekniikan Akatemia -säätiö jakaa Millennium-teknologiapalkinnon joka toinen vuosi ”uraauurtavasta teknologisesta innovaatiosta, joka parantaa ihmisten elämänlaatua ja edistää kestävää kehitystä”.

Palkinto on jaettu vuodesta 2004 lähtien, ja Suntola on toinen suomalainen palkinnonsaaja. Linux-käyttöjärjestelmän kehittäjä Linus Torvalds sai jaetun Millennium-palkinnon vuonna 2012.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Suntolan omakotitalon ikkunasta Espoon Kilossa näkyy keväistä metsää. Työpöydällä lepäävät vanha Sharpin taskulaskin ja Nokia 8 -älypuhelin. Laitteet ovat suunnilleen saman kokoiset, mutta niiden suorituskyky on aivan eri sfääreissä.

Ald-teknologialla valmistetaan muutaman atomikerroksen vahvuisia ohutkalvoja esimerkiksi mikroprosessoreihin ja muistikomponentteihin. Peukalonkynnen kokoiselle mikroprosessorille mahtuu jo liki kymmenen miljardia transistoria.

”Ald:tä on hyödynnetty kaikissa kymmentä vuotta nuoremmissa tietokoneissa ja muissa teknisissä laitteissa, jotka edellyttävät nanomittaluokan rakennetta”, Suntola iloitsee.

Maailmalla on yli 30 ald-reaktoreita valmistavaa yritystä, ja alan markkinat ovat noin kaksi miljardia euroa vuodessa.

Keksinnöstään huolimatta Suntola ei ole miljardööri. Hän keksi ja patentoi ald-teknologian vuonna 1974, ja patentit umpeutuivat 20 vuodessa.

Suntola kollegoineen yritti jo 1980-luvun alussa markkinoida keksintöään puolijohdeteollisuudelle, eräälle johtavalle integroitujen piirien valmistajalle. Suntola ei suostu kertomaan, mille.

Valmistaja hylkäsi teknologian, koska silloisiin tietokoneisiin silloiset teknologiat riittivät.

Kiinnostus virisi kunnolla vasta Material Research Societyn näyttelyssä Bostonissa vuonna 1994. Suntola ja hänen ryhmänsä Mikrokemia Oy:stä toivat näytteille puolijohteiden valmistukseen kehitetyn ald-reaktorinsa. Sillä saatiin 30 senttimetrin halkaisijaiselle piikiekolle rakennettua hallitusti ennennäkemättömän tasaisia materiaalikerroksia.

Ensimmäisen ald-teknologialla tuotetun puolijohdekomponentin toi markkinoille Intel vuonna 2007. Sen jälkeen teknologia levisi räjähdysmäisesti kaikkialle.

Jos ideaan olisi puolijohdeteollisuudessa tartuttu jo 1980-luvun alussa, olisiko teknologiabuumi tullut aiemmin?

”Paha niinkään väittää. Tietotekniikassa eri asiat kehittyvät rinnakkain. Aika oli kypsä vasta 1990-luvulla”, Suntola sanoo.

Palataan vuoteen 1974. Suntola oli jo ehtinyt hankkia keksijän kannuksia VTT:ssä kehittämällä uudenlaisen kosteusanturin mittalaitevalmistaja Vaisalalle.

Terveydenhoitoalan laitteita valmistava Instrumentarium palkkasi Suntolan pienen tutkimusryhmän johtajaksi ja antoi hyvin vapaat kädet. Suntola sai tehtäväksi miettiä, mitä hänen kannattaisi yrityksessä tutkia.

Lääketieteellisten laitteiden näytöt olivat tuolloin varsin kehnoja.

Teoriassa oli mahdollista tehdä litteä elektroluminenssinäyttö, jossa mangaanilla seostettu sinkkisulfidikalvo hohtaa keltaista valoa, kun siihen kohdistuu sähkökenttä.

Kalvon pitäisi olla erittäin ohut mutta samalla vahva ja tasalaatuinen, jotta se kestäisi voimakasta sähkökenttää. Tällaisia ei osattu teollisessa mittakaavassa valmistaa.

”Aloin miettiä, miten materiaalin rakenteeseen voi vaikuttaa jo etukäteen eikä jälkikäteen paikkaillen.”

Suntola tuijotti työhuoneen seinällä roikkuvaa alkuaineiden jaksollista järjestelmää ja sai ahaa-elämyksen: kalvon voisi rakentaa atomikerros kerrokselta, ensin rikkiä, sitten sinkkiä ja sitten taas rikkiä.

Tulos on tasalaatuinen, jos reaktion antaa tapahtua kemiallisesti ja vaihe vaiheelta. Rikkipinta sitoo kaasumaista sinkkiä itsensä, kunnes jokainen rikkiatomi on sitonut sinkin ja pinta onkin pelkkää sinkkiä.

Sitten ylimääräinen sinkki huuhdellaan pois ja päästetään sisään kaasumaista rikkiä. Tällöin sinkkipinta sitoo itseensä rikkiä kunnes pinta on pelkkää rikkiä ja niin edelleen.

Tämä on ald-teknologian ydinidea.


”Yleensä lähdetään hiomaan olemassa olevaa parasta teknologiaa, mutta tajusin ongelman syvyyden. Piti kehittää uusi teknologia, kun vanha ei ollut riittävän hyvä. Reippaana nuorukaisena sitten esittelin idean Instrumentariumin johtokunnalle”, Suntola muistelee.

Johtokunta oli esityksen jälkeen hämmentynyt, kunnes lopulta puheenjohtaja teki päätöksen. Suntolan muistaa yhä nämä lauseet: ”Olen yhä hämmentynyt... Mutta korkeammalla tasolla ajatellen, ryhdytään toimeen!”

Seuraavaksi Suntolan piti rakentaa laitteisto ja määrittää sopivat paine- ja lämpötilaolot.

”Keksinnöissä suurin työ on käytännön pikku pulmien ratkaisussa”, Suntola sanoo.

Neuvostoliittolaiset kemistit olivat havainneet jo aiemmin, että pinta sitoo yhdistettä, kunnes on kokonaan muuttunut yhden atomikerroksen paksuudelta.

”Heillä ei kuitenkaan ollut tuotannollista ajatusta viedä havaintoaan eteenpäin.”

Ensimmäinen kaupallinen sovellus teknologialle olivat Helsinki-Vantaan lentoaseman näyttötaulut vuonna 1983. Taulut olivat käytössä 15 vuotta. Tiettävästi yhtään kirjainmoduulia ei tarvinnut vaihtaa.

Taulutelevisiosta haaveiltiin jo 1970-luvulla. Elektroluminenssinäyttöjen toivottiin korvaavan raskaat kuvaputkitelevisiot.

Lcd-näytöt kuitenkin veivät voiton kisassa, ja ald-teknologian tulevaisuus oli muualla. Suntola kertoo, että hän näki puolijohdeteollisuuden mahdollisuudet alusta alkaen.

”Olen koulutukseltani puolijohdefyysikko. Tajusin, että tällä tavalla saa tehtyä hyvin pieniä ja pienellä teholla toimivia transistoreita.”

Tietotekniikan ohella menetelmää hyödynnetään muun muassa aurinkokennoissa. Jo 1990-luvulla Suntola kollegoineen saavutti kennoilla verraten hyviä hyötysuhteita.

Nyttemmin ald on auttanut siinä, että Aalto-yliopiston tutkijat saavuttivat kolme vuotta sitten maailmanennätyksen nanokuvioisten aurinkokennojen hyötysuhteessa: yli 22 prosenttia auringon säteilyn energiasta saatiin muutettua sähköksi.

”Vain ald:llä kennon pintaan saadaan rakennettua täydellisesti peittävä ja aukoton pinnoite”, sanoo Aalto-yliopiston mikro- ja nanoelektroniikan professori Hele Savin.

Aurinkokennoissa tarvitaan tällainen kalvo, jotta auringon säteilyenergian liikkeelle sysäämät elektronit eivät karkaa pintoihin vaan ohjautuvat kohti ulkoista virtapiiriä.

Samaan tapaan pinnoitetaan nyt avaruusteleskooppien peilejä ja koruja tai luodaan kemiallisia valleja litiumakkuihin.

Miten keksijä itse näkee teknologiansa tulevaisuuden?

”Transistorin koon pienuudessa ei ole vielä kuljettu äärirajoille”, Suntola sanoo.

”Paljon tutkimatonta potentiaalia on myös siinä, että kalvoihin yhdistellään orgaanisia yhdisteitä. Se lähestyy jo biokemiaa. Mutta tätä tutkivat jo aivan muut ihmiset, siitä minä en tiedä juuri mitään.”

Parikymmentä viime vuotta Suntola on käyttänyt aikansa etupäässä tieteelliseen toisinajatteluun. Hän on luonut oman maailmanselitysmallinsa, dynaamisen universumin (DU), ja perustanut teoriaa tukemaan Physics Foundation Society -yhdistyksen.

”Lähinnä olen koonnut palapelin uudelleen. En olisi voinut keksiä tätä kaikkea ilman Albert Einsteinin suhteellisuusteoriaa, ja oma teoriani on hyvin samansuuntainen”, Suntola sanoo.

Hänen mielestään Einstein teki kuitenkin virheen.

”Hän otti neljänneksi ulottuvuudeksi ajan. Ilman tätä virhettä hän olisi päätynyt samaan kuin minä jo vuonna 1917.”

Suntolan mukaan neljäskin ulottuvuus on fysikaalinen: liikumme kolmiulotteisessa avaruudessa, mutta samanaikaisesti avaruus laajenee kaikkialla. Tämä laajeneminen on neljäs ulottuvuus.

Teoksessaan The Dynamic Universe Suntola on johtanut noin tuhat yhtälöä, joilla hän osoittaa, että hänen teoriansa selittää maailmankaikkeutta paremmin kuin yleinen suhteellisuusteoria.

Hänen laskelmissaan maailmankaikkeus asettuu siististi uomiinsa ilman että tarvitaan kertoimia ja vakioita tai ”pimeää energiaa” paikkaamaan havaitun todellisuuden ja teorian välistä kuilua.

Suntola työskentelee yhä kymmeniä tunteja viikossa teoriansa parissa. ”Käyn suurennuslasin kanssa läpi nykykosmologian yhtälöitä.”

Arvostetuimmat vertaisarvioidut tiedejulkaisut eivät ole suostuneet julkaisemaan Suntolan artikkeleita.

”Einsteinin ja suhteellisuusteorian arvostus on erittäin lujassa. Teknologiataustaiset ihmiset ymmärtävät teoriani kertaheitolla, mutta kosmologit välttävät tätä kuin punaista vaatetta”, Suntola sanoo.

”Ald:n läpimurtoon meni 30–40 vuotta. En tiedä, elänkö niin kauan, että saisin nähdä dynaamisen universumin läpimurron.”

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    • Juuri nyt
    • Päivä
    • Viikko
    1. 1

      Suomalaistutkimus avaa uuden näkö­kulman syövän hoitoon – ”Kukaan muu ei ollut uskaltanut ajatella, että syöpä­lääkkeiden tehottomuuden taustalla voisi olla yhteinen tekijä”

    2. 2

      Jyväskylän Kalevan kisojen toimitsija totesi seitsenottelijoiden häiritsevän muita lajeja – hopeamitalisti Miia Sillman lataa täyslaidallisen: ”Huonoimmin järjestetyt Kalevan kisat ikinä”

    3. 3

      Pelottava hämäräheikki yritti tulla ikkunasta asuntoon, eikä Helsingin poliisia kiinnostanut – vai miten se nyt oikein meni?

    4. 4

      Saako vessan valoja räpsytellä vai tuleeko ne pitää päällä? Asian­tuntija kertoo, mikä on energia­tehokkain tapa käsitellä kodin valoja

    5. 5

      Venäjältä tihkuu tietoja ”sopimuksista”, joita Yhdysvallat ei vahvista – Trumpin ja Putinin Helsingin-tapaamisen sisällöstä vallitsee yhä epätietoisuus

    6. 6

      Sotatanner – raportti Malmön monikulttuurisesta helvetistä

      Tilaajille
    7. 7

      Märkäpuvut kiellettiin Joroisten SM-triathlonin juhlakisassa – Darby Thomas ja Minna Koistinen kirivät mestareiksi: ”Uinnissa keskeytyksiä tuli normaalia vähemmän”

    8. 8

      Rekrytoijien ennakko­luulot voivat vaikeuttaa naisten pääsyä johto­asemiin – Tutkija: ”Standardit ovat erilaiset miehille ja naisille”

    9. 9

      Yksi ihminen kuoli gyrokopterin pudottua Enontekiössä Kilpis­järven alueella

    10. 10

      Jos Sörnäisten Kurvissa eksyi kapakasta lähdettyään väärälle syrjäkujalle, saattoi päästä hengestään – rettelöivät teinihuligaanit pitivät Kallion seutua pelon vallassa 1900-luvun alussa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Jos Sörnäisten Kurvissa eksyi kapakasta lähdettyään väärälle syrjäkujalle, saattoi päästä hengestään – rettelöivät teinihuligaanit pitivät Kallion seutua pelon vallassa 1900-luvun alussa

    2. 2

      Sinkkumiesten kaupungissa on vaikea löytää rakkautta – suomalais­mies hengailee pakaste­altaalla, koska Seattlessa netti­treffeillä korostuu vain raha

      Tilaajille
    3. 3

      Muistoesineet katosivat 5-vuotiaana kuolleen Miron haudalta – ”Silmät kyyneltyivät niin, etten ensin edes nähnyt, oliko kaikki viety”, pojan äiti kertoo

    4. 4

      Saako vessan valoja räpsytellä vai tuleeko ne pitää päällä? Asian­tuntija kertoo, mikä on energia­tehokkain tapa käsitellä kodin valoja

    5. 5

      Miten muiden rakkaus on sinulle uhka?

    6. 6

      Suomalaistutkimus avaa uuden näkö­kulman syövän hoitoon – ”Kukaan muu ei ollut uskaltanut ajatella, että syöpä­lääkkeiden tehottomuuden taustalla voisi olla yhteinen tekijä”

    7. 7

      Amazonin viidakossa elää ”maailman yksinäisin mies” – Brasilian viranomaiset julkaisivat videon miehestä, jolle kukaan ei ole puhunut ainakaan 22 vuoteen

    8. 8

      Päivi Anttikosken valinta Aamulehden päätoimittajaksi saattoi kariutua, koska toimitusjohtajalle ei kelvannut perheestään erillään asuva äiti – Alman Kai Telanne: ”Olen pahoillani, että hakijalle syntyi väärä käsitys”

    9. 9

      ”Lohkoketjut lopettavat vale­kapitalismin”, julistaa entinen pankkiiri – Keski­aikaisessa maisemassa Sveitsissä tehdään vallan­kumousta, tai ainakin yritetään

    10. 10

      James Bluntin keikka Porissa kiteyttää, kuinka vähän uudet ulkomaiset nimet kiinnostavat kotimaisilla festivaaleilla

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Republikaani­senaattori John McCain: Helsingin huippu­kokous oli hirvittävä virhe – lue HS:n seuranta Trumpin ja Putinin tapaamisen käänteistä

    2. 2

      This is Finland: After Trump and Putin leave, the president heads across the street for a drink

    3. 3

      Tällainen on Suomi: Kun Trump ja Putin olivat poistuneet, presidentti Niinistö lähti terassille kuin kuka tahansa

    4. 4

      Trump tuhosi Helsingin huippukokouksen yhdellä iskulla – amerikkalaiset tyrmistyivät Trumpin ”antautumisesta” Venäjän presidentille

    5. 5

      Suomen hipsterein paikka on pieni kylä Nokian hylkäämässä Salossa – ”Elämäntilanteeni on niin hyvä, ettei siitä melkein kehtaa puhua”

    6. 6

      Donald ja Melania Trumpin saattue saapui Kalastaja­torpalle suuren väkijoukon saattelemana – lue HS:n seuranta sunnuntain tapahtumista

    7. 7

      Jäämies Ötzi kuoli täysin vatsoin, mutta nykyihmistä hänen viimeinen ateriansa voi hirvittää

    8. 8

      ”Ostin kaksi kuumemittaria ja söin elohopeat niistä” – tutkija selvittää laittoman abortin teettäneiden naisten kohtaloita

      Tilaajille
    9. 9

      Trump teki etikettimokan ja saattoi kuningatar Elisabetin kiusalliseen tilanteeseen Britanniassa

    10. 10

      Näistä syistä Kalastajatorppa on ylivoimainen paikka Trumpin yöpaikaksi

    11. Näytä lisää
    Uusimmat
    1. Juuri nyt
    2. Märkäpuvut kiellettiin Joroisten SM-triathlonin juhlakisassa – Darby Thomas ja Minna Koistinen kirivät mestareiksi: ”Uinnissa keskeytyksiä tuli normaalia vähemmän”
    3. Yksi ihminen kuoli gyrokopterin pudottua Enontekiössä Kilpis­järven alueella
    4. Tunti sitten
    5. Honka saa kovan luokan paluumuuttajan – Demba Savage palaa Espooseen: ”Yksi kaikkien aikojen ulkomaalaisvahvistuksista”
    6. Sadekaan ei sammuttanut Emma Salokosken ja Ilmiliekki Quartetin toista ilmestymistä – Pianisti Iro Haarla kirkasti Lokkilavalla rooliaan omaäänisenä säveltäjänä
    7. Pariisissa nähtiin huima nuoralla­tanssispektaakkeli, kun ranskalaisnainen esiintyi 35 metrin korkeudella
    8. Pettymystä nieleskellyt Valtteri Bottas joutuu Saksan GP:ssa Ferrarien puristukseen – Kimi Räikkönen: ”Kolmas ruutu on aika hyvä lähtöpaikka”
    9. 2 tuntia sitten
    10. Pysäköinninvalvojan auton takalasi hajosi kesken ajon Pohjois-Haagassa – Poliisi tutkii, ammuttiinko autoa ilma-aseella
    11. Rekrytoijien ennakko­luulot voivat vaikeuttaa naisten pääsyä johto­asemiin – Tutkija: ”Standardit ovat erilaiset miehille ja naisille”
    12. Honka nollasi TPS:n, Macoumba Kandji pyssytti jo kauden yhdeksännen maalinsa – ”Kun miettii kaikkia tapahtumia, Honka ansaitsi voiton”
    13. Suomalaistutkimus avaa uuden näkö­kulman syövän hoitoon – ”Kukaan muu ei ollut uskaltanut ajatella, että syöpä­lääkkeiden tehottomuuden taustalla voisi olla yhteinen tekijä”
    14. Näytä lisää