Atom Probe Tomography (APT) System

Oulun yliopiston materiaalianalyysikeskus hankkii APT-laitteiston (Atom Probe Tomography). Laitteistoa käytetään materiaalitutkimuksessa.

Hankinnan kohteena on APT-laitteisto (Atom Probe Tomography), jota tullaan käyttämään laajasti eri alojen materiaalitutkimuksessa. Laitteiston tulee pystyä analysoimaan mm. metallurgiasia ja mineralogisia näytteitä, geopolymeerejä, puolijohteita, elektroniikan ja optoelektroniikan materiaaleja, katalyyttejä, akkuteknologian materiaaleja, sähkökeraameja ja erilaisia nanomateriaaleja. Laajasta sovelluskentästä johtuen hankittavan APT-laitteisto tulee olla varustettu UV-laserilla, joka mahdollistaa myös sähköä huonosti johtavien näytteiden mittaukset. Hankintayksikön tutkimukseen tarvitaan laite, jonka seuraavat ominaisuudet on patentilla suojattu: 1) KORKEAN RESOLUUTION MASSASPEKTROMETRI (U.S. Patent 66054.021, 7157702, HIGH RESOLUTION ATOM PROBE) Hankittavalta APT-laitteistolta edellytetään korkeaan massaerotuskykyä. Tässä patentissa kuvataan EIKOS-UV APT-laitteiston massaspektrometrin (reflektroni) komponentit. Reflektronin rakenne on olennaisen tärkeä tarkkojen massaspektrimittausten suorittamiseksi sekä jännite- että laserkäyttötilassa. Patentoitu rakenne lisää ionien lentoaikaa noin nelinkertaiseksi muihin mittausgeometrioihin verrattuna, mikä parantaa massaresoluutiota ja vähentää sironneista ja matalaenergisistä ioneista, sekä neutraaleista johtuvaa kohinaa. 2) APT-LAITTEISTOON INTEGROITU LASER (U.S. Patent 66054.072, 7652269, LASER ATOM PROBE METHODS) Sähköä huonosti johtavien materiaalien APT-mittaukset edellyttävät laserilla varustettua APT-laitteistoa. Tässä patentissa kuvataan menetelmä, joilla pulssitettu lasersäde saadaan kohdistettua tarkasti tutkittavan näytteen kärkeen mittauksen aikana. Jotta laserin näytteelle aiheuttamasta lämpenemisestä johtuva massaresoluution huononeminen saadaan minimoitua, käytettävän laser on kohdistettava hyvin pieneksi pisteeksi (spotin koko < 2 μm). Skannaamalla lasersädettä nopeasti näytteen kärjen alueella on mahdollista kerätä APT-mittausdataa hyvin suurella tarkkuudella. Laserin kohdistaminen, kohdistuksen säilyttäminen mittauksen aikana, säteen skannaaminen ja skannaukseen synkronoitu massaspektridatan kerääminen edellyttävät kehittyneitä laitteistoratkaisuja sekä algoritmeja. Suorahankinnan perustelut Hankintamenettelynä on suorahankinta. Peruste suorahankinnalle on hankintalain 1397/2016 mukainen. 40 §:n mukaiset perusteet: 2) teknisestä tai yksinoikeuden suojaamiseen liittyvästä syystä vain tietty toimittaja voi toteuttaa hankinnan; lisäedellytyksenä on, että järkeviä vaihtoehtoisia tai korvaavia ratkaisuja ei ole eikä kilpailun puuttuminen johdu hankinnan ehtojen keinotekoisesta kaventamisesta. Hankittavan APT-laitteiston tulee soveltua laajasti erityyppisten materiaalinäytteiden analysointiin. Vaatimus täyttyy vain, jos edellä mainitut tekniset vaatimukset 1) - 2) toteutuvat. Selvitysten perusteella CAMECA Instruments Inc. on ainoa markkinoilla oleva laitevalmistaja, joka kykenee toimittamaan hankintayksikön vaatimukset täyttävän APT-laitteiston.