Gust. Komppa -palkitut 2025 Heta-Elisa Nieminen (vas.) ja Ilia Sokolevskii. Kuva © Maarja Kotkas
Arvioinnin pohjana huomioitiin väitöskirjatöiden tieteellinen ansiokkuus, tutkimusten laaja-alaisuus ja niihin liittyvä menetelmäosaaminen, tieteellisen tiedon kerronnan fokusointi, töiden mahdollinen tieteellinen vaikuttavuus, tutkijan oman työn rooli työn toteuttamisessa sekä väitöskirjatyön visuaalisuus ja luettavuus.
Valintalautakunta esittää, että Gust. Kompan palkinto vuonna 2025 jaetaan filosofian tohtori Heta-Elisa Niemisen Helsingin yliopistosta sekä filosofian tohtori Ilia Sokolovskiin Jyväskylän yliopistosta kesken.
—-
Heta-Elisa Niemisen väitöskirjassa ”Reaction mechanism studies on atomic layer deposition processes” tavoitteena oli kokeellisesti selvittää, millaisia kemiallisia reaktioita ja miten niitä voidaan ohjailla kasvatuspinnalla atomikerroskasvatuksen (ALD) -prosessin eri vaiheissa. Väitöskirjan ensimmäinen osa kuvaa yleisesti ALD-prosessien aikana tapahtuvia yleisimpiä pintareaktioita, kun käytetään joko metalli- tai epämetallilähtöainepulsseja atomikerrosten kasvatukseen. Väitöskirjan toisessa osassa syvennytään erilaisiin analyysimenetelmiin, joita on käytetty ALD-prosessien reaktiomekanismitutkimuksissa. Väitöskirja sisältää kuusi artikkelia, jotka keskittyvät yhteensä kahdeksaan ALD-prosessien mekanismitutkimuksiin. Tutkitut prosessit vaihtelevat metalleista (Co3Sn2, Ni3Sn2, Au, Pt ja Ru) eristäviin materiaaleihin (AlF3, TiO2 ja Al2O3).
Väitöskirjan tieteellistä antia ovat erityisesti uusien mittausmenetelmien soveltaminen ALD prosessien tutkimukseen. Kaupallisen ALD-reaktorin yhdistäminen korkean vakuumin analyysilaitteistoon mahdollistaa ohutkalvon pinnan tutkimuksen monipuolisesti eri mittaustekniikoilla. menetelmäkehitystä on myös ALD-reaktiokammion sekä sen kaasunsyötön rakentaminen SPECIES-säteilylinjalla MAX IV -hiukkaskiihdyttimellä Lundissa, Ruotsissa.
Röntgenfotoelektronispektroskopian (XPS) soveltaminen mahdollistaa ohutkalvokasvatuksessa kalvon pinnalla tapahtuvien reaktioiden, niiden välituotteiden ja jo kasvatetun kalvon syvemmällä olevien kerrosten roolin pintareaktioiden etenemisessä. Oikeiden reaktioiden löytämisen tärkeys kiinnostuksen kohteena oleville materiaaleille ja materiaaliyhdistelmille korostuu entisestään, kun laiterakenteiden kalvot lähestyvät paksuuksia, jotka saavutetaan vain muutamalla ALD-syklillä. Perusteellinen kemian tuntemus on tarpeellinen ja tehokas työkalu koko ALD-alan kehittymiselle.
—-
Ilia Sokolevskiin väitöskirjassa ”Multiscale molecular dynamics simulations of enhanced excitation energy transport in organic microcavities” kehitettiin monitasoista molekyylidynamiikkamallia, jossa molekyylejä ja niiden kemiallista ympäristöä mallinnetaan käyttäen kvantti- ja molekyylimekaniikan yhdistelmää. Tutkimuksen haasteena oli erityisesti ymmärtää, miksi orgaanisissa aurinkokennomateriaaleissa energian kuljetus on hitaampaa kuin epäorgaanisissa materiaaleissa. Rakenteellinen epäjärjestys vaikuttaa vierekkäisten molekyylipaikkojen välillä viritysten kantajiin ja siten energian siirtymiseen materiaalissa. Käytännön ratkaisuna tähän on esitetty molekulaaristen viritysten sekoittamista optisten kaviteettien rajoitettujen valomoodien kanssa, jolloin nämä kaksi osatekijää hybridisoituvat polaritoneiksi kutsutuiksi kvasihiukkasiksi, joilla on sekä molekyyliviritysten että kaviteetin valomoodien ominaisuudet. Väitöskirjatyössä hyödynnetään QM/MM simulaatioita, joiden avulla on pystytty esittämään yleisen mekanismin kaviteetin tehostamalle kuljetukselle. Lisäksi tutkimus osoittaa, miten energian kuljetus muuttuu riippuen polaritonien dispersiosta ja kaviteetin laatukertoimesta, ts. kuinka tehokkaasti resonoiva kaviteetti varastoi energiaa verrattuna siihen, kuinka paljon energiaa se menettää ajan myötä. Tutkimusten perusteella voidaan esittää käytännöllistä keinoa tehokkaaseen viritysenergian kuljetukseen fotokemiallisen reaktion avulla. On nähtävissä, että tässä väitöskirjassa esitetyt näkemykset tasoittavat tietä kohti molekyyli-kaviteettisysteemien rationaalista suunnittelua koherenttia ja tehokasta eksitonikuljetusta varten.
—-
Molemmat väitöskirjat edustavat erittäin korkeaa tieteellistä tasoa, ja ne koostuvat useista oman alansa edustavista, korkean vaikuttavuuden tutkimusartikkeleista. Tämän lisäksi valintalautakuntaa ilahdutti suuresti se, että töissä heijastuu erittäin syvällinen menetelmäosaaminen joko kokeellisen tutkimusmenetelmän kehittämisessä tai teoreettisen kemian simulaatiomenetelmien kehittämisessä. Näiden tuloksena töissä on suora yhteys tutkittavien kemiallisten kohteiden kehittämiseen, tuottamiseen ja analysointiin. Palkittavaksi valikoitujen tutkimusten aihepiirit vahvistavat erityisesti näkemystä kemian perustutkimuksen merkityksestä tulevaisuuden sovellusten pohjana.
Valintalautakunta esittää täten yksimielisesti Gust. Kompan palkinnon 2025 jakamista filosofian tohtori Heta-Elisa Niemiselle ja filosofian tohtori Ilia Sokolovskiille.
Palkinto julkistettiin Suomalaisten Kemistien Seuran pikkujoulukokouksessa Kansallisteatterissa 21.11.2025. Kuva © Maarja Kotkas
Kuva © Maarja Kotkas