LABORATORIOS DEL INSTITUTO DE FUSIÓN NUCLEAR “GUILLERMO-VELARDE”

Laboratorio de fabricación de recubrimientos

Este laboratorio está dedicado a la fabricación de recubrimientos metálicos, semiconductores y aislantes con diversas morfologías que van desde capa continua hasta nanoestructuras 3D.

El método de fabricación utilizado es la técnica de pulverización catódica conocida en inglés como “magnetrón sputtering”.

El laboratorio dispone de los siguientes equipos:

Fotografía del equipo de pulverización catódica situado en el Instituto de Fusión Nuclear “Guillermo-Velarde” para la fabricación de recubrimientos en la escala de laboratorio

EQUIPO 1


Este equipo cubre la escala de laboratorio. Dispone de dos magnetrones circulares enfrentados a 90º con un diámetro cada uno de ellos de 5cm.

Fotografía del equipo de pulverización catódica situado en el Instituto de Fusión Nuclear “Guillermo-Velarde” para la fabricación de recubrimientos en la escala semi-industrial

 

EQUIPO 2

Este equipo cubre la escala semi-industrial. Dispone de dos magnetrones rectangulares con unas dimensiones de 20.0 cm x 7.5cm y de puertos adicionales en los que se pueden introducir más magnetrones.

 

Ambos equipos están equipados con:

  • Portamuestras giratorios lo que permite depositar en configuración de ángulo oblicuo
  • Diversas entradas de gases, lo que permite depositar en presencia de gases reactivos tales como oxígeno y nitrógeno muy útil para la fabricación de óxidos, nitruros y oxinitruros con estequiometria variable.
  • Conexiones a diversas fuentes: DC, RF, HiPIMS, DC-Pulsado

Fotografía del equipo de pulverización catódica en configuración coaxial situado en el Instituto de Fusión Nuclear “Guillermo-Velarde” para la fabricación de recubrimientos en la parte interior de tubos.

EQUIPO 3: EQUIPO DE PULVERIZACIÓN CÁTODICA COAXIAL

Este equipo es un prototipo que permite llevar a cabo sputtering coaxial lo que permite el recubrimiento interior de tubos. Está provisto de un magnetrón coaxial de 25 cm de largo y un diámetro de 4 cm.

Este equipo posee diversas entradas de gases, por lo que en él se puede realizar sputtering reactivo y puedes conectarse a las fuentes anteriormente mencionadas

Laboratorio de caracterización de recubrimientos

El laboratorio de caracterización de recubrimientos cuenta con los siguientes equipos:

  1. Permeación de gases
  2. Espectroscopia Térmica programada hasta 3000K
  3. Caracterización óptica de la reflexión, trasmisión y luminiscencia
  4. Electropulidp
  5. Preparación de muestras

A continuación, se describen algunos detalles de estos laboratorios:

Fotografía del equipo de permeación de gases situado en el Instituto de Fusión Nuclear “Guillermo-Velarde

EQUIPO DE PERMEACIÓN DE GASES


Este equipo puede alcanzar un vacío en el rango de 10-9 mbar, presiones de entrada de hasta 10 bar y temperaturas de hasta 500ºC. Está equipado con un medidor de presión y un espectrómetro de masas, lo que en condiciones óptimas permite alcanzar sensibilidades para hidrógeno de hasta ~5×10-7 mbar l/s (previo recocido y mediante uso de deuterio). Permite la medida de la permeación en placas de acero en recubrimientos tanto metálicos como cerámicos, así como de muestras fabricadas sobre sustratos muy finos tanto de metal como de polímero.

Fotografía del equipo de desorción térmica programada situado en el Instituto de Fusión Nuclear “Guillermo-Velarde”

EQUIPO DE DESORCIÓN TÉRMICA PROGRAMADA


Permite medir el estado de adsorción física y química, así como las energías de activación de los gases atrapados en los defectos de los materiales. Opera en condiciones de ultra alto vacío (10-10 mbar) y la temperatura máxima que se puede alcanzar es de 3000 K. Está equipado con un controlador de temperatura que permite regular la rampa de la velocidad de calentamiento y con un cuádruplo de masa, que permite detectar todo tipo de especies desorbidas.

EQUIPO DE DESORCIÓN TÉRMICA PROGRAMADACARACTERIZACIÓN DE LA REFLECTANCIA, TRANSMITANCIA Y ABSORBANCIA


Equipo de medidas ópticas flexible tanto para medidas de reflectancia, transmitancia como de absorbancia. En el set up, el movimiento del equipo óptico se controla mediante 3 tornillos micrométricos en los 3 ejes X, Y, Z. Consta de una fuente (Ocean Optics DH-2000 Deuterium-Halogen Light Source) que emite en el rango de longitudes de onda comprendidas entre los 230nm – 2.5µm y con un espectrómetro (Ocean Insight Flame Extended Range Spectrometer) que permite detectar longitudes de onda comprendidas entre los 200nm – 1.025 µm.

Fotografía del equipo de caracterización de la reflectancia, transmitacnia y absorbancia (a), detalle del espectrómetro (b)