lunes, 25 de mayo de 2009

La técnica del sputtering

Esta técnica consiste en arrancar átomos del metal fuente en un medio de
vacío y depositarlo sobre cualquier material. Con esta técnica se pueden espejar
trozos plásticos con plata por ejemplo, o hacer un pertinax cobreado como el que
se usa para los circuitos impresos.


Se requiere de una cámara de vacío, yo la he construido con
un viejo filtro de gasoil, estos filtros son muy adecuados para estos usos ya
que prácticamente no hay que modificar nada, esta todo hecho, en la base del
mismo hay dos orificios que se usaron para la entrada y salida del combustible,
a ambos se le puede adaptar alguna canilla del tipo de las usadas en compresores
de aire, en la parte inferior también hay un tornillo que puede ser removido y
en su lugar colocar otra entrada si es necesario.


  


 


En la primera foto se puede ver la canilla a la izquierda, el tornillo en el
medio de la base y la conexión a la bomba de vacío que esta a la derecha, solo
es un caño que está sujeto a la morsa.


La segunda imagen se ve desde arriba, la arandela tipo "O" ring que es donde
asienta la campana de vidrio. En la parte superior se ve el soporte que sirve para
sujetar la base, en este caso sujeta a la  morsa.



Esta campana en la parte superior tiene un tornillo que la atraviesa, en la
parte interna hay un caño roscado donde ira el vástago del magnetrón.


El magnetrón es un imán de un viejo tweeter, son del tipo
cerámico, los imanes de este tipo presentan el inconveniente que si levantan
mucha temperatura pierden su magnetismo, durante el proceso de sputtering se
calienta bastante así que habrá que tener cuidado de hacerlo por etapas para
evitar este sobrecalentamiento.



 


A la propia cobertura metálica que tenía el imán la use para sostenerlo,
perforé un orificio en la chapa y ajusté la varilla roscada que va en el caño
para tal fin de la campana.



 


Para sujetar contra el imán los metales que se usan de fuente le adapté un
soporte de un conector antiguo, al que le puse tres prisioneros para que
ajusten. En la primera foto puede verse una chapa de cobre con la parte central
oscura resultado de una sesión de sputtering.




Se puede ver el magnetrón armado listo para iniciar el proceso




 




Este es el dispositivo armado y en funcionamiento


Hay una excelente explicación en http://www.cientificosaficionados.com/tbo/sputering/sputering.htm
de donde he sacado estas ideas, también en: http://alfon.fansub.org/sputtering/sputtering.htm
del amigo Alfon que me ha ayudado permanentemente con estos proyectos y sin su
ayuda no hubieran sido posibles.


La fuente: por el momento estoy usando la fuente de HT que
en tantos otros proyectos he usado, sin embargo no es lo mas adecuado, se
requieren no muchos voltios y si bastante corriente, pero la fuente debe poder
variar su tensión y de esa forma controlar la corriente, con la fuente de HT el
multímetro me marca 20 mA sin embargo la tensión debe caer muchísimo.


En cuanto arme la nueva fuente conmutada para este propósito, pondré
detalles.


Los resultados: He podido depositar plata y cobre, el espejo
de plata salió bastante bien, el de cobre tiene tintes de distintos colores, ya
que el cobre se une a los restos de oxígeno de los gases residuales que quedan
en la cámara formando óxido de cobre de color oscuro.


El vacío que se requiere esta comprendido entre las 100 y las 50 micras, con
la bomba de refrigeración funciona muy bien



  


 



Las dos primeras son de un plástico de reloj despertador con depósito de
plata del lado convexo la tercera y cuarta el mismo plástico del lado cóncavo,
en la cuarta foto se ve reflejada la canon con que saqué la foto.

La última foto
es una prueba con cobre, puede verse el oxido de cobre color azul en la parte
central


 



lunes, 4 de mayo de 2009

El tubo de Crookes

 

Williams Crookes un científico británico fue el inventor de este dispositivo que lleva su nombre, se trata de un tubo en forma de huevo en el extremo de mayor diámetro esta pintado con SZn un compuesto que tiene la particularidad de hacer fluorescencia cuando es impactado por los electrones. Este tubo tiene dos electrodos donde se conecta alta tensión, en el extremo el negativo y tiene una salida mas o menos en el medio donde va el positivo, además lleva una cruz de malta que reflejará su sombra nítida sobre la pantalla.

crookes

 

Aprovechando el dispositivo visto con el tubo de rayos catódicos casero he armado el tubo de Crookes.

crookes 004 (Medium)

En un soporte plástico aislante esta adherida la cruz maltesa mas o menos a 1,5 cm de el ánodo del TRC, en el fondo del frasco he colocado una lámina de acetato pintada con una mezcla de los fósforos obtenidos de una lámpara de bajo consumo con cola vinílica diluida, se da una mano con un pincel suave una vez que seca la cola vinílica queda transparente y una muy delgada capa de fósforo pegada a ella, esa lámina de acetato se corta formando un círculo que entre justo en la botella y a presión se ajusta en el fondo de la misma

Luego se arma con cuidado el dispositivo cuidando que el centro de la cruz de Malta este justo en línea con el orificio del ánodo y listo, se hace vacío se da alta tensión y estos son los resultados:

crookes 003 (Medium)

 crookes 001 (Medium) crookes 002 (Medium)

Versión mejorada

Este esta hecho con un balón de laboratorio, en el interior he puesto SZn mezclado con alcohol isopropílico y lo he rotado hasta que se evaporara

 

crookes2 001 (Medium) crookes2 003 (Medium)

El video