Materiales Avanzados

Síntesis de Materiales Avanzados

• Laboratorio de síntesis de materiales diversos con hornos de alta temperatura, molino de bolas, autoclaves, micro-balanzas analíticas, microscopio digital LCD-Estereo, morteros, prensas y troqueles para la elaboración de cerámicas y blancos para el depósito de películas delgadas, entre otras.
• Cámara de guantes estándar LC-180 de LC Technology Solutions Inc., con 4 puertos para guantes, para la síntesis controlada como el depósito de películas de perovskita híbrida.

Películas Delgadas

• Tres sistemas de erosión iónica DC y RF para el depósito de películas, con cámaras de alto vacío del orden de 10 -6 Torr, magnetrones de 2 pulgadas, bombas turbo y mecánicas, y sistemas de control de flujo de gases.
• Una cámara de alto vacío para ablación láser construida en el CNyN.

Espectroscopia y caracterización óptica de materiales y plasma

• Equipos desarrollados en el propio laboratorio SAOM. Dos sistemas de erosión iónica, una con capacidad de dos magnetrónes de 2 pulgadas simultáneamente. Ambas con fuente DC, y una fuente DC pulsada. Cada una tiene un sistema de adquisición del espectro de emisión del plasma, OES (de optical emission spectroscopy) (ver ítem 5), y un elipsómetro espectral para caracterización in situ de la película delgada en crecimiento. Ambas cámaras tienen ventanas que permiten realizar estudios básicos del proceso de erosión iónica: LIBS (de Laser induced breakdown spectroscopy) para la caracterización de la composición, tanto del sustrato como del blanco; acceso para termopares para realizar estudios de temperatura del blanco.
• Sistema EMiL-IO. Se ha desarrollado un sistema de control con la capacidad de adquirir los datos de presión, voltaje, corriente, control de válvula de alto vacío, espectros OES, todo como función del tiempo, en cada una de las cámaras descritas en el ítem 4. Cada sistema tiene la posibilidad de controlar el flujo de entrada de hasta cuatro gases como Ar, O, N, e H, de manera independiente y programable para que sigan un patrón predefinido por el usuario, y con ello se puedan crecer capas inhomogéneas. El objetivo es llegar a sistemas expertos, reactivos a cambios de condiciones de depósito. Estos sistemas fueron desarrollados en el propio grupo SAOM-Lab.
• Láser pulsado de Nd-YAG de alta energía Continuun Precision II. Duración del pulso: 6 ns. Longitud de onda fundamental de 1064 nm (infrarojo) y cuenta con generadores de segundo y cuarto armónico para emitir con 532 nm (verde) y 266 nm (ultra-violeta), respectivamente.
• El láser se puede acoplar a una cámara de alto vacío para hacer ablación por láser pulsado (PLD, del inglés pulsed laser deposition) y otras dos cámaras de alto vacío acondicionadas además para erosión iónica. Dos de las cámaras construidas en el CNyN.
• Con este láser de Nd-YAG se hace también LIBS en aire o en alto vacío, y la fabricación de nanopartículas metálicas, magnéticas y de plásticos.
• Equipo de espectroscopia de plasmas para la caracterización in situ de los procesos de depósito. 2 espectrómetros Avantes AvaSpec-Dual, ambos cuentan con dos detectores que operan de 200 a 450 nm y de 400 a 900 nm.
• Dos generadores de pulsos con retraso variable para sincronizar el disparo del láser pulsado con el disparo de los sistemas de espectroscopía y realizar estudios espectroscópicos de plasmas pulsados.
• Dos espectro-elipsómetros, uno para trabajar in situ y otro para ex situ de ángulo variable, modelos (VASE) M-2000 de A. Woollam Co y M44-STD de J.A. Woollam, respectivamente. Se cuenta con un reflectómetro y un espectrofotómetro UV-Vis marca Perkin Elmer operando de 200 a 2500 nm.
• Microscopio metalográfico Olympus. Permite hacer contraste de fase usando luz polarizada. 50X, 100X y 200X.
• Sistema de microscopía óptica Nikon (un microscopio recto y uno invertido) con EPI-fluorescencia y cámara CCD para adquisición de imágenes en alta velocidad con paquete NIS-Elements.

Caracterización Eléctrica y Magnetoeléctrica

• Equipo de caracterización ferroeléctrica Precision LC de Radiant Tecnology. Medida de ciclo de histéresis, corrientes de fuga, características C-V, fatiga y envejecimiento tanto para cerámicas como en películas delgadas.
• Dos puentes LCR (Hewlett Packard LCR 4284A y Agilent Precision LCR Meter E4980A) para la caracterización dieléctrica y electromecánica en función de la temperatura y la frecuencia. Análisis por Espectroscopia de Impedancias. Portamuestra de dos electrodos hecho en casa para la caracterización de cerámicas.
• Sistema automatizado de caracterización dieléctrica conformado por un analizador de impedancias Solartron acoplado a un criostato. Análisis dieléctrico o conductivo por espectroscopia de impedancias desde 1 mHz hasta 30 MHz y desde 80 K hasta 500 K.
• Electrómetro 6517A. Medidas de DC, piroelectricidad, corrientes de fuga, resistividad o conductividad empleando el método de 4 puntas.
• Estación de micromanipuladores CPX-VF de LakeShore, dos brazos con criostato y bobina semiconductora que opera de 4 K a 400 K, con campos magnéticos de 0 a 2.5 Teslas usando LHe y puede operar con LN sin campo magnético de 80 K a 400K. Permite la caracterización dieléctrica, ferroeléctrica, y/o conductiva de películas delgadas, heteroestructuras o dispositivos.
• Sistema de refrigeración criogénico de ciclo cerrado de He acoplado con un sistema automatizado de control de campo magnético Lake Shore Cryotronics para la caracterización magnetoeléctrica en muestras de bulto desde 2 K hasta temperatura ambiente y campos hasta 2.5 Teslas.
• Una celda de referencia calibrada marca Newport modelo 91150V para la caracterización fotovoltaica.
• Equipos para la caracterización fotovoltaica soportados en una mesa antivibración. Un simulador solar Oriel Model 94023A, Sol3A Class AAA Solar Simulator para la generación y medidas de luz y ondas, una estación de prueba Oriel® PVIV-10A Test Station para medidas I-V y cálculo de parámetros críticos, una estación para la medida de eficiencia cuántica Oriel IQE-200B Quantum Efficiency Measurement Solution.
• Caracterización fotocatalitica con cámara de luz CROSSLINKER® CL-508 de UVITEC CAMBRIDGE con radiaciones de 254 nm y 360 nm, adaptada con reactor de teflón y parrilla de agitación. Las muestras extraídas se pueden analizar por UV-VIS o cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC).
• HPLC 1100 de Agilent, con columnas Spherisorb Amino (5 um, 4.6 x 20 mm) y Zorbax (5 um, 4.6 x 20 mm) de SigmaAldrich y detectores de índice de refracción (DIR) y el de longitud de onda multiple (DLM).
• Analizador de Hidrógeno portátil NOVA Model 335JK.

Nano Óptica y Fotónica

Electrónica