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j3n4.
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Salve a tutti,
in un altro thread ci stiamo occupando di realizzare un sistema per la costruzione di pannelli fotovoltaici in modo + o - casalingo.
Ora senza stare troppo a girarci intorno sulla fattibilità di questa cosa, (perchè in effetti ci siamo già riusciti), stavamo pensando di provare a fare anche un salto di qualità.
Gli E-Beam sono dei cannoni elettronici che servono a costruire un sottile strato di ossido di indio, e da quel poco che ci ho capito sembra proprio che si tratti di nano tecnologia... quindi mi chiedevo se qualcuno di voi conosce questa tecnologia e sa spiegare in soldoni come funziona, magari parlandone, esce fuori un sistema più rudimentale per avere lo stesso effetto, ovviamente senza pretendere la stessa qualità.
Saluti
j3n4. -
mangoo.
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Salve j34n,
il fascio elettronico (electron beam o appunto e-beam) è alla base della microscopia elettronica, sia essa a scansione (scanning electron microscope o SEM) o a trasmissione (trasmission electron microscope o TEM). Certamente la risoluzione spaziale a cui queste tecniche di imaging permettono di arrivare può anche essere dell'ordine dei nanometri (specialmente con il secondo). Inoltre il fascio elettronico trova impiego nel trasferimento di pattern su polimeri (resist) sottili(ssimi) opportunamente deposti su substrati di varia natura al fine di costruire strutture su questi ultimi (litografia a fascio elettronico). Anche in questo caso le dimensioni critiche delle strutture possono essere dell'ordine delle decine di nanometri.
Non ritengo il fascio elettronico uno strumento "casalingo". Tuttavia non credo sia l'unica possibilità per realizzare le celle di cui accennavi.
Cari saluti,
Massimo
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j3n4.
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Ciao Massimo, CITAZIONENon ritengo il fascio elettronico uno strumento "casalingo". Tuttavia non credo sia l'unica possibilità per realizzare le celle di cui accennavi.
Quello che mi chiedevo appunto era di che grandezza fosse questo cannone elettronico.
Inoltre se non credi sia fattibile a livello casalingo mi chiedevo se avresti una idea alternativa.
In questi giorni sto studiando gli SVARIATI sistemi che utilizzano per la deposizione e a parte le specifiche dell'alta tensione applicata, che non sono riuscito a reperire, il sistema che mi sembra fattibile è praticamente una lampadina.
In pratica mettono in una campana sottovuoto tutto il sistema e poi iniettano del gas argon (penso rarefatto), in cima c'è il filamento in tungsteno posto molto vicino al materiale che si vuole sublimare.
Sul fondo della campana c'è invece il materiale su cui si vuole depositare lo strato posto a massa.
Da questo schema costruttivo ho istintivamente pensato che il plasma che si forma vicino a questa specie di lampadina mandi in evaporazione il metallo, presumo che il tipo di gas che si viene a formare sia molto pesante e quindi si depositi sul fondo.
Dopo pochi secondi il sistema viene spento e il gas in eccedenza aspirato per evitare che si formino detriti sul film.
Non sono sicuro di quanto ho detto e spero di non aver sparato stupidagini, ma se è così non mi sembra proprio impossibile da fare.
Sono perfettamente conscio del fatto che non stiamo parlando di un sistema proprio casalingo però se riuscissi a replicare il sistema potrei compararlo con il sistema che stiamo adottando adesso e magari capire meglio cosa conviene fare.
Se state leggendo anche l'altro thread avrete certamente capito che non abbiamo le ideee chiare è solo un passatempo che magari ci porterà a fare qualcosa di utilizzabile concretamente oppure no... sarà stato comunque molto divertente e molto istruttivo.
Che ne pensate della descrizione che vi ho fatto? E' corretta? Se è così lo posso realizzare.
Saluti
j3n4. -
Lucent2k1.
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Ciao j3n4,
ho appena letto la tua novità, complimenti per l'idea e per la tua ricerca.
Il tutto sembra funzionare come una lampada al neon praticamente, dove al posto del neon c'è l'argon, all'interno tra i 2 elettrodi anodo e catodo, se applichi una elevata tensione continua, effettivamente potrebbe funzionare se i materiali sono metallici o magnetici.
Non mi è chiara una cosa però:
se appoggi il materiale sul catodo (l'elettrodo negativo) sul fondo della campana (in basso), il tuo substrato da ricoprire immagino lo metti sollevato tra i 2 elettrodi sostenuto da due bacchette ad es., ma allora così facendo non ricoprirai le 2 superfici del substrato, a meno di non proteggerne una e con cosa?
Considera che con forti variazioni di pressione, anche se il substrato superiore lo copri con un vetro (appoggiato), il gas penetra negli interstizi e il materiale sotto il vetro si sporca comunque.
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j3n4.
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Ciao Lucent,
in questi giorni ho appreso nel dettaglio cosa avviene all'interno di questo tipo di reattore.
La tecnica si chiama sputtering, in pratica ecco cosa accade:
L'argon ionizzato va a colpire gli atomi dello stagno i quali vengono espulsi dalla barretta formando una nube si gas.
Tale gas si propaga su ogni superfice presente nel contenitore sottovuoto, per questo motivo occorre che il vetro sia poggiato sul fondo del reattore per evitare che venga ricoperto anche dall'altra parte.
Abbiamo quasi tutto il necessario oggi kekko sta lavorando al reattore per produrre il vuoto, l'argon lo abbiamo, lo stagno pure.
Manca solo di accenderelo e vedere che succede.
A breve nuove info.
Saluti
j3n4. -
fedro38o.
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ciao
come si costruisce
ciao ..graziano. -
j3n4.
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CITAZIONE (fedro38o @ 1/6/2007, 23:53)ciao
come si costruisce
ciao ..graziano
Hehehe grazie fedro, manco a farlo a posta stavamo pensando di usare proprio il barattolo della nutella!
Incredibile
Salutissimi
j3n4
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j3n4.
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Salve a tutti,
abbiamo studiato per bene il sito proposto da fedro.
Non ci è ancora chiaro il discorso magnetron.
Abbiamo capito come realizzarlo ma per come la vedo io, rispetto ad un vero magnetron per forni a microonde non ha niente a che fare.
Qualcuno ne sa un pò di più? Sarebbe interessante discuterne anche perchè non sono sicuro se emette microonde oppure no e non vorrei farmici male!
Saluti
j3n4. -
alzaimero.
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usando goggle con
"metallizzazione materie plastiche"
puoi scoprire tante cose interessanti sulla deposizione di metalli su substrati vari
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j3n4.
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Ma no? Ma non mi dire... incredibile questo goggle
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mangoo.
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Ciao j3n4,
credo che la differenza principale tra il magnetron usato nello sputtering (e in generale nei processi che impiegano plasma) e quello di un piu' comune forno a microonde sia la frequenza di lavoro. Il primo infatti lavora ad una frequenza variabile, che e' scelta per ottimizzare il trasferimento di energia alla nube elettronica interna al plasma necessaria a ionizzare le specie chimiche ivi presenti (nel caso di semplice sputtering essenzialmente argon, come hai giustamente gia' scritto).
Se non mi inganno, l'idea essenziale e' la seguente. Nella camera di sputtering, sottoposta ad una differenza di potenziale elettrico, si inserisce una miscela composta di specie inerte (argon, azoto, ...) ed elettroni; questa miscela costituira' il plasma quando verra' sottoposta all'effetto di un campo elettrico a radiofrequenza. Questo ha lo scopo di indurre oscillazioni collettive del gas; tuttavia la notevole differenza di massa tra elettroni e atomi e' tale da risultare in un flusso elettronico molto superiore a quello atomico (a parita' di energia trasferita). Il risultato netto e' che gli elettroni non solo diffondo rapidissimamente verso le pareti della camera (tra cui, importante!, il substrato che fornira' la specie da sputterare) caricandole negativamente, ma collidono continuamente con le specie neutre ottenendo tre effetti (principali): 1) eccitazione (con emissione di radiazione luminosa in fase di dis-eccitazione), 2) ionizzazione (con emissione di elettroni secondari, che contribuiscono a sostenere il plasma), 3) formazione di radicali, altamente reattivi. Le nuove specie cosi' ottenute sono cariche positivamente, cosicche' la differenza di potenziale cui e' sottoposta la camera le dirige preferenzialmente verso il substrato (a ridosso del quale si viene a formare il "dark sheet layer", una regione in cui la caduta di potenziale e' molto alta e concentrata in uno spessore molto ridotto). Questo produce il bombardamento del substrato e conseguente dislocazione dei suoi atomi che sono parzialmente eiettati nella camera e raggiungeranno il substrato da ricoprire.
Il magnetron e' aggiunto per aumentare l'efficienza di ionizzazione del plasma. Sottoponendo la nuvola di gas carico elettricamente ad un campo magnetico, esso si mettera' in rotazione attorno all'asse di questo con una certa frequenza (detta ciclotronica), che dipende dalla carica e dalla massa della specie elettrica (oltre che dal valore del campo magnetico statico). Il magnetron amplifica questo movimento essendo sintonizzato esattamente sulla frequenza di risonanza ciclotronica degli elettroni: si effettua un trasferimento di energia molto efficiente, con il risultato che gli elettroni molto energetici aumentano notevolmente il loro cammino, cosi' che ognuno puo' ionizzare un numero maggiore di atomi della specie inerte.
Saluti,
Massimo
Edited by mangoo - 5/7/2007, 13:45. -
j3n4.
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Ciao Massimo,
complimenti, ottimo intervento.
In effetti riguardo lo sputtering in queste ultime settimane ho appreso molte informazioni e grazie al tuo intervento ora mi sento anche più sicuro.
Al momento sto replicando lo sputtering seguendo il sistema adotatto dagli spagnoli linkato da fedro:
http://www.cientificosaficionados.com/tbo/...g/sputering.htm
In questo sistema però non viene usata la frequenza a 13.56 MHz... e in effetti questa frequanza non mi risulta di averla letta da nessuna parte.
Hai altra documentazione in riguardo?
Tornando al discorso della replica in questi giorni ho svolto numerose prove, ma non ho ancora ottenuto nulla di concreto.
Se te la senti, ti andrebbe di aiutarmi in questa impresa con qualche prezioso consiglio?
Ecco un paio di foto del reattore che ho realizzato:
Al momento è provvisto di una bombola di Argon e una di ossigeno, per effettuare il vuoto utilizzo due motori per frigorifero che lavorano in coppia.
Sto aspettando che mi arriva un trasformatore 220->660Volt, con la quale conto di poterlo alimentare a circa 800V ad intensità di 200mA.
Che ne pensate?
Saluti
j3n4. -
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j3n4, non vorrei scoraggiarti, anche perché non sono competente in materia e non sono indicato a giudicare se sia sufficiente allo scopo il grado di vuoto che si può raggiungere in sicurezza con le attrezzature di cui ti stai dotando, ma nel mio lavoro per il vuoto utilizziamo campane di vetro temperato dello spessore di qualche centimetro, oppure autoclavi di notevoli dimensioni, ma con pareti in acciaio anch'esse discretamente spesse: sei certo che ti basti un vasetto ermetico della conserva? Non è che il grado di vuoto che puoi ottenere senza l'implosione del contenitore, non raggiungendo un sufficiente livello, possa pregiudicare la riuscita dell'esperimento? . -
mangoo.
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Ciao j3n4,
in effetti nel mio intervento precedente c'era una imprecisione (che ora ho corretto). Infatti la frequenza che citavo era quella della radiazione a radiofrequenza (introdotta nella camera tipicamente con guida d'onda) che serve a far oscillare il plasma nella versione standard degli apparati. La frequenza del campo magnetico oscillante va invece regolata in base ai parametri che riportavo nel seguito dell'intervento (frequenza ciclotronica = qB/m, con: q=carica dell'elettrone, B = ampiezza del campo magnetostatico, m = massa dell'elettrone).
Condivido anche io i dubbi espressi da nll. Tuttavia il livello di vuoto che sarebbe necessatio ottenere dipende dal grado di purezza del film metallico che vuoi raggiungere sul tuo substrato; il quale viene a dipendere dall'applicazione, immagino. In ogni caso, usa grande cautela!
Saluti,
Massimo. -
alzaimero.
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scusami j3n4 non volevo offendere l'intelligenza di nessuno dicendo di usare google
solo indicare una buona direzione in cui cercare
pian piano imparo.....
E-beamStrumento per nano tecnologie. |
