Laboratorio de Plasmas de Microondas y Ablación Láser. Departamento de Física Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. Luis Escobar Alarcón

Transcripción

1 Laboratorio de Plasmas de Microondas y Ablación Láser Departamento de Física Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Luis Escobar Alarcón

2 El laboratorio Infraestructura Ablación láser Nanopartículas En gas En liquido Películas delgadas nanoestructuradas TiO 2 TiCN

3 RECURSOS HUMANOS Enrique Camps Carvajal Saúl Romero Hernández Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Estudiantes Dagoberto Cardona Jonatan Pérez Alvarez Verónica Medina Diana Villa Stephen Muhl Saunders Laboratorio de Estado Sólido y Criogenía Instituto de Investigaciones en Materiales, UNAM Dora Alicia Solis Casados Centro Conjunto de Investigación en Química Sustentable, UAEMex Emmanuel Haro Poniatowski Laboratorio de Óptica Cuántica Universidad Autónoma Metropolitana

4 Laboratorio de plasmas de microondas y ablación láser

5 Laboratorio de ablación láser Depósito de películas delgadas (nanoestructuradas) Diagnóstico de plasmas Materiales duros y superduros (TiN, ac, acn/tin/ti, TiCN) Óxidos (TiO 2, ITO, LiMn 2 O 4, La 1-x Sr x MnO 3 ) Materiales Termoluminiscentes (Al 2 O 3, acn) Nanopartículas (Au, Ag, TiO 2 ) Espectroscopia de emisión óptica Sondas electrostáticas Deflectometría láser Técnicas de sombras Fotografía ultrarápida

6 INFRAESTRUCTURA

7 INFRAESTRUCTURA

8 INFRAESTRUCTURA

9 Intervalo entre cuadros: 100 ns

10 Ventajas de la técnica para el deposito de películas delgadas Transferencia congruente Películas cristalinas a baja temperatura de sustrato Sistemas Multicapa Baja incorporación de impurezas Cualquier tipo de sustrato Materiales nanoestructurados Desventajas de la técnica Inhomogeneidad Salpicado

11 Láser de Nd:YAG (1064, 532, 355, 266 nm; 5 ns, 800 mj) Blancos: Cristales, pastillas y trozos de material Substratos: Si (100), vidrio, aceros, Ti, Mo, Kapton, PMMA, etc. Instalación experimental Temperatura de substrato: ambiente-300 ºC Atmósfera: N 2, He, Ar, O 2, H 2 (50 mtorr a 20 Torr)

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14 Nanopartículas de dióxido de titanio sobre hidroxiapatita 20 nm

15 HAZ LASER Ablación láser en líquidos Nanopartículas de oro LENT E LIQUIDO BLANCO DE ORO Liquido Pulso láser Clusters de Au Compresión del plasma Nanopartículas de oro Plasma Blanco de oro

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17 Absorbancia Frecuencia Absorbancia Y Axis Title Y Axis Title Absorbancia Absorbancia Frecuencia diferentes fluencias AT 3 AT (4-10 nm) Longitud de onda (nm) Tamano (nm) 2.4 AT5 250 (2-4 nm) 1.6 AT D Longitud de onda (nm) X Axis Title 1.5 AT (2-6 nm) 0.5 AT D Longitud de onda (nm) X Axis Title AT AT D7 50 (4-12 nm) Longitud de onda (nm) Tamano (nm)

18 Absorbancia Frecuencia Absorbancia Frecuencia Absorbancia Frecuencia Diferente solvente AT nm AT Agua Longitud de onda (nm) Tamano (nm) Ac 1 3 nm Ac Acetona Longitud de onda (nm) Tamano (nm) 3 EtOH 12 4 nm EtOH Etanol Longitud de onda (nm) Tamano (nm)

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20 PELÍCULAS DELGADAS NANOESTRUCTURADAS Materiales basados en carbono (DLC, nitruros) Estudiamos las condiciones de deposito que permitan obtener materiales con propiedades semejantes a las del diamante. Aplicaciones potenciales como recubrimientos duros, tribologicos, luminiscentes, etc. Oxidos (TiO 2, LiCoO 2, LiNiO 2, LiMn 2 O 4, Al 2 O 3, V 2 O 5, MoO 3, SnO 2 ) Estudiamos las condiciones de deposito que permitan obtener materiales con las propiedades físicas deseadas: composición, fase, estructura, textura, para aplicaciones potenciales en la fabricación de micro-baterías, foto-electrodos, sensores, medios de registro de información, entre otras. Recubrimientos duros (TiN, ac, CNx, Al 2 O 3 ) Trabajamos en la síntesis de materiales con alta dureza y resistencia al desgaste para usarse como capas protectoras en herramientas de corte. Trabajamos también en la síntesis de sistemas multicapa con alta dureza (Ti/TiN/aC, Ti/TiN/CNx) Desarrollo de dosimetros ultra-delgados (Al 2 O 3, CNx, a-ch, TiO 2 ) Trabajamos en la formación de películas delgadas de materiales dosimétricos, con el propósito de desarrollar materiales que permitan medir dosis con alta resolución espacial para aplicaciones potenciales en dosimetría clínica. Trabajamos en la síntesis de nuevos materiales equivalentes a tejido, para la medición de radiación ionizante.

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