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Dispositivo para producción eficiente de nanopartículas

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Introducción

El CSIC y Nano4Energy han desarrollado un dispositivo para la producción y depósito estables de nanopartículas. Se trata de un dispositivo de pulverización catódica por magnetrón donde éste es un magnetrón de erosión completa de cara (FFE) lo que permite un desgaste homogéneo del blanco.
Además del gas de pulverización, el dispositivo cuenta otras fuentes de gases secundarios que mejoran la estabilidad y la velocidad de producción del flujo de las nanopartículas por largos períodos de tiempo.

Aplicaciones

Aplicaciones
Producción y depósito de nanopartículas de materiales conductores, semiconductores o aislantes como Au, Ag, Pt, Cu, C, Si o SiC, sobre una amplia variedad de sustratos, tanto a escala de laboratorio como industrial.
Necesidades del mercado
Uno de los principales problemas de la pulverización catódica por magnetrón, como técnica comúnmente usada para la producción y depósito de nanopartículas, es que la utilización del blanco es de apenas un 10%, debido al confinamiento del plasma que causa una erosión profunda y localizada del blanco (racetrack), acortando su vida útil y reduciendo la estabilidad del flujo de nanopartículas.
Solución propuesta
El nuevo dispositivo consta de dos cámaras. La primera cámara, donde se generan las nanopartículas, combina un magnetrón FFE y una zona de agregación. Esta configuración permite una producción estable en el tiempo del haz de nanopartículas, mejorando el uso de la superficie del blanco.
La estabilidad y la velocidad de producción del flujo de nanopartículas mejoran gracias a la inyección de un gas secundario, además del gas de pulverización. La segunda cámara está configurada para la introducción de sustratos sobre los cuales se depositan las nanopartículas.
Ventajas competitivas
- El consumo en peso del blanco es mayor con respecto a la pulverización catódica por magnetrón convencional.
- El desgaste del blanco es mucho más uniforme, evitando la formación del racetrack.
- Mayor vida útil del blanco y mayor uso efectivo de su superficie.
- Mayor estabilidad del flujo de nanopartículas durante largos períodos de producción.
- En el magnetrón FFE, el blanco ha sido usado durante más de 12 horas a una potencia media de 90 W sin necesidad de ser reemplazado.
- Flexibilidad en materiales de nanopartículas y sustratos.

Sectores industriales

Sectores industriales
- Fabricantes de equipos industriales y de laboratorio
- Nanotecnología y materiales avanzados
- Electrónica y microelectrónica
- Energía y recubrimientos funcionales

Estado del desarrollo

Estado del desarrollo
TRL 4–5: tecnología validada a nivel de laboratorio con demostración de funcionamiento estable y potencial de escalado industrial.

Colaboración propuesta

Colaboración propuesta
Licencias y/o codesarrollo

Propiedad industrial

Estado
Licenciada

Investigador Principal

Investigador principal
Yves Huttel

Capacidades técnicas

Capacidades técnicas
- Diseño y operación de sistemas de pulverización catódica por magnetrón FFE
- Producción continua y estable de nanopartículas
- Control del flujo de nanopartículas mediante inyección de gases secundarios
- Deposición sobre múltiples tipos de sustratos
- Escalado de procesos de producción de nanomateriales

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