Recubrimiento protector para deposiciones mediante sputtering

Este experimento intenta encontrar una manera fácil y simple de dar un recubrimiento protector anti-arañazos que hacen perder la fina capa del material depositado.

Los posibles candidatos han sido el dióxido de silicio ( cuarzo ), y el óxido de aluminio. La idea es que con aire normal y el target de Silicio o aluminio puedan reaccionar con los restos de oxígeno del aire, sputtering reactivo, y depositar la capa protectora.
El problema puede estar en que a parte de haber oxígeno en el aire, el 80% es nitrógeno y podría producir otros depósitos que no cumplirán la función de protector.

- Silicio

Primera prueba ha sido con Silicio, procedente de una célula fotovoltaica de silicio monocristalino, sobre una capa de oro semitransparente he procedido a hacer el sputtering a una intensidad de 50 miliamperios (300 voltios aprox.), la muestra separada unos 5 centímetros del target, durante unos 5 minutos se depositó una capa que oscureció ligeramente la deposición de oro. Media muestra se tapó con un papel como ven en las fotos.

recubrimiento00recubrimiento01recubrimiento02recubrimiento03recubrimiento04Como veis el resultado no ha sido muy bueno, no parece que haya depositado SiO2, por que con la uña arrancaba más fácilmente el presunto SiO2 que el oro sin recubrir.

Conclusiones con Silicio y otras pruebas

No he probado a más intensidad,, con aluminio ha resultado que a 150 miliamperios sí han habido resultados satisfactorios. Por lo tanto el próximo día tendré que probarlo a más intensidad.
Otra opción será insertar oxígeno puro para lavar la camara y que la mayor parte del gas residual sea oxígeno y así seguro que formará la capa de SiO2

- Aluminio

La segunda prueba ha sido con una plaquita de aluminio. No es 100% aluminio, es posible que esté aleada con Nikel u otros metales.

Con este metal, he probado trabajando igual a 50 miliamperios, unos 200 voltios, he separado unos 10 centímetros el material a depositar, al cabo de 10 minutos he sacado la muestra y aparentemente no había depositado nada, ni oscurecido ni nada diferente.

He hecho una segunda prueba pero trabajando a 150 miliamperios, en intervalos de 1 minuto y 1 minuto de reposo, en 4 minutos a una distáncia de 10 centímetros he conseguido depositar una posible capa de óxido de aluminio.

recubrimiento05recubrimiento06recubrimiento07recubrimiento08

Los resultados han sido buenos, como ven en la tercera y cuarta foto, he limpiado frotando fuerte con un papel normal, el oro sin depósito de óxido de aluminio ha sido arrancado por el papel, en cambio la parte en la que supuestamente se ha depositado óxido de aluminio no se ha arrancado, sí se ha rayado un poco, pero he tenido que frotar bastante rato para dejarlo así.

Conclusiones con Aluminio

A falta de comprobar que el target sea realmente solo aluminio,, la muestra depositada ha dado unos resultados favorables a usarlo en cada acabado final de las muestras. Igual que el Silicio, tendría que probar con oxígeno puro y ver si la capa depositada resiste mejor los arañazos.

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Todas las muestras se han hecho con un vacío de la rotatoria sola, de 25 a 30 micras.

Podeis seguir el hilo en el foro de científicos aficionados sobre el tema.

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