DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SPIN COATER PARA CRECIMIENTO DE NANOCAPAS

FERNANDO VILLALBA NOGUERA; VIRGINIA MAZZONE; ALVIRA, FERNANDO C.

Bernal

Congreso; V Jornadas de Investigadores e Investigadoras en Formacion en Ciencia y Tecnologia; 2023

Universidad Nacional de Quilmes

Existen una variedad de técnicas para fabricar capas nanométricas. Entre ellas una de las comúnmente utilizadas es la de Spin Coating. Esta técnica consiste en un disco plano que gira a altas revoluciones, típicamente entre 1000 y 10000 RPM, al cual se le deja caer encima un solvente (ver figura 1) con un sustrato en el (1). El material elegido se esparce por la superficie del plato debido a las fuerzas centrifugas producidas (2). Luego el solvente se evapora mientras el dispositivo mantiene una velocidad estable (3). Al pasar un determinado tiempo, cuando el solvente se termina de evaporar, se detiene el proceso degiro y se observa si el material formo la nano capa del espesor requerido (4). El objetivo central de este trabajo es el diseño, programación e implementación de un instrumento de spin coating.En este trabajo se busca controlar la velocidad angular de un motor de corriente continua. El sistema a controlar se considera de primer orden, por lo que el controlador elegido es un PID. Para comenzar con el desarrollo del trabajo se buscan los elementos principales que lo componen teniendo en cuenta las características necesarias para llevar a cabo el proceso. Al conseguir el sistema básico compuesto por un sensor, una placa Arduino, un motor de corriente continua y un doble puente H se cierra el lazo de control básico y se prueban diferentes parámetros para el controlador PI implementado en el Arduino. Luego de conseguir el resultado buscado se adquieren elementos para desarrollar una interfaz de usuario que permita el uso definitivo del Spin Coater, adicionalmente se diseña y construye la estructura mecánica del mismo.El sistema de medición y control desarrollado es efectivo para mantener el sistema estable en el rango de velocidades deseado. Este rango es el de velocidades menores a 2000 RPM. Pasando esta velocidad el sistema presenta vibraciones debido a imperfecciones mecánicas tanto en el porta muestra como en la estructura. En la figura 2 se observa una imagen del instrumento desarrollado.