SERVIZIO DI PROGETTAZIONE, ALLA FORNITURA E ALL’INSTALLAZIONE DI UN SISTEMA DI DEPOSIZIONE MEDIANTE LASER ABLATION PLD

Breve descrizione

si rende necessaria l’acquisizione di un sistema customizzato per l’implementazione della tecnica PLD (Pulsed Laser Deposition) in atmosfera controllata che consenta di produrre un’ampia gamma di materiali funzionali avanzati, con stechiometria controllata, in forma di film sottili depositati su un substrato, sfruttando il plasma creato da un laser pulsato ad alta energia che colpisce uno o più target. Il sistema dovrà essere predisposto per un doppio sistema laser (uno nel regime dei ns e l’altro dei fs) e un sistema RHEED (Reflection high-energy electron diffraction) che verranno acquisiti in seguito, direttamente dai produttori
A) Requisiti fondamentali minimi della strumentazione richiesta sono quindi:
Camera di deposizione PLD con misure minime nelle tre direzioni di 40 cm in acciaio inox provvista di porta per ispezione ottica, predisposizione flangia per la connessione di una precamera di carico scarico campioni e target Load-Lock senza interruzione del vuoto. Tale precamera consentirà la manipolazione di target e substrati senza alterare né contaminare l’interno della camera di deposizione.
Sistema variazione distanze substrato-target con distanza minima nel range 3-5 cm.
La possibilità di variare tale parametro consente di ottimizzare il processo di deposizione in base al materiale d’interesse e alle condizioni al contorno necessarie per i diversi processi.
La strumentazione dovrà disporre di
almeno n. 2 flange aggiuntive in acciaio inox adatte ad alloggiare la futura sorgente RHEED ed il relativo detector. Per quanto riguarda le dimensioni di tali flange, esse dovranno essere compatibili con i sistemi RHEED in commercio più comunemente utilizzati
almeno n. 2 flange aggiuntive per alloggiare i laser precedentemente menzionati. Per il corretto utilizzo del doppio sistema laser, è necessario che questi siano alloggiati in strutture a geometria variabile su arco, con conseguente possibilità di regolazione dell’angolo di incidenza relativa al substrato
Sistema portasubstrati rotante che raggiunga temperature superiori ai 1000° C. La temperatura risulta essere un parametro fondamentale nella tecnica PLD, in grado di influenzare stechiometria e struttura del materiale deposto.
Sistema portatarget con almeno 4 alloggiamenti di diametro di dimensione 1-2 inch (2.54 - 5.08 cm). Per uno sfruttamento omogeneo, e conseguente ottimizzazione del tempo di vita dei target, è fondamentale che il target quando colpito dal fascio laser possa essere messo in rotazione, con velocità controllabile (da un min ≤0.05 a un max ≥ 1.00 rad/s)
Banco di supporto camera carrellato con freno, piedini regolabili di stazionamento. Sistema di apertura flangia frontale con azionamento pneumatico. Piano di lavoro, collettori IN/OUT acqua di raffreddamento, aria compressa, pulsante di emergenza. Interlock flussostati liquido raffreddamento e pressostato aria compressa. Pulsante emergenza fungo rosso.
Minimo 2 linee di gas esterne provviste di flussimetro (range 100 sccm)
Armadio Rack adatto ad alloggiare strumentazione elettronica delle diagnostiche di processo. Unità distribuzione elettrica alimentazione con magnetotermici, presiere strumentazione 240V 16 A. Pulsante emergenza fungo rosso. Connessioni a potenziale di terra.
Gruppo di pompaggio turbomolecolare portata minima di 260 l/sec. Completa di pompa primaria a secco.
Misuratore del vuoto fino a 3 canali. Sensore vuoto range 1000 – 10-9 mbar
Unità PLC per la gestione di Interlock.
Sistema software di controllo integrato, che permetta di gestire i principali parametri operativi in modo automatizzato e preciso. Ecco le principali funzionalità minime del controllo tramite PC:
Controllo del vuoto e dell'ambiente di deposizione:
Il PC monitora e controlla la pressione della camera a vuoto, gestendo le pompe a vuoto e l'introduzione dei gas reattivi per mantenere l'atmosfera desiderata.
La gestione dei flussi di gas (con valvole automatiche) è fondamentale per ottenere la giusta stechiometria nei composti chimici depositati.
Controllo della temperatura del substrato:
Il software gestisce la temperatura del substrato, regolando i riscaldatori in base ai set point definiti dall'utente.
Il feedback in tempo reale delle termocoppie o pirometri permette di mantenere una temperatura costante durante il processo di deposizione.
B) Requisiti opzionali della strumentazione.
Il sistema può essere programmato per alternare più target in processi di deposizione multilayer.
Opzionalmente il software dovrebbe essere anche predisposto per il Controllo del laser, con la possibilità di:
regolare la frequenza degli impulsi laser, l'energia del laser e la durata degli impulsi.
sincronizzare l'accensione del laser con la rotazione del target per garantire una deposizione uniforme.
Il fornitore può indicare altre caratteristiche opzionali, anche in senso alternativo - ma solo se migliorative - di quelle che garantiscono i requisiti fondamentali minimi di cui al precedente punto A).