Simulación y fundamentos de procesos de crecimiento de láminas delgadas
15 de febrero 2023 – 12:00 horas / ID reunión: 849 0335 8173 – Clave de acceso 336755 – Enlace de invitación
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12:00: Prof. Stéphane Lucas, Innovative Coating Solutions: Towards a Virtual CoaterTM by fast computer modelling algorithm |
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12:30: Prof. Asunción Fernández, Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla: Fabricación de películas delgadas nano-composites “solido-gas”: Un desarrollo guiado por la microscopía electrónica y el análisis IBA |
Moderador: Prof. Jose Angel Martín Gago, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)
Organiza:
| SOCIEMAT |  |
Colaboran:
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Este noveno encuentro CyTes sigue profundizando en los avances más recientes en el área científico-tecnológica de los tratamientos superficiales. Los tratamientos de modificación superficial representan un vector de valor añadido en numerosos procesos industriales como la manufactura avanzada, la energía o la salud, y cuyo impacto en los mismos es clave para su competitividad y sostenibilidad. El encuentro se centrará en Simulación y fundamentos de procesos de crecimiento de láminas delgadas con la participación de referentes internacionales en la aplicación de estas técnicas para su uso en entornos industriales. Este seminario, igual que las ediciones anteriores, permitirá estrechar colaboraciones entre las empresas y centros de investigación, y avanzar hacia la materialización de proyectos público/privados en marcos como Proyectos de Colaboración Público-Privada u otros marcos de financiación de proyectos industriales de CDTI.
PROGRAMA DE LA JORNADA
| 12:00: Towards a Virtual CoaterTM by fast computer modelling algorithm | |
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Thin film materials are key components in a large variety of fields including automotive and mechanical engineering, optics, micro- and nanotechnology, medical applications, photovoltaics and display technology. The performance and reliability of these products depend to a high degree on the precision, reproducibility and intrinsic performance of the coatings involved. Besides empirically derived know-how, fundamental insights of the mechanisms underlying the synthesis process and intrinsic material properties can be easier acquired through a coupled process and material modelling approach. Therefore, with increasing size, throughput, functional integration of coated products as well as market specific regulatory requirements, a simulation-driven development of deposition processes and advanced thin film materials becomes a necessary tool. The NASCAMTM project aims to realize an easy-to-operate and computer-low-resources computational material-modelling platform that serves as a translation environment to accelerate the development of thin film materials and the related deposition processes. Making use of existing and validated simulation tools, it provides a multi-physics approach for the prediction of deposition process features as well as intrinsic film properties. Process features from a 3D description of industrial coater includes the prediction of film uniformity and deposition rate, whereas intrinsic film properties are linked to the composition, microstructure and morphology (e.g. density, surface roughness and defects), optical, mechanical and electrical properties. Besides detailed models of process dynamics and film material models, this simulation framework is capable of almost real-time capable process simulation. In this lecture, we will present the latest developments, and we will demonstrate how a modeling platform built on optimized fast multi-scale algorithms can depict a “digital twin” of an industrial magnetron sputtering system, and how it can be used to tune the deposition process to achieve desirable coating properties. |
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| Ponente: Prof. Stéphane Lucas, Innovative Coating Solutions | |
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Stéphane Lucas is a physicist and full professor at the University of Namur, Belgium. He has extended his basic training in materials science to nuclear medicine and radiobiology related to particle therapy. He is currently part-time teaching and doing research University of Namur, Belgium, in relation with life sciences (protontherapy and nanotoxicology) and materials science (plasma surface treatments, ion implantation). He is the author of about 190 publications and 14 patents. He founded the companies IBA-Radioisotopes (2001), Innovative Coating Solutions (ICS, 2018) and Anaptysso (2022). ICS is a company specialized in the development of innovative processes and coatings based on low-pressure plasma in order to treat 2D and 3-dimensional parts, but also powders. It also offers service and tools for plasma process and film growth simulations, topics of this seminar. |
12:30: Fabricación de películas delgadas nano-composites “solido-gas”: Un desarrollo guiado por la microscopía electrónica y el análisis IBA |
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| Se presentará la aplicación de la metodología “magnetron sputtering” a la fabricación “bottom-up” de películas delgadas de diferente naturaleza que contienen nanoporos cerrados llenos con el gas de proceso (e.g. N2, 4He, 3He). Se mostrará la relevancia de la técnica EELS (Electron Energy Loss Spectroscopy) incorporada a un TEM (Transmission Electron Microscope) y las técnicas IBA (Ion Beam Analysis) en el desarrollo de estos materiales nanocompuestos “sólido-gas”. La tensión superficial de los nanoporos (4-20 nm de diámetro) permite la estabilización a temperatura ambiente de nanoburbujas de gas a presiones ultra-altas (hasta 5 GPa para los poros más pequeños) y, por lo tanto, a densidades ultra-altas (hasta 100 at/nm3, estado condensado). Se presentarán los resultados más recientes que muestran: i) Estabilidad térmica hasta 300oC antes de la liberación del helio. ii) Aplicación de las películas nanocompuestas como blancos sólidos de 4He para experimentos de astrofísica nuclear. iii) Efecto sinérgico del He para la incorporación de Ne. | |
| Ponente: Prof. Asunción Fernández, Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla | |
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Asunción Fernández es profesora de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Ciencias de Materiales de Sevilla (España), donde lidera el grupo “Materiales Nanoestructurados y Microestructura”. Sus actividades de investigación se han centrado principalmente en el estudio físico-químico de nanomateriales, a fin de controlar la síntesis de nanopartículas y películas delgadas nanoestructuradas; así como, aplicar técnicas de caracterización microestructural para el estudio de materiales en la nanoescala. Trabajó en los campos de: fotocatálisis de semiconductores, química de superficies, almacenamiento de hidrógeno y deposición por pulverización catódica de películas delgadas y recubrimientos. En los últimos años ha trabajado en el desarrollo de catalizadores y soportes para tecnologías de hidrógeno incluyendo su almacenamiento y combustión catalítica y el desarrollo de recubrimientos catalíticos. Actualmente está investigando la fabricación “bottom-up” de películas delgadas nanoestructuradas mediante pulverización catódica asistida por plasmas de helio y otros gases ligeros. La fabricación de películas nanocompuestas “solido-gas” y sus aplicaciones en diferentes campos es un tema innovador en el que es pionera. |
