Diseño y construcción de una fuente de tensión y corriente para sintetizar alúmina porosa nanoestructurada

English. In this work is exposed the design, calibration and use of a voltage and current source for the synthesis of nanostructured porous Al2O3 (NPA) films. The operation of the source is regulated by an ATMEGA 328 microcontroller on an ARDUINO NANO [1] development board by pulse width modulation (PWM) with 8 bit precision, in a range of voltages from 0 - 40V and currents from 1- 5.6 mA, with uncertainties in the measurements of 5%. The instrument calibration curves are shown, where we evidenced the linearity of the response and a good agreement was achieved between the values commanded at the source with the direct measurements of the bench multimeter for the working ranges. This source was used for the synthesis of 4 APN samples under different conditions looking for a thickness in the order of 1300 nm. Reflectance spectra were obtained using an Ocean Optics USB-4000 spectrometer, and analyzed using a transfer matrix model that takes into account porosity, thickness, roughness, and trace concentrations of Fe2O3 and CuO.[2] We found that APN film thicknesses cannot be explained by anodizing times and currents alone. The role of porosity in the formation of APN films suggests that it is a subject of further attention.

Spanish; Castilian. En este trabajo presentamos el diseño, calibración y uso de una fuente de tensión y corriente para la síntesis de películas de Al2O3 porosa nanoestructurada (APN). El funcionamiento de la fuente se logra mediante en un microcontrolador ATMEGA 328 en una placa de desarrollo ARDUINO NANO [1] por modulación de ancho de pulso (PWM) con precisión de 8 bits, en un rango de tensiones de 0 - 40V y corrientes de 1 - 5 .6 mA, con incertezas en las mediciones de 5%. Se muestran las curvas de calibraciones del instrumento, donde evidenciamos la linealidad de la respuesta y se logró un buen acuerdo de los valores comandados en la fuente con las medidas directas de multímetro de banco para los rangos de trabajo. Utilizamos esta fuente para la síntesis de 4 muestras de APN bajo diferentes condiciones buscando un espesor del orden de los 1300 nm. Se obtuvieron los espectros de reflectancia mediante un espectrómetro Ocean Optics USB-4000, y se analizaron empleando un modelo de matriz de transferencia que tiene en cuenta la porosidad, espesor, rugosidad, y las concentraciones por vestigios de Fe2O3 y CuO l [2]. Encontramos que los espesores de las películas de APN no pueden explicarse solamente con los tiempos y corrientes de anodizado. El rol de la porosidad en la formación de las películas de APN sugiere ser un tema de mayor atención.