Horno de espejos para el crecimiento de muestras monocristalinas

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Horno de espejos

Desde el año 2002 contamos con un horno infrarrojo de espejos elipsoidales con el que pueden sintetizarse muestras monocristalinas en atmósfera controlada o en vacío (~10-6 torr). El horno ha sido construido en nuestro laboratorio a partir de dos espejos de aluminio maquinados por CNC en Alemania. Cuenta con cuatro motores que permiten hacer rotar las barras semilla y de alimentación en ambos sentidos, y desplazar las barras en forma independiente, con velocidades entre 0.1 mm/hora y varios cm/minuto. Puede trabajarse con potencias superiores a los 1000 W.

Qué es un horno de espejos ?

Es un horno en el que un arreglo especial de espejos concentra haces luminosos provenientes de lámparas, arcos voltaicos o el sol en un punto en el que se coloca la muestra a calentar. En nuestro horno se usan dos espejos elipsoidales, colocándose lámparas tipo halógenas o de Xenon en uno de los focos de cada elipsoide y la muestra en el foco común.

Para entender un poco mejor cómo funciona el horno consideremos la elipse de la figura 1a. La elipse está formada por todos los puntos del plano que son equidistantes a los focos f- y f+. Esto implica que un haz de luz que sale de uno de los focos en una dirección arbitraria será reflejado en la "pared" de la elipse y pasará por el otro foco. En la figura 1a representamos dos haces de luz, uno verde y el otro magenta, que son emitidos en direcciones distintas pero convergen en el mismo punto. Es decir: si colocamos una lámpara (con un filamento muy pequeño...) en uno de los focos, toda la potencia emitida en forma de luz se concentrará en el otro.

Esquema simple del horno de espejos.

Veamos ahora el esquema de la figura 1b, en el que consideramos dos espejos elípticos que comparten un foco. En dicho foco común ponemos una muestra a calentar.

Ultima imagen del horno de espejos.

Materiales