A deposição química de vapor (CVD) é um método amplamente utilizado na ciência dos materiais para a síntese de películas finas e nanomateriais. Envolve a reação química de precursores gasosos sobre um substrato em condições controladas, normalmente a temperaturas elevadas numa câmara de vácuo. Esta técnica é particularmente eficaz para a produção de materiais 2D e tem aplicações no fabrico de semicondutores, incluindo o fabrico de tecnologia de semicondutores de óxido metálico complementar (CMOS).
Detalhes do processo:
Na CVD, os materiais precursores são introduzidos sob a forma de vapor numa câmara de reação, onde reagem ou se decompõem no substrato. Esta reação é facilitada pelo calor, que pode ser aplicado diretamente ao substrato ou indiretamente através das paredes da câmara. A escolha dos gases precursores e as condições de reação (temperatura, pressão, caudais de gás) são fundamentais para determinar as propriedades do material depositado.Variantes de CVD:
Existem diversas variantes de CVD, cada uma delas adaptada a requisitos ou materiais específicos. Por exemplo, a CVD a baixa pressão (LPCVD) funciona a pressões reduzidas, melhorando a uniformidade da deposição da película. A CVD com plasma (PECVD) utiliza o plasma para ativar os gases precursores, permitindo temperaturas de deposição mais baixas. Outras variantes incluem CVD à pressão atmosférica, CVD de parede quente, CVD de parede fria, CVD foto-assistida e CVD assistida por laser, cada uma oferecendo vantagens únicas para diferentes aplicações.
Aplicações em nanomateriais:
A CVD é amplamente utilizada para a síntese de nanomateriais à base de carbono, como fulerenos, nanotubos de carbono (CNT), nanofibras de carbono (CNF) e grafeno. Estes materiais são cruciais em vários domínios, incluindo a eletrónica, o armazenamento de energia e os compósitos. Por exemplo, o grafeno, um material 2D produzido por CVD, é valorizado pela sua excecional condutividade eléctrica e térmica, resistência mecânica e transparência.Desafios e desenvolvimentos:
Embora a CVD seja uma técnica poderosa, pode ser dispendiosa, sobretudo para pequenos grupos de investigação e empresas em fase de arranque. Para resolver este problema, foram desenvolvidos projectos de código aberto para sistemas CVD, tornando a tecnologia mais acessível. Além disso, as limitações térmicas da CVD, como os elevados custos de energia e as dificuldades em depositar materiais em polímeros de baixo ponto de fusão, são áreas de investigação e desenvolvimento em curso.
