A deposição de vapor químico por plasma de micro-ondas (MPCVD) é um método de síntese utilizado para a síntese de películas de diamante.
Envolve a utilização de radiação de micro-ondas para gerar um plasma de alta energia numa câmara de reator.
O plasma é constituído por uma mistura de electrões, iões atómicos, iões moleculares, átomos neutros, moléculas e fragmentos moleculares nos seus estados fundamental e excitado.
A principal via para a geração de precursores/fragmentos gasosos reactivos no plasma é a dissociação por impacto de electrões.
4 Pontos-chave explicados
1. O processo de MPCVD
No processo MPCVD, um gás contendo carbono, como o metano, é introduzido na câmara do reator juntamente com outros gases, como o hidrogénio, o oxigénio ou os átomos de flúor.
O gerador de micro-ondas, normalmente um magnetrão ou klystron, gera micro-ondas na gama dos 2,45 GHz, que são acopladas à câmara de vácuo através de uma janela de quartzo.
O sistema de fornecimento de gás, constituído por controladores de fluxo de massa (MFC), controla o fluxo de gás para a câmara de vácuo.
2. Geração e reação do plasma
Sob a excitação de radiação de micro-ondas, a mistura gasosa sofre uma descarga incandescente na câmara de reação, levando à dissociação molecular do gás de reação e à geração de plasma.
O plasma reage ou decompõe-se na superfície do substrato, produzindo um depósito de película de diamante.
O processo de deposição resulta em películas de diamante de alta qualidade com grandes áreas, boa homogeneidade, elevada pureza e boa morfologia cristalina.
3. Vantagens da MPCVD
As vantagens do MPCVD incluem a sua capacidade de preparar diamantes monocristalinos de grandes dimensões e a produção de bolas de plasma grandes e estáveis na câmara de deposição, permitindo a deposição de películas de diamante numa grande área.
O método de plasma de micro-ondas oferece igualmente um controlo superior do processo de deposição em comparação com outros métodos, como o método de chama.
4. Películas de diamante de alta qualidade
Em geral, a MPCVD é uma técnica que utiliza plasma induzido por micro-ondas e precursores gasosos reactivos para depositar películas de diamante com elevada qualidade e propriedades específicas.
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