O processo de MPCVD (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition) é um método sofisticado utilizado para o crescimento de películas de diamante de alta qualidade.
O que é o processo de MPCVD? Explicação das 7 etapas principais
1. Evacuação da câmara
O primeiro passo é evacuar a câmara para uma pressão de base. Isto cria um ambiente limpo e controlado para o processo de crescimento.
2. Introduzir H2 e manter a pressão baixa
Uma vez evacuada a câmara, é introduzido gás hidrogénio (H2) e a pressão é mantida a um nível baixo. Isto é necessário para a ignição do plasma.
3. Ignição do plasma por micro-ondas
É utilizado um gerador de micro-ondas, normalmente um magnetrão ou um klystron, para gerar micro-ondas na gama de 2,45 GHz. Estas micro-ondas são acopladas à câmara de vácuo através de uma janela de quartzo.
4. Introdução de gás contendo carbono
É introduzida na câmara uma pequena percentagem de um gás contendo carbono, como o metano (CH4). O metano é preferido devido à sua elevada pureza e semelhança estrutural com o diamante.
5. Crescimento no substrato
O plasma criado pela radiação de micro-ondas reage com o gás contendo carbono, resultando na deposição de diamante no substrato. O substrato é normalmente semeado com diamante para iniciar o processo de crescimento.
6. Controlo dos parâmetros
Ao longo do processo, vários parâmetros como a potência de micro-ondas, as taxas de fluxo de gás e a temperatura de reação são cuidadosamente controlados para garantir o crescimento de películas de diamante de alta qualidade.
7. Introdução de dopantes (opcional)
Em alguns casos, os dopantes podem ser introduzidos durante o processo de crescimento para modificar as propriedades da película de diamante. Por exemplo, o boro pode ser introduzido para criar um diamante supercondutor, enquanto as vacâncias de azoto podem produzir propriedades de fotoluminescência interessantes para sistemas de informação quântica.
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