A deposição química de vapor (CVD) é um método versátil e amplamente utilizado para sintetizar uma variedade de nanomateriais, nomeadamente nanomateriais à base de carbono e películas finas. O processo envolve a decomposição ou reação de precursores gasosos num substrato em condições controladas, normalmente no vácuo e a temperaturas elevadas. Este método é particularmente eficaz para produzir materiais de alta qualidade e elevado desempenho à nanoescala.
Nanomateriais à base de carbono sintetizados por CVD:
- Fulerenos: São aglomerados esféricos, cilíndricos ou elipsoidais de átomos de carbono. A CVD pode ser utilizada para produzir fulerenos através da vaporização de fontes de carbono em condições específicas.
- Nanotubos de carbono (CNTs): Os CNTs são folhas de grafeno enroladas que formam tubos. A CVD é um método comum para a sua síntese, em que são utilizados hidrocarbonetos e catalisadores metálicos para fazer crescer os CNT em substratos.
- Nanofibras de carbono (CNFs): Semelhantes aos CNTs, mas com uma estrutura diferente, os CNFs também podem ser sintetizados usando CVD, muitas vezes com a ajuda de catalisadores metálicos.
- Grafeno: Uma única camada de átomos de carbono dispostos numa estrutura hexagonal, o grafeno pode ser sintetizado por CVD através da decomposição de hidrocarbonetos em substratos metálicos e da transferência da camada de grafeno para outros substratos.
Outros nanomateriais sintetizados por CVD:
- A CVD não se limita a materiais à base de carbono; também é utilizada para a síntese de:Nanoestruturas cerâmicas:
- Utilizando precursores adequados, os materiais cerâmicos podem ser depositados em estruturas nanométricas.Carbonetos:
Estes são compostos de carbono com elementos menos electronegativos, e as suas nanoestruturas podem ser formadas usando técnicas de CVD.Variantes de CVD:
- A versatilidade da CVD é reforçada por várias modificações e melhorias do processo básico, incluindo
- CVD de baixa pressão (LPCVD) e CVD de pressão atmosférica (APCVD): Estas variantes ajustam a pressão para otimizar o processo de deposição.
- CVD com plasma (PECVD): Utiliza plasma para melhorar as taxas de reação química, permitindo temperaturas de deposição mais baixas.
CVD foto-assistida e CVD assistida por laser: Utilizam a luz para iniciar ou melhorar as reacções químicas, oferecendo um controlo preciso do processo de deposição.
Desafios e vantagens da CVD:
