La deposición química en fase vapor por plasma de microondas (MPCVD) es un método de síntesis utilizado para la síntesis de películas de diamante.
Implica el uso de radiación de microondas para generar un plasma de alta energía en una cámara de reactor.
El plasma está formado por una mezcla de electrones, iones atómicos, iones moleculares, átomos neutros, moléculas y fragmentos moleculares en sus estados básico y excitado.
La principal vía de generación de precursores/fragmentos gaseosos reactivos en el plasma es la disociación por impacto de electrones.
Explicación de 4 puntos clave
1. El proceso de MPCVD
En el proceso MPCVD, un gas que contiene carbono, como el metano, se introduce en la cámara del reactor junto con otros gases como hidrógeno, oxígeno o átomos de flúor.
El generador de microondas, normalmente un magnetrón o un klystron, genera microondas en el rango de 2,45 GHz, que se acoplan a la cámara de vacío a través de una ventana de cuarzo.
El sistema de suministro de gas, compuesto por controladores de flujo másico (MFC), controla el flujo de gas hacia la cámara de vacío.
2. Generación y reacción del plasma
Bajo la excitación de la radiación de microondas, la mezcla de gases experimenta una descarga luminosa en la cámara de reacción, lo que conduce a la disociación molecular del gas de reacción y a la generación de plasma.
El plasma reacciona o se descompone en la superficie del sustrato, produciendo un depósito de película de diamante.
El proceso de deposición da lugar a películas de diamante de alta calidad con grandes áreas, buena homogeneidad, alta pureza y buena morfología cristalina.
3. Ventajas del MPCVD
Las ventajas del MPCVD incluyen su capacidad para preparar diamantes monocristalinos de gran tamaño y la producción de bolas de plasma grandes y estables en la cámara de deposición, lo que permite la deposición de películas de diamante sobre una gran superficie.
El método de plasma de microondas también ofrece un control superior sobre el proceso de deposición en comparación con otros métodos como el método de llama.
4. Películas de diamante de alta calidad
En general, MPCVD es una técnica que utiliza plasma inducido por microondas y precursores gaseosos reactivos para depositar películas de diamante con alta calidad y propiedades específicas.
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