El catalizador para el crecimiento de los CNT es un metal, normalmente un metal de transición como el níquel.
Este catalizador metálico se deposita sobre un sustrato.
En el estudio citado de Hofmann et al. (2003), se trataba de una capa de níquel de 6 nm sobre silicio.
El catalizador desempeña un papel crucial en el proceso de deposición química en fase vapor (CVD).
Especialmente en el caso del CVD potenciado por plasma (PECVD), facilita la descomposición del gas hidrocarburo (por ejemplo, acetileno) y el posterior crecimiento de los nanotubos de carbono.
El catalizador metálico inicia el crecimiento de los CNT descomponiendo el gas hidrocarburo en átomos de carbono que pueden formar los nanotubos.
Las partículas del catalizador (agregación, segregación o migración) se ven influidas por diversos factores, como la química del plasma, los efectos del campo eléctrico y la química de la superficie.
El tamaño y la densidad de las partículas catalizadoras pueden afectar significativamente al diámetro y la densidad de los CNT.
En el proceso PECVD, el catalizador no sólo promueve la descomposición del gas hidrocarburo, sino que también controla la nucleación y el crecimiento de los CNT.
La eficacia del catalizador puede verse influida por su pretratamiento, la naturaleza del sustrato y la presencia de cualquier capa inferior metálica o barrera de difusión.
Por ejemplo, en el estudio de Hofmann et al., el uso de un catalizador de níquel permitió el crecimiento de nanofibras alineadas verticalmente a temperaturas relativamente bajas (120°C).
Esta temperatura es muy inferior a la que suele requerirse para el crecimiento de los CNT.
Además, el papel del catalizador se extiende a la optimización del proceso de crecimiento.
Parámetros como la naturaleza de la materia prima, el caudal, la presión y la temperatura del sustrato son fundamentales.
Estos parámetros pueden ajustarse para controlar el tiempo de residencia, que a su vez afecta a la acumulación de la fuente de carbono y a la velocidad de crecimiento de los CNT.
En resumen, el catalizador para el crecimiento de CNT en el contexto de CVD y PECVD es un metal, normalmente un metal de transición como el níquel, que se deposita sobre un sustrato.
Este catalizador es esencial para la descomposición del gas hidrocarburo y el posterior crecimiento de los nanotubos de carbono.
Su eficacia depende de varios parámetros del proceso y de su interacción con el entorno del plasma.
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