El proceso de MPCVD (deposición química en fase vapor por plasma de microondas) es un sofisticado método utilizado para el crecimiento de películas de diamante de alta calidad.
¿Qué es el proceso MPCVD? Explicación de 7 pasos clave
1. Evacuación de la cámara
El primer paso consiste en evacuar la cámara a una presión base. Esto crea un entorno limpio y controlado para el proceso de crecimiento.
2. Introducción del H2 y mantenimiento de la presión baja
Una vez evacuada la cámara, se introduce gas hidrógeno (H2) y se mantiene la presión a un nivel bajo. Esto es necesario para la ignición del plasma.
3. Ignición del plasma por microondas
Se utiliza un generador de microondas, normalmente un magnetrón o un klystron, para generar microondas en el rango de 2,45 GHz. Estas microondas se acoplan a la cámara de vacío a través de una ventana de cuarzo.
4. Introducción de gas que contiene carbono
Se introduce en la cámara un pequeño porcentaje de un gas que contenga carbono, como el metano (CH4). Se prefiere el metano debido a su alta pureza y similitud estructural con el diamante.
5. Crecimiento en el sustrato
El plasma creado por la radiación de microondas reacciona con el gas que contiene carbono, dando lugar a la deposición de diamante en el sustrato. Normalmente, el sustrato se siembra con diamante para iniciar el proceso de crecimiento.
6. Control de los parámetros
A lo largo del proceso se controlan cuidadosamente diversos parámetros, como la potencia de las microondas, el caudal de gas y la temperatura de reacción, para garantizar el crecimiento de películas de diamante de alta calidad.
7. Introducción de dopantes (opcional)
En algunos casos, se pueden introducir dopantes durante el proceso de crecimiento para modificar las propiedades de la película de diamante. Por ejemplo, se puede introducir boro para crear diamante superconductor, mientras que las vacantes de nitrógeno pueden producir interesantes propiedades de fotoluminiscencia para sistemas de información cuántica.
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