Deposición química de vapores

Deposición química de vapores (CVD).

La deposición química de vapores se puede definir como la deposición de un sólido mediante una reacción química en fase vapor sobre una superficie previamente calentada. Pertenece al tipo de procesos de transferencia en fase vapor de naturaleza atómica, ya que lo que se depositan sobre el substrato son átomos, moléculas o una combinación de ambos (Berlanga, 2012).

En muchos aspectos, la técnica de CVD compite directamente con los procesos de deposición física de vapores (PVD), pero también se usa en conjunción con ellos y muchos de los nuevos procesos son combinaciones de ambas técnicas como, por ejemplo, la anteriormente mencionada deposición química de vapores asistida por plasma (PACVD), (Berlanga, 2012).

Dos áreas principales de aplicación de la deposición química de vapor se han desarrollado rápidamente en los últimos veinte años: la industria de los semiconductores y la llamada industria metalúrgica de recubrimiento que incluye la fabricación de herramientas de corte. El CVD es particularmente importante en la producción de nanomateriales usados para recubrimientos industriales y en componentes relacionados con la electrónica (Berlanga, 2012).

Los procesos de Micro y Nano Fabricación utilizan ampliamente la tecnología CVD para depositar materiales tales como: micro y nano fibras de carbono, nanotubos de carbono, grafeno, carburo de silicio, etc. Esta tecnología es usada también para fabricar diamante sintético (Berlanga, 2012).

Sin embargo, la técnica CVD tiene también alguna desventaja. Una de las principales es que es más versátil a temperaturas de 600 °C y superiores; muchos substratos no son térmicamente estables a esas temperaturas. Sin embargo, los procesos desarrollados de CVD asistida por plasma y de deposición química de vapores metal-orgánicos compensan parcialmente este problema. Otra desventaja es el requisito de contar con precursores químicos con alta presión de vapor que a menudo son peligrosos y, a veces, extremadamente tóxicos. Los deshechos de una reacción de CVD también son tóxicos y corrosivos y deben ser neutralizados, lo que puede conllevar una operación costosa (Berlanga, 2012).

Deposición química de vapores en la síntesis de Nanotubos de Carbono.

La técnica de CVD es un proceso importante en la producción de películas delgadas que recubren los tres tipos de materiales electrónicos: semiconductores, conductores y aislantes.

Los nanotubos de carbono son láminas de monocapas de grafito enrolladas para hacer un tubo. Las dimensiones son variables (hasta 0.4 nm de diámetro) y también se puede dar el caso de la existencia de nanotubos dentro de nanotubos, dando lugar a una distinción entre nanotubos de carbono de pared múltiple y nanotubos de pared simple (Berlanga, 2012).

Para la síntesis de NTC por CVD se coloca un sustrato que actúa como catalizador de (Fe, Co, Ni) formando un filme fino de 1 a 50 nm de espesor en un horno de atmosfera inerte helio a baja presión, se calienta a 600 grados centígrados y lentamente se añade gas de metano, acetileno o benceno, liberándose átomos de carbono, que se pueden recombinar en forma de nanotubos (Alcca, 2012).

Debido a las altas temperaturas, el metal (Catalizador) se aglutina en nanopartículas separadas que sirven como centros de crecimiento que formaran la base de los nanotubos; por lo tanto el tamaño de la partícula define el diámetro del nanotubo que será creado (Alcca, 2012).

Pirolisis de ftlacianina de hierro (II), (Bozzano et al, 2003).

Dependiendo de los recursos podemos tener diferentes formas de sintetizar por CVD los NTC, por ejemplo podemos ver la influencia de las diferentes variables de síntesis en las características finales de los NTC crecidos mediante pirolisis de ftlacianina de hierro (II) en atmosfera de Ar/H₂ y para un rango de temperaturas de 780-1050 °C.

Se colocan en la zona del primer

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