Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) - это универсальный и широко используемый метод синтеза различных наноматериалов, в частности наноматериалов и тонких пленок на основе углерода. Этот процесс включает в себя разложение или реакцию газообразных прекурсоров на подложке в контролируемых условиях, обычно в вакууме и при повышенных температурах. Этот метод особенно эффективен для получения высококачественных и высокоэффективных материалов в наномасштабе.
Наноматериалы на основе углерода, синтезированные методом CVD:
- Фуллерены: Это сферические, цилиндрические или эллипсоидные кластеры атомов углерода. Фуллерены можно получить методом CVD, испаряя источники углерода в определенных условиях.
- Углеродные нанотрубки (УНТ): УНТ представляют собой свернутые графеновые листы, образующие трубки. CVD - распространенный метод их синтеза, при котором углеводороды и металлические катализаторы используются для выращивания УНТ на подложках.
- Углеродные нановолокна (CNFs): Похожие на УНТ, но имеющие другую структуру, УНВ также могут быть синтезированы методом CVD, часто с помощью металлических катализаторов.
- Графен: Графен, представляющий собой один слой атомов углерода, расположенных в гексагональной решетке, может быть синтезирован методом CVD путем разложения углеводородов на металлических подложках и последующего переноса графенового слоя на другие подложки.
Другие наноматериалы, синтезированные методом CVD:
- CVD не ограничивается материалами на основе углерода; он также используется для синтеза:Керамических наноструктур:
- При использовании соответствующих прекурсоров керамические материалы могут быть осаждены в наноразмерные структуры.Карбиды:
Это соединения углерода с менее электроотрицательными элементами, и их наноструктуры могут быть сформированы с помощью методов CVD.Разновидности CVD:
- Универсальность CVD повышается благодаря различным модификациям и усовершенствованиям базового процесса, в том числе:
- CVD при низком давлении (LPCVD) и CVD при атмосферном давлении (APCVD): В этих вариантах давление регулируется для оптимизации процесса осаждения.
- CVD с плазменным усилением (PECVD): Используется плазма для увеличения скорости химических реакций, что позволяет снизить температуру осаждения.
Фотоусиленный CVD и лазерный CVD: Используют свет для инициирования или усиления химических реакций, обеспечивая точный контроль над процессом осаждения.
Проблемы и преимущества CVD:
