La deposizione di vapore chimico al plasma a microonde (MPCVD) è un metodo di sintesi utilizzato per la sintesi di film di diamante.
Comporta l'uso di radiazioni a microonde per generare un plasma ad alta energia in una camera del reattore.
Il plasma è costituito da una miscela di elettroni, ioni atomici, ioni molecolari, atomi neutri, molecole e frammenti molecolari nei loro stati di massa ed eccitati.
La via principale per la generazione di precursori/frammenti gassosi reattivi nel plasma è la dissociazione da impatto degli elettroni.
4 punti chiave spiegati
1. Il processo MPCVD
Nel processo MPCVD, un gas contenente carbonio, come il metano, viene introdotto nella camera del reattore insieme ad altri gas come idrogeno, ossigeno o atomi di fluoro.
Il generatore di microonde, tipicamente un magnetron o un klystron, genera microonde nell'intervallo di 2,45 GHz, che vengono accoppiate alla camera a vuoto attraverso una finestra di quarzo.
Il sistema di erogazione del gas, costituito da controllori di flusso di massa (MFC), controlla il flusso di gas nella camera da vuoto.
2. Generazione e reazione del plasma
Sotto l'eccitazione di radiazioni a microonde, la miscela di gas subisce una scarica a bagliore nella camera di reazione, che porta alla dissociazione molecolare del gas di reazione e alla generazione di plasma.
Il plasma reagisce o si decompone sulla superficie del substrato, producendo un deposito di film di diamante.
Il processo di deposizione consente di ottenere film di diamante di alta qualità con ampie superfici, buona omogeneità, elevata purezza e buona morfologia cristallina.
3. Vantaggi dell'MPCVD
I vantaggi dell'MPCVD includono la capacità di preparare diamanti monocristallini di grandi dimensioni e la produzione di sfere di plasma grandi e stabili nella camera di deposizione, che consentono la deposizione di film di diamante su un'ampia superficie.
Il metodo del plasma a microonde offre inoltre un controllo superiore sul processo di deposizione rispetto ad altri metodi come quello alla fiamma.
4. Film di diamante di alta qualità
Nel complesso, l'MPCVD è una tecnica che utilizza il plasma indotto da microonde e precursori gassosi reattivi per depositare film di diamante di alta qualità e con proprietà specifiche.
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