الترسيب الكيميائي بالبخار الكيميائي (CVD) هو طريقة متعددة الاستخدامات ومستخدمة على نطاق واسع لتخليق مجموعة متنوعة من المواد النانوية، وخاصة المواد النانوية القائمة على الكربون والأغشية الرقيقة. وتتضمن هذه العملية تحلل أو تفاعل السلائف الغازية على ركيزة تحت ظروف محكومة، وعادةً ما تكون في فراغ وفي درجات حرارة مرتفعة. وتعد هذه الطريقة فعالة بشكل خاص لإنتاج مواد عالية الجودة وعالية الأداء على مقياس النانو.
المواد النانوية القائمة على الكربون التي يتم تصنيعها بواسطة التفريغ القابل للتحويل القابل للتحويل:
- الفوليرين: وهي عبارة عن مجموعات كروية أو أسطوانية أو بيضاوية الشكل من ذرات الكربون. يمكن استخدام CVD لإنتاج الفوليرين عن طريق تبخير مصادر الكربون في ظروف محددة.
- الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs): الأنابيب النانوية الكربونية النانوية (CNTs) عبارة عن صفائح جرافين ملفوفة تشكل أنابيب. ويُعد التفريغ القابل للقنوات CVD طريقة شائعة لتخليقها، حيث يتم استخدام الهيدروكربونات والمحفزات المعدنية لتنمية أنابيب الكربون النانوية على ركائز.
- ألياف الكربون النانوية (CNFs): على غرار ألياف الكربون النانوية CNTs ولكن ببنية مختلفة، يمكن أيضًا تصنيع ألياف الكربون النانوية باستخدام تقنية CVD، وغالبًا بمساعدة محفزات معدنية.
- الجرافين: عبارة عن طبقة واحدة من ذرات الكربون مرتبة في شبكة سداسية الشكل، ويمكن تصنيع الجرافين عن طريق القطع القابل للقطع على القسطرة عن طريق تفكيك الهيدروكربونات على ركائز معدنية ثم نقل طبقة الجرافين إلى ركائز أخرى.
مواد نانوية أخرى يتم تصنيعها بواسطة CVD:
- لا يقتصر استخدام تقنية CVD على المواد القائمة على الكربون؛ فهي تُستخدم أيضًا لتخليق:البنى النانوية الخزفية:
- باستخدام السلائف المناسبة، يمكن ترسيب المواد الخزفية في هياكل نانوية.الكربيدات:
وهي مركبات من الكربون مع عناصر أقل سالبية إلكترونية، ويمكن تشكيل هياكلها النانوية باستخدام تقنيات التفريغ القابل للقطع CVD.المتغيرات من CVD:
- يتم تعزيز تعدد استخدامات CVD من خلال تعديلات وتحسينات مختلفة على العملية الأساسية، بما في ذلك:
- CVD بالضغط المنخفض CVD (LPCVD) وCVD بالضغط الجوي CVD (APCVD): تعمل هذه المتغيرات على ضبط الضغط لتحسين عملية الترسيب.
- التفريغ القابل للسير الذاتية المعزز بالبلازما (PECVD): يستخدم البلازما لتعزيز معدلات التفاعل الكيميائي، مما يسمح بدرجات حرارة ترسيب أقل.
CVD بمساعدة الضوء و CVD بمساعدة الليزر: يستخدمان الضوء لبدء أو تعزيز التفاعلات الكيميائية، مما يوفر تحكمًا دقيقًا في عملية الترسيب.
تحديات ومزايا التفريغ القابل للسير الذاتية:
