Le gaz utilisé dans la synthèse du diamant par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est principalement du méthane (CH4) mélangé à de l'hydrogène (H2). Le méthane sert de source de carbone, fournissant les atomes de carbone nécessaires à la formation du réseau de diamants, tandis que l'hydrogène aide à la dissociation des molécules de méthane et au maintien de la structure du diamant.
Le méthane comme source de carbone :
Le méthane est un hydrocarbure gazeux riche en carbone. Dans le processus de dépôt en phase vapeur, le méthane est ionisé et ses liaisons moléculaires sont rompues. Le carbone pur de ces molécules adhère alors à la graine de diamant, construisant le cristal de diamant atome par atome, couche par couche. Cette étape est cruciale car les atomes de carbone du méthane sont essentiels à la croissance de la structure du diamant.Le rôle de l'hydrogène :
L'hydrogène est utilisé en grande quantité par rapport au méthane, généralement dans une proportion de 90 à 99 % du mélange gazeux total. Son rôle principal est d'aider à la dissociation des molécules de méthane et de stabiliser le processus de croissance du diamant. Les atomes d'hydrogène interagissent avec la surface du diamant en croissance, en éliminant le carbone non diamantaire et en veillant à ce que seule la structure du diamant soit formée. Cette attaque sélective par l'hydrogène est vitale pour la qualité et la pureté du diamant CVD.
Détails du processus :
