Le catalyseur de la croissance des NTC est un métal, généralement un métal de transition comme le nickel.
Ce catalyseur métallique est déposé sur un substrat.
Dans l'étude citée en référence de Hofmann et al. (2003), il s'agissait d'une couche de nickel de 6 nm sur du silicium.
Le catalyseur joue un rôle crucial dans le processus de dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
En particulier dans le cas du dépôt en phase vapeur assisté par plasma (PECVD), il facilite la décomposition de l'hydrocarbure gazeux (par exemple, l'acétylène) et la croissance subséquente des nanotubes de carbone.
Le catalyseur métallique amorce la croissance des NTC en décomposant l'hydrocarbure gazeux en atomes de carbone qui peuvent ensuite former les nanotubes.
Les particules de catalyseur (agrégation, ségrégation ou migration) sont influencées par divers facteurs, notamment la chimie du plasma, les effets du champ électrique et la chimie de surface.
La taille et la densité des particules de catalyseur peuvent affecter de manière significative le diamètre et la densité des NTC.
Dans le processus PECVD, le catalyseur favorise non seulement la décomposition de l'hydrocarbure gazeux, mais contrôle également la nucléation et la croissance des NTC.
L'efficacité du catalyseur peut être influencée par son prétraitement, la nature du substrat et la présence d'une sous-couche métallique ou d'une barrière de diffusion.
Par exemple, dans l'étude de Hofmann et al, l'utilisation d'un catalyseur au nickel a permis la croissance de nanofibres alignées verticalement à des températures relativement basses (120°C).
Cette température est nettement inférieure aux températures généralement requises pour la croissance des nanotubes de carbone.
De plus, le rôle du catalyseur s'étend à l'optimisation du processus de croissance.
Des paramètres tels que la nature de la matière première, le débit, la pression et la température du substrat sont essentiels.
Ces paramètres peuvent être ajustés pour contrôler le temps de séjour, qui à son tour affecte l'accumulation de la source de carbone et le taux de croissance des NTC.
En résumé, le catalyseur pour la croissance des NTC dans le contexte de la CVD et de la PECVD est un métal, généralement un métal de transition comme le nickel, qui est déposé sur un substrat.
Ce catalyseur est essentiel pour la décomposition de l'hydrocarbure gazeux et la croissance ultérieure des nanotubes de carbone.
Son efficacité est influencée par divers paramètres du processus et par son interaction avec l'environnement du plasma.
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