Le mécanisme de croissance des nanotubes de carbone (NTC) implique principalement l'utilisation du dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Ce processus utilise un catalyseur métallique pour faciliter la réaction d'un gaz précurseur sur le substrat, ce qui permet la croissance des NTC à des températures plus basses qu'il ne serait possible autrement. Les éléments clés de ce mécanisme sont la sélection du catalyseur, le choix du gaz précurseur et le contrôle des paramètres du processus tels que la température et la pression.
Sélection du catalyseur :
Le catalyseur joue un rôle crucial dans la nucléation et la croissance des NTC. Les catalyseurs couramment utilisés sont des métaux tels que le fer, le cobalt et le nickel, qui ont la capacité de dissocier les gaz contenant du carbone et de fournir une surface aux atomes de carbone pour nucléer et croître en nanotubes. Le choix du catalyseur influe sur le diamètre, la chiralité et la qualité des NTC.Gaz précurseur :
Le gaz précurseur, généralement un hydrocarbure tel que le méthane, l'éthylène ou l'acétylène, fournit la source de carbone nécessaire à la croissance des NTC. Le gaz est introduit dans la chambre de réaction où il interagit avec les particules de catalyseur. La décomposition du gaz précurseur à la surface du catalyseur libère des atomes de carbone qui forment ensuite les NTC.
Paramètres du processus :
Le contrôle des paramètres du procédé est essentiel pour la réussite de la synthèse des NTC. La température est un facteur critique, car elle influence l'activité du catalyseur et la vitesse de décomposition du gaz précurseur. La pression et les débits de gaz jouent également un rôle important dans la détermination du taux de croissance et de la qualité des NTC. Les conditions optimales varient en fonction du catalyseur et du gaz précurseur utilisés.
Taux de croissance et qualité :
