Síntesis de materiales cerámicos mediante técnicas químicas en fase vapor (CVD)

Abstract

[ES] Actualmente, la técnica de CVD está siendo utilizada en la síntesis de una gran variedad de compuestos cerámicos, generalmente en forma de capa delgada. La técnica, desarrollada inicialmente para su aplicación en microelectrónica, ha sido después utilizada con éxito en otras áreas de gran actividad científica y tecnológica (recubrimientos duros, dispositivos optoelectrónicos, materiales superconductores, etc.). Entre las características más positivas de las técnicas de CVD, cabe destacar la obtención de depósitos homogéneos a temperaturas relativamente bajas, sobre todo cuando la activación de los reactivos se efectúa con plasma o con fotones. La técnica permite además sintetizar nuevos productos que no es posible sintetizar por otras vías. Esta característica abre la puerta hacia la síntesis de productos, con propiedades muy específicas de dureza, estabilidad, etc. La presentación se centrará en las diversas aplicaciones de la técnica de CVD, de las que interesa destacar la preparación de capas de carbono cristalino o amorfo (películas de diamante o cuasi-diamante) partiendo de una mezcla de metano e hidrógeno activada mediante un plasma. Así mismo, se revisará la obtención de recubrimientos de nitruro de boro con diferente estequiometría dependiendo de las condiciones del proceso. Finalmente, se discuten los condiciones experimentales requeridas para la deposición de nuevos compuestos ternarios dentro del sistema Si-B-C-N (p.e. CBN, SiBN). Estos materiales ternarios pueden presentar propiedades muy diferentes dependiendo de su composición. Por tanto, mediante la elección adecuada de los parámetros experimentales, que determinan la composición y estructura del depósito, es posible conseguir la formación de un material con unas características prefijadas.

[EN] Chemical vapour deposition (CVD) has been successfully used for the synthesis of a large variety of compounds. Initially the technique was developed for microelectronic applications and then was widespread used for the preparation of hard coatings, optoelectronic and superconductor materials. Among the characteristics inherent to the CVD technique it is worth mentioning the preparation of homogeneous deposits at relatively low temperatures mostly when the reaction is electrically or laser plasma or photon activated. New materials with given characteristics can be produced by properly choosing the reactant gas mixture as well as its relative composition. The presentation will be also focussed onto the deposition of different materials, such as carbon films (both crystalline, and amorphous) with diamond-like properties, deposited by plasma assisted CVD techniques using methane and hydrogen gas mixtures. Also, the deposition of binary compounds, as boron nitride will be reviewed. Finally, the experimental requirements for obtaining new ternary compounds from the system Si-B-N-C (i.e.: CBN, SiBN) will be discussed. The properties of these materials strongly depend on their composition and structure. Therefore, by adequate selection of the experimental parameters, it is possible to obtain ternary compounds with tailored characteristics.