Estudos de crescimento e de dopagens de diamante-CVD mono cristalino, colorido via descarga em mW 2,45 GHz de alta potência

Resumo

O Diamante-CVD tem sido alvo de muitas investigações fundamentais e de aplicações no INPE e que redundou em aplicações e mesmo com o nascimento de "spin-off". Embora muito tenha sido feito, a comunidade científica continua em busca de um grau maior de aplicações do diamante onde sua estrutura mono cristalina seja o principal foco. Com esta proposta objetiva-se, diferentemente da proposta de DD, mas ainda inovar que é a de obter o diamante em estrutura mono cristalina dopado para se obter nas diferentes colorações via baixas pressões e baixas temperaturas, ou seja via reações químicas na fase vapor (CVD do Inglês, Chemical Vapor Deposition), Sua estrutura colorida é devido às diferentes possibilidades de dopagens. Espera-se obter estrutura amarela devido à dopagem com nitrogênio, e azul devido a dopagem com boro. Serão estudados, teórica e experimentalmente, os mecanismos para obtê-lo nesta almejada estrutura cujas aplicações nas áreas de óptica, eletrônica, dissipadores de calor em "ships" de alto desempenho, como dito anteriormente poderão representar uma diferenciação em relação ao diamante monocristal transparente. Assim, estudar-se-á o comportamento dos principais parâmetros de obtenção via descarga em plasma de microondas (2,45 GHz) de alta potência e as suas relações com o grau de monocristalinidade e pureza. Neste caso, dificuldades adicionais terão que ser resolvidas devido à dopagens serem feitas em um sistema de descarga em plasma, ainda não experimentado em nosso laboratório. Deseja-se obter o diamante-CVD mono cristal de alta pureza na forma de blocos e mostrar as possibilidades de lapidação dos diversos planos. Novamente, sabe-se que uma das maiores dificuldades, é o controle do gradiente térmico de substrato e porta substrato desde o processo de início de nucleação até o de final de crescimento, o que significa um sofisticado projeto do interior do reator. Análises via espectroscopia de espalhamento Raman, Difração de Raio-X, MEV, AFM, farão partes das caracterizações cotidianas deste estudo. Buscar as aplicações já visualizadas será uma tarefa permanente deste projeto.