Síntesis de nano diamante exponiendo películas de carbono crecidas por CVD a radiación gamma

Abstract

En este trabajo se presenta un novedoso método para la síntesis de estos materiales. El primer paso consiste en realizar una descomposición catalítica del metano (CH4), con el objetivo de depositar una película ultra delgada de carbono sobre un sustrato de acero inoxidable (catalizador). Dicha descomposición se llevará a cabo en un reactor horizontal tipo CVD (consiste un tubo de cuarzo de 64 mm de diámetro externo y de 1.5 m de largo dentro de un horno de tres zonas), en el cual se colocarán cinco láminas de acero inoxidable de 1 cm2 en cada experimento, y posteriormente se harán fluir metano e hidrógeno (cuyos flujos volumétricos van a variar en cada experimento) a una presión de 730 torr y una temperatura de 850 °C, los tiempos de crecimiento se van a variar desde 15-1 minutos para observar el efecto del tiempo de reacción y flujos de metano e hidrógeno sobre las distintas fases de carbono depositadas, y poder encontrar una relación de flujo y tiempo de crecimiento óptimo para la síntesis de películas de carbono bajo las condiciones de temperatura y presión utilizadas. Una vez sintetizadas las películas de carbono, el siguiente paso consiste en exponer las láminas de carbono a distintas dosis de radiación gamma con el objetivo de romper los enlaces grafíticos y formar nano diamante, para dicho propósito se cuenta con un equipo Gammacell modelo 220 Excel, el cual cuenta con una fuente de radiación de cobalto 60, y una tasa de dosis de 0.9 Gy/segundo, la dosis de radiación se controlará en base al tiempo de exposición de cada muestra, y se dejará una muestra sin irradiar en cada experimento como referencia. Por último, se caracterizarán las muestras con espectroscopia Raman, espectroscopía infrarroja, espectroscopía de electrones por rayos X (XPS), microscopía de transmisión electrónica (TEM), y para observar el efecto de las condiciones de crecimiento sobre las películas de carbono formadas, y el efecto de la radiación gamma sobre las fases de carbono formadas.