হট ফিলামেন্ট সিভিডি হলো কম চাপে হীরা উৎপাদনের প্রাচীনতম এবং সবচেয়ে জনপ্রিয় পদ্ধতি। ১৯৮২ সালে মাতসুমোতো ও তার সহযোগীরা একটি রিফ্র্যাক্টরি ধাতব ফিলামেন্টকে ২০০০°C-এর বেশি তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করেন, যে তাপমাত্রায় ফিলামেন্টের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত H2 গ্যাস সহজেই হাইড্রোজেন পরমাণু তৈরি করে। হাইড্রোকার্বন পাইরোলাইসিসের সময় পারমাণবিক হাইড্রোজেনের উৎপাদন হীরার ফিল্ম জমার হার বাড়িয়ে দেয়। হীরা বেছে বেছে জমা হয় এবং গ্রাফাইট গঠন বাধাগ্রস্ত হয়, যার ফলে হীরার ফিল্ম জমার হার প্রতি ঘন্টায় মিলিমিটারের ক্রমে পৌঁছায়, যা শিল্পে সাধারণত ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলোর জন্য একটি অত্যন্ত উচ্চ জমার হার। এইচএফসিভিডি বিভিন্ন ধরনের কার্বন উৎস, যেমন মিথেন, প্রোপেন, অ্যাসিটিলিন এবং অন্যান্য হাইড্রোকার্বন, এমনকি কিছু অক্সিজেনযুক্ত হাইড্রোকার্বন, যেমন অ্যাসিটোন, ইথানল এবং মিথানল ব্যবহার করে করা যেতে পারে। অক্সিজেনযুক্ত গ্রুপ যোগ করলে হীরা জমার জন্য তাপমাত্রার পরিসর বিস্তৃত হয়।
সাধারণ HFCVD সিস্টেম ছাড়াও, এই সিস্টেমে বেশ কিছু পরিবর্তন আনা হয়েছে। এর মধ্যে সবচেয়ে প্রচলিত হলো একটি সম্মিলিত ডিসি প্লাজমা এবং HFCVD সিস্টেম। এই সিস্টেমে, সাবস্ট্রেট এবং ফিলামেন্টে একটি বায়াস ভোল্টেজ প্রয়োগ করা যায়। সাবস্ট্রেটে একটি স্থির ধনাত্মক বায়াস এবং ফিলামেন্টে একটি নির্দিষ্ট ঋণাত্মক বায়াস প্রয়োগের ফলে ইলেকট্রন সাবস্ট্রেটকে আঘাত করে, যা পৃষ্ঠের হাইড্রোজেনকে অপশোষিত হতে সাহায্য করে। এই অপসারণের ফলে ডায়মন্ড ফিল্মের জমা হওয়ার হার বৃদ্ধি পায় (প্রায় ১০ মিমি/ঘণ্টা), এই কৌশলটি ইলেকট্রন-সহায়ক HFCVD নামে পরিচিত। যখন বায়াস ভোল্টেজ একটি স্থিতিশীল প্লাজমা ডিসচার্জ তৈরি করার জন্য যথেষ্ট বেশি হয়, তখন H2 এবং হাইড্রোকার্বনের বিয়োজন নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়, যা শেষ পর্যন্ত বৃদ্ধির হার বাড়িয়ে দেয়। যখন বায়াসের পোলারিটি উল্টে দেওয়া হয় (সাবস্ট্রেটকে ঋণাত্মক বায়াস দেওয়া হয়), তখন সাবস্ট্রেটে আয়নের আঘাত ঘটে, যার ফলে অ-ডায়মন্ড সাবস্ট্রেটে ডায়মন্ড নিউক্লিয়েশন বৃদ্ধি পায়। আরেকটি পরিবর্তন হলো, সুষম অধঃক্ষেপণ এবং ফলস্বরূপ একটি বৃহৎ এলাকা জুড়ে ডায়মন্ড ফিল্ম তৈরির জন্য একটিমাত্র উত্তপ্ত ফিলামেন্টের পরিবর্তে কয়েকটি ভিন্ন ভিন্ন ফিলামেন্ট ব্যবহার করা। HFCVD-এর অসুবিধা হলো, ফিলামেন্টের তাপীয় বাষ্পীভবনের ফলে ডায়মন্ড ফিল্মে দূষক পদার্থ তৈরি হতে পারে।
(2) মাইক্রোওয়েভ প্লাজমা সিভিডি (MWCVD)
১৯৭০-এর দশকে বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেন যে ডিসি প্লাজমা ব্যবহার করে পারমাণবিক হাইড্রোজেনের ঘনত্ব বাড়ানো যেতে পারে। ফলস্বরূপ, H2-কে পারমাণবিক হাইড্রোজেনে বিভক্ত করে এবং কার্বন-ভিত্তিক পারমাণবিক গ্রুপগুলিকে সক্রিয় করার মাধ্যমে ডায়মন্ড ফিল্মের গঠন ত্বরান্বিত করার জন্য প্লাজমা আরেকটি পদ্ধতি হয়ে ওঠে। ডিসি প্লাজমা ছাড়াও, আরও দুই ধরনের প্লাজমাও মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। মাইক্রোওয়েভ প্লাজমা সিভিডির এক্সাইটেশন ফ্রিকোয়েন্সি হলো ২.৪৫ গিগাহার্টজ এবং আরএফ প্লাজমা সিভিডির এক্সাইটেশন ফ্রিকোয়েন্সি হলো ১৩.৫৬ মেগাহার্টজ। মাইক্রোওয়েভ প্লাজমা এই কারণে অনন্য যে, মাইক্রোওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সি ইলেকট্রনের কম্পন সৃষ্টি করে। যখন ইলেকট্রন গ্যাসের পরমাণু বা অণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়, তখন একটি উচ্চ বিয়োজন হার তৈরি হয়। মাইক্রোওয়েভ প্লাজমাকে প্রায়শই "উষ্ণ" ইলেকট্রন, "শীতল" আয়ন এবং নিরপেক্ষ কণাযুক্ত পদার্থ হিসাবে উল্লেখ করা হয়। পাতলা ফিল্ম জমার সময়, মাইক্রোওয়েভ একটি জানালার মাধ্যমে প্লাজমা-এনহ্যান্সড সিভিডি সিন্থেসিস চেম্বারে প্রবেশ করে। লুমিনেসেন্ট প্লাজমা সাধারণত গোলাকার আকৃতির হয় এবং মাইক্রোওয়েভ শক্তির সাথে গোলকের আকার বৃদ্ধি পায়। প্রতিপ্রভ অঞ্চলের এক কোণে একটি সাবস্ট্রেটের উপর ডায়মন্ডের পাতলা ফিল্ম তৈরি করা হয়, এবং সাবস্ট্রেটটির প্রতিপ্রভ অঞ্চলের সাথে সরাসরি সংস্পর্শে থাকার প্রয়োজন নেই।
–এই নিবন্ধটি প্রকাশ করেছেভ্যাকুয়াম কোটিং মেশিন প্রস্তুতকারকগুয়াংডং জেনহুয়া
পোস্ট করার সময়: জুন-১৯-২০২৪