Lazer destekli kimyasal buhar depozisyon (LCVD), yarı
iletkenlerin, metallerin ve dielektriklerin çeşitli substratlar üzerinde
çökelmesini sağlayan bir metottur.
Klasik kimyasal buhar depozisupn metoduna kıyasla, lazer
destekli kimyasal buhar depozisyon, birkaç mikrometre mekansal çözünürlüğe
sahip, substratta daha düşük termal yük, maske imalatı ve izleyen litografik
işleme adımlarına ihtiyaç duymayan seçicilik gibi yönlerden daha tercih edilen
bir depozisyon yöntemidir. Ayrıca, substrat üzerindeki lazer gücü ile indüklenen
sıcaklık, biriken katman morfolojisinin hızlı bir şekilde (saniyenin kesirleri)
kontrol edilmesini sağlar.
LCVD yöntemi, kimya billimi, lazer teknikleri ve optik
yöntemlerin bir kombinasyonudur; prosesin başarısı, bu farklı alanların tümünün
doğru bir şekilde birleştirilmesiyle sağlanır.
LCVD, geleneksel CVD prosesleriyle gerçekleştirilmesi zor
veya imkansız olan düzlemsel ve düzlemsel olmayan yapıların üretimini mümkün
kılar. Kimyasal reaksiyonun lazer demeti tarafından nasıl yönlendirildiği ile
ilgili olarak LCVD iki temel mekanizma ile gerçekleşir; pirolitik ve fotolitik
depozisyon.
Pirolitik LCVD'de öncül buhardaki moleküller lazer
fotonlarını absorbe etmez, ancak odaklanan lazer spotundaki substratın yerel(lokal)
olarak ısıtılması kimyasal reaksiyonu termal olarak başlatır.
Fotolitik LCVD'de lazer demetinin fotonları direkt olarak
gaz molekülleri tarafından absorbe edilir ve kimyasal bağlar kırılır. Fotoliz,
öncül ve foton enerjisinin seçimine bağlı olarak, tek-foton veya çoklu-foton prosesiyle
gerçekleşir.
Şekilde, karbon nanotüpleri (CNT) için lazer destekli
büyümenin genel bir şeması ve birkaç çeşitlemesi gösterilmiştir. CNT sentezi
için gerekli termal enerjiyi sağlayan lazer kaynağı substrat üzerine, üst
taraftan veya alt taraftan yönlendirilebilir. Katalizör öncüller gaz fazla
verilir, ancak substrat da katalizör içerebilir. Proses birkaç sensörle
(prometre, Raman, v.s.) izlenebilir. Lazer destekli sentezde nanotüp büyümesi
için üç ana unsur, katalizör ve substrat, gaz, ve termal enerjidir. Ayrıca,
lazer kaynağının etkisi (dalga boyu, güç ve lazer tipi) de büyüme kinetiğini
etkileyebilir.
Lazer destekli kimyasal buhar depozisyon
için genel bir düzenek
