Zu den wichtigsten Methoden für die Synthese von Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) gehören die Laserablation, die Bogenentladung und die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), wobei CVD in kommerziellen Anwendungen am weitesten verbreitet ist. Innerhalb der CVD-Techniken wird die plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) hervorgehoben, da sie die Synthese hochwertiger CNTs bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht, was für die Integration in verschiedene Substrate und elektronische Geräte von Vorteil ist. Darüber hinaus besteht ein wachsendes Interesse an der Verwendung von umweltfreundlichen oder abfallhaltigen Rohstoffen wie Kohlendioxid, das durch Elektrolyse in geschmolzenen Salzen und Methanpyrolyse aufgefangen wird, zur Herstellung von CNTs, auch wenn es nach wie vor Bedenken hinsichtlich der Qualität des hergestellten Materials gibt.
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD):
CVD ist aufgrund seiner Skalierbarkeit und der Möglichkeit, die Eigenschaften der Nanoröhren zu steuern, eine weit verbreitete Technik zur Synthese von CNT. Bei diesem Verfahren wird ein Substrat mit einem Katalysator beschichtet, und ein kohlenstoffhaltiges Gas wird in die Reaktionskammer eingeleitet. Das Gas zersetzt sich an der Katalysatoroberfläche, und die Kohlenstoffatome bilden Nanoröhren. Die Wachstumsbedingungen wie Temperatur, Druck und Gasdurchsatz können so eingestellt werden, dass sie die Qualität und die Eigenschaften der CNTs beeinflussen.Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD):
PECVD ist eine Variante der CVD, bei der ein Plasma zur Verstärkung der chemischen Reaktionen bei niedrigeren Temperaturen eingesetzt wird. Diese Technologie eignet sich besonders für die Abscheidung von CNT auf temperaturempfindlichen Substraten wie Glas, die andernfalls bei den für die herkömmliche CVD erforderlichen hohen Temperaturen beschädigt würden. Der Einsatz von Plasma ermöglicht die Abscheidung hochwertiger CNTs bei Temperaturen unter 400 °C und eignet sich damit für Anwendungen in der Nanoelektronik, bei denen eine Verarbeitung bei niedrigen Temperaturen unerlässlich ist.
Grüne Rohstoffe und Abfallstoffe:
