化学気相成長法（CVD）は、薄膜やナノ材料の合成において、材料科学分野で広く用いられている方法である。これは、制御された条件下、通常は真空チャンバー内の高温で、気体状の前駆体を基板上で化学反応させるものである。この技術は2次元材料の製造に特に有効で、相補型金属-酸化膜-半導体（CMOS）技術の製造を含む半導体製造に応用されている。
プロセスの詳細
CVDでは、前駆体材料は蒸気の形で反応室に導入され、基板上で反応または分解する。この反応は熱によって促進され、熱は基板に直接加えることも、チャンバーの壁を通して間接的に加えることもできる。前駆体ガスの選択と反応条件（温度、圧力、ガス流量）は、蒸着材料の特性を決定する上で非常に重要である。CVDのバリエーション
CVDにはいくつかの種類があり、それぞれが特定の要件や材料に合わせて調整されている。例えば、低圧CVD（LPCVD）は、圧力を下げることで成膜の均一性を高めます。プラズマエンハンストCVD（PECVD）は、前駆体ガスを活性化するためにプラズマを使用し、成膜温度を下げることができる。その他にも、大気圧CVD、ホットウォールCVD、コールドウォールCVD、フォトアシストCVD、レーザーアシストCVDなどがあり、それぞれ用途に応じて独自の利点がある。
ナノ材料への応用
CVDは、フラーレン、カーボンナノチューブ（CNT）、カーボンナノファイバー（CNF）、グラフェンなどの炭素系ナノ材料の合成に広く利用されている。これらの材料は、エレクトロニクス、エネルギー貯蔵、複合材料などさまざまな分野で極めて重要である。例えば、CVDによって製造される2次元材料であるグラフェンは、その卓越した電気伝導性、熱伝導性、機械的強度、透明性が評価されている。課題と開発
CVDは強力な技術であるが、特に小規模の研究グループや新興企業にとってはコストがかかる。これに対処するため、CVDシステムのオープンソース設計が開発され、この技術をより身近なものにしている。さらに、高いエネルギーコストや低融点ポリマーへの材料堆積の困難さなど、CVDの熱的制約も現在進行中の研究開発分野である。
