Jak uzyskać większą ilość ciepła podczas wytwarzania nanorurek węglowych?
Jeśli hodujesz nanorurki węglowe na płytkach krzemowych, doskonale wiesz, z jakimi trudnościami się borykasz. Potrzebna jest ogromna ilość energii cieplnej, a ta musi być skoncentrowana dokładnie tam, gdzie to konieczne. Problem polega na tym, że energia łatwo ucieka.
Dlatego przestaliśmy używać standardowych reflektorów i zamiast tego zaczęliśmy stosować powłoki złota. W takim układzie każdy wat energii jest niezwykle cenny.
Dlaczego złoto?
Większość ludzi zaczyna od aluminium – jest tanie, ale przyjmuje nadmierną ilość promieniowania podczerwonego, co oznacza, że pochłania zbyt dużo ciepła, które chcemy wykorzystać. Złoto jest zupełnie inne – doskonale odbija promieniowanie podczerwone z powrotem na płytkę krzemową. Dzięki użyciu powłoki złota o wysokiej czystości możemy dostarczyć więcej ciepła na jeden centymetr kwadratowy powierzchni. To prosta zmiana, ale sprawia, że szybciej osiągniemy wymagane temperatury. Ponadto rachunki za prąd pozostają niskie, ponieważ nie marnujemy energii na ogrzewanie elementów urządzenia.
Walka z „zimnymi punktami”
Prawdziwy problem polega nie tylko na dostarczeniu ciepła na właściwe miejsce, ale także na zapewnieniu jego równomiernego rozproszenia. Jeśli krzywa reflektora jest odchylna choćby o kilka milimetrów, masz kłopoty. Na płytki krzemowej pojawią się „zimne punkty”, co oznacza, że wzrost nanorurek będzie nieujednolicony.
Można to porównać do tworzenia „termicznej komory”. Warstwa złota zatrzymuje fotony, odbijając je między grzałką a podłożem, aż cała struktura stanie się bardzo gorąca.
Kompromisy i problemy
Kiedy skupiamy tyle ciepła, sytuacja staje się intensywna. To świetne rozwiązanie dla płytek krzemowych, ale powoduje dużą obciążenie układów chłodzenia. Jeśli zwiększasz moc grzałki, nie wzmacniając jednocześnie układów chłodzenia, możesz mieć problemy. Może dojść do uszkodzenia obudowy reflektora lub samej żarówki. Musisz upewnić się, że Twój układ chłodzenia jest w stanie poradzić sobie z ciepłem, które nie trafia na płytkę krzemową.
Te elementy zostały zaprojektowane tak, aby pasowały do istniejących komór CVD. Upewnij się tylko, że ich ustawienie jest dokładne. Jeśli punkt ogniskowania nie znajduje się dokładnie w środku płytki krzemowej, po prostu ogrzewasz powietrze.