Làm thế nào để tăng cường lượng nhiệt cung cấp cho quá trình tạo ra ống nano cacbon?
Nếu bạn đang cố gắng tạo ra ống nano cacbon trên các tấm silic, bạn chắc hẳn đã hiểu rõ những khó khăn mà mình phải đối mặt. Bạn cần một lượng năng lượng rất lớn, và lượng năng lượng này cần được tập trung chính xác vào vị trí cần thiết. Vấn đề là năng lượng có xu hướng bị rò rỉ ra ngoài.
Đó là lý do tại sao chúng tôi từ bỏ việc sử dụng các loại vật liệu phản chiếu thông thường và chuyển sang sử dụng lớp phủ bằng vàng. Trong trường hợp này, mỗi watt năng lượng đều rất quý giá.
Tại sao lại chọn vàng?
Hầu hết mọi người đều bắt đầu bằng việc sử dụng nhôm. Nhôm rẻ tiền, nhưng nó lại hấp thụ quá nhiều bức xạ hồng ngoại – tức là nó hấp thụ quá nhiều nhiệt lượng mà chúng ta muốn sử dụng.
Vàng thì khác. Nó có khả năng phản chiếu bức xạ hồng ngoại trở lại về phía tấm silic một cách hiệu quả. Bằng cách sử dụng lớp phủ vàng có độ tinh khiết cao, chúng ta có thể tăng lượng nhiệt cung cấp lên bề mặt tấm silic. Đó là một thay đổi đơn giản, nhưng nó giúp chúng ta đạt được nhiệt độ cần thiết nhanh hơn. Ngoài ra, chi phí điện cũng giảm xuống, vì chúng ta không phải lãng phí năng lượng để làm nóng các bộ phận khác của máy móc.
Vấn đề liên quan đến “vùng lạnh”
Vấn đề thực sự không chỉ nằm ở việc cung cấp nhiệt lượng, mà còn nằm ở việc đảm bảo rằng nhiệt lượng được phân bố đều trên bề mặt tấm silic. Nếu độ cong của lớp phản chiếu sai lệch vài milimét, bạn sẽ gặp rắc rối. Kết quả là sẽ có những “vùng lạnh” trên bề mặt tấm silic, khiến quá trình tạo ra ống nano cacbon diễn ra không đồng đều.
Hãy tưởng tượng rằng đó là một “không gian nhiệt”. Lớp vàng giúp giữ lại các photon, khiến chúng di chuyển qua lại giữa bộ phận gia nhiệt và tấm silic, cho đến khi toàn bộ khu vực đó trở nên rất nóng.
Những trade-off cần lưu ý
Khi chúng ta tập trung nhiệt lượng một cách mạnh mẽ như vậy, mọi thứ sẽ trở nên phức tạp hơn. Phương pháp này rất hiệu quả đối với tấm silic, nhưng nó lại gây áp lực lớn lên hệ thống làm mát. Nếu bạn tăng công suất máy mà không tăng cường hệ thống làm mát, bạn sẽ gặp rắc rối. Bạn có thể bị hỏng bộ phận phản chiếu hoặc các bộ phận khác của máy. Bạn cần đảm bảo rằng hệ thống làm mát có thể xử lý được lượng nhiệt không được chuyển vào tấm silic.
Chúng tôi thiết kế những bộ phận này sao cho chúng có thể được lắp vào các buồng CVD hiện có của bạn. Chỉ cần đảm bảo rằng chúng được lắp đặt chính xác thôi. Nếu trọng tâm của chúng không nằm chính giữa tấm silic, bạn chỉ đang làm nóng không khí mà thôi.