Přestaňte zahřívat zařízení a začněte zahřívat substrát
Pokud jste někdy pracovali s uhlíkovými nanotrubicemi (CNT), víte, jaké to je s teplem. Většina lidí prostě všechno dá do běžné trouby, ale to je v podstatě stejné jako se snažit ohřát jednu plátek pizzy tím, že ohřejeme celou kuchyni.
Je to plýtvání energií. Ještě horší je, že se tak vnitřek vašich polovodičových nástrojů promění v pece. Nikdo nechce pracovat v zařízení, jehož stěny jsou natolik horké, že by vás mohly spálit – jen proto, že potřebujete, aby substrát dosáhl určité teploty.
Proto jsme přešli na směrové infračervené zahřívání.
Jak to vlastně funguje
Představte si to jako baterku místo topného zařízení. Zatímco konvekce prostě posouvá horký vzduch všude kolem, infračervené lampy vysílají elektromagnetické záření v přímé linii.
Tuto energii namíříme přímo do oblasti růstu CNT. Teplo dopadne na cíl a zůstane tam. Jelikož stěny zařízení nejsou v „linii vidu“ lampy, zůstávají chladné. Máte tak intenzivní teplo potřebné pro chemické vypalování (CVD), aniž by se celá laboratoř proměnila v saunu.
Složitá část: Vyvážení výkonu
Když pracujete s vysokovýkonovými infračervenými lampami, situace se zkomplikuje. Do malé oblasti se totiž dostává velké množství energie.
Používáme krátkovlnné emitory, protože ty rychle proniknou do substrátu. Tím se zabrání tomu, aby se teplo „vsáklo“ do rámu zařízení. Všechno záleží na geometrii – je potřeba vypočítat přesný bod soustředění, aby teplo šlo přesně tam, kam má.
Ale nemůžete prostě nastavit výkon na maximum. Pokud do malé oblasti přivedete příliš mnoho wattů, může dojít k poškození držáku substrátu nebo k poškození samotné lampy. Musíte se ujistit, že vaše chladicí systémy dokážou snést tento zátěž – jinak se teplo začne šířit tam, kam nemá.
Proč to usnadňuje práci
Nejlepší na tom je, že vaše pracovní prostředí přestává být nebezpečné. Když stěny nevyzařují teplo, mohou operátoři dovnitř vstoupit a provádět údržbu nebo nakládat desky bez toho, aby museli bojovat s okolní teplotou. Je to prostě… zvládnutelné.
Kromě toho vám to umožňuje lepší kontrolu, než kdybyste použili troubu. Můžete upravovat teplotu substrátu, aniž byste se museli starat o to, co se děje se stěnami komory. To je tajemství dosažení konzistentního růstu CNT na celé desce.