CNT製造において、熱エネルギーを最大限に活用する方法
カーボンナノチューブを成長させる際、温度は非常に重要です。しかし問題点があります。ウェーハを加熱するだけで、そのエネルギーがチャンバーの壁に逃げてしまうと、結局お金を無駄にしてしまうことになります。
だからこそ、私たちは金でコーティングされた反射板を使用します。赤外線エネルギーをウェーハに直接当てるようにするのです。つまり、電力を増やす必要なく、より高い熱密度を得ることができるのです。これは効率的な方法です。
なぜ金か？
磨かれたアルミニウムを使った装置もよく見かけますが、アルミニウムはエネルギーを過剰に吸収してしまいます。一方、金は違います。機械を見栄え良くするためではなく、エネルギーの反射という物理的原理を利用しているのです。金の表面は、放射エネルギーをウェーハに直接戻すのです。その結果、電力を増やすことなく、より高い熱密度を得ることができます。これはとても効率的です。
寒い部分の対処法
材料だけでなく、形状も重要です。私たちは反射板を曲げて、エネルギーを集中させます。もしフラックスの分布が不均一だと、寒い部分ができてしまいます。そして、寒い部分があると、CNTの成長も不均一になります。ウェーハを見ると、管が密に集まっている部分と、ほとんど何もない部分があります。これは理想的ではありません。
ただし、金は高価で、コーティングも非常に薄いです。ですから、扱う際には注意が必要です。研磨剤を使って表面を傷つけてしまうと、エネルギーが散乱してしまい、効率が低下します。優しく扱う必要があります。
全体をまとめる
配線を行う際には、「実質的なワット数」を考慮しましょう。放射エネルギーが非常に集中しているため、1kWの出力でも、表面温度としては1.5kWのように感じられます。これは大きな利点です。ただし、PIDコントローラーの設定を調整する必要があります。この追加の効率を考慮しないと、目標温度を超えてしまい、ウェーハが壊れてしまう可能性があります。