
如何充分利用热量来制造碳纳米管
在培养碳纳米管的过程中,温度起着至关重要的作用。但问题在于:如果只是简单地对晶圆加热,而让能量散失到腔体壁面上,那其实就是浪费金钱。
因此,我们使用镀金反射器。这样,所有的红外能量都能直接作用于晶圆上,而不是被墙壁吸收。
为什么要用黄金呢?
虽然有很多装置使用的是经过抛光的铝合金,但这种材料会吸收过多的能量。而黄金则不同。使用黄金并非为了让设备看起来更漂亮,而是出于物理原理上的考虑——黄金表面可以将辐射能量直接反射回晶圆上。这样一来,就不需要提高电源的功率,就能获得更高的热密度。效率自然也就更高了。
如何解决冷点问题
除了材料之外,形状也很重要。我们会将反射器设计成弯曲的形状,以便更好地集中能量。如果能量分布不均,就会出现冷点,从而导致碳纳米管的生长不均匀。你会看到有些区域的碳纳米管密度很高,而另一些区域则几乎没有任何碳纳米管。这显然不是理想的情况。
不过,黄金的价格很高,而且其涂层也非常薄。因此,在处理时必须格外小心。如果使用研磨工具擦拭表面,就可能会划伤表面,从而导致能量散射,降低效率。请务必轻柔对待这些反射器。
总结
在安装设备时,要考虑到“有效瓦特数”。由于辐射能量被高度集中,1千瓦的功率实际上可以产生相当于1.5千瓦的效应。当然,你还需要调整PID控制器。如果不考虑这种额外的效率提升,就有可能超过目标温度,从而损坏晶圆。