Tận dụng tối đa nhiệt lượng để phát triển carbon nanotube
Việc tạo ra các ống nano cacbon chủ yếu phụ thuộc vào việc cung cấp một lượng năng lượng nhiệt lớn vào đúng vị trí cần thiết – tức là trên bề mặt wafer.
Hầu hết các thiết bị hiện có đều lãng phí rất nhiều năng lượng chỉ để làm nóng các bức tường của lò nung. Điều này thật phiền phức. Để khắc phục vấn đề này, chúng tôi sử dụng các bộ phản xạ được phủ bằng vàng. Nghe có vẻ phức tạp, nhưng mục đích thì rất đơn giản: ngăn chặn việc lãng phí năng lượng và tập trung năng lượng vào đúng vị trí cần thiết.
Tại sao vàng lại quan trọng?
Hãy nghĩ về một chiếc đèn quartz thông thường: nó phát ra nhiệt lượng theo mọi hướng. Trong các thiết bị tạo carbon nanotube, một nửa năng lượng bị lãng phí ngay khi bạn bật công tắc. Chúng tôi sử dụng vàng có độ tinh khiết cao vì nó có khả năng phản xạ hơn 98% ánh sáng hồng ngoại. Nhờ đó, máy sưởi trở thành một nguồn nhiệt được tập trung vào một điểm cụ thể. Bằng cách này, bạn có thể tạo ra dòng nhiệt mạnh hơn trên bề mặt wafer mà không cần tăng công suất tổng thể của máy. Bạn sẽ có được lượng nhiệt cần thiết ngay tại vị trí cần thiết.
Cân bằng giữa công suất và nhiệt lượng
Đây là phần khó nhất. Bạn muốn sử dụng các thiết bị có công suất cao để tăng nhiệt lượng nhanh chóng – điều này rất cần thiết trong một số quy trình tổng hợp. Nhưng việc tập trung quá nhiều năng lượng lại gây ra áp lực nhiệt lớn. Nếu bạn sử dụng các thiết bị có mật độ cao, bạn cần đảm bảo rằng hệ thống làm mát của thiết bị có thể xử lý được lượng nhiệt dư thừa. Nếu không, các bộ phận điều khiển của thiết bị có thể bị hỏng. Đây là một vấn đề cần được cân nhắc kỹ lưỡng.
Thiết kế thực tế
Chúng tôi đã thiết kế các thiết bị này sao cho chúng có thể được lắp đặt ngay vào các buồng CVD hiện có. Nhưng có một điểm cần lưu ý: các bề mặt được phủ vàng này rất nhạy cảm. Nếu có chút dầu hoặc bụi bám vào bề mặt phản xạ, chúng sẽ bị đốt cháy ngay trong vài lần sử dụng đầu tiên. Điều này sẽ tạo ra những “vùng tối” trên bề mặt wafer, khiến bề mặt wafer không đều. Độ chính xác là yếu tố quan trọng nhất ở đây.