Die richtige Wärme für das Wachstum von Kohlenstoffnanoröhren
Beim Wachsen von Kohlenstoffnanoröhren ist es leicht, sich nur auf die Leistung der Heizquellen zu konzentrieren. Doch dabei wird oft übersehen, dass es nicht darauf ankommt, wie viel Energie ins System geleitet wird – solange diese Energie nicht tatsächlich beim Wafer ankommt. Man braucht also keine höhere Leistung, sondern eine bessere Methode, um die Energie gezielt abzulenken.
Deshalb verwenden wir reflektierende Oberflächen aus Gold. Dadurch wird die Verschwendung von Energie vermieden.
Warum Gold?
Wenn man Standard-Quarzheizer verwendet, geht eine Menge Energie an die Wände des Vakuumraums verloren. Das ist im Grunde genommen wie das Erwärmen eines Raumes mit offenem Fenster. Wir ersetzen diese Heizer durch Beschichtungen aus hochreinem Gold. Warum? Weil Gold Infrarotstrahlen hervorragend zurückwerfen kann. Es ist dabei deutlich effektiver als Aluminium oder poliertes Stahl. Dadurch werden die Photonen direkt auf den Wafer gelenkt. Die Energie konzentriert sich somit besser. Zudem muss das Kühlsystem weniger arbeiten – und man erreicht die notwendigen Wachstumstemperaturen viel schneller.
Die Auswürfe (Und worauf man achten muss)
Man kann einfach keinen Reflektor einsetzen und schon ist alles in Ordnung. Man muss die Leistung der Heizquelle der Form des Reflektors anpassen. Wir verwenden in der Regel Kurzwell-Infrarotquellen. Diese können besser durch die Gasphase dringen und greifen somit effektiver auf das Wafernmaterial ein.
Aber Vorsicht: Man muss besonders auf die Ausrichtung achten. Da Gold die Wärme so gut konzentriert, kann bereits eine kleine Veränderung in der Position der Heizquelle zu Hotspots führen. Plötzlich hat man „verbrannte“ Bereiche auf dem Wafer. Stellen Sie sicher, dass die Befestigungen fest sind – es darf keine Spielräume geben.
Die Vorteile
Der größte Vorteil ist, dass man mit viel weniger Leistung die gewünschten Temperaturen erreichen kann. Dadurch sinken die Stromkosten, und das Gerät läuft kühler. Zudem wird verhindert, dass der Vakuumraum thermisch unruhig wird – dadurch bleibt die Umgebung stabil. Halten Sie die goldenen Oberflächen sauber. Ein wenig Staub oder Oxidation kann die Reflexionsfähigkeit beeinträchtigen und somit die Wärmestrahlung verringern. Wenn alles sauber bleibt, funktioniert alles einwandfrei.