Как сохранить чистоту при производстве углеродных нанотрубок
Если вы когда-либо работали в чистой комнате класса 100, вы знаете, с какими трудностями приходится сталкиваться. Одна-единственная пылинка может испортить всю партию углеродных нанотрубок. Это действительно раздражает.
Проблема часто заключается в нагревательных элементах. Большинство из них нестабильны: они отслаиваются или начинают выделять газы именно тогда, когда нужна их стабильность. Мы решили эту проблему, используя инфракрасные лампы из высокочистого кварца. Никаких проблем, никаких отслаиваний — только чистое тепло.
Секрет заключается в самом кварце.
Большинство промышленных ламп используют кварц, который при нагревании начинает выделять ионы или газы. Но не эти лампы. Мы используем спеченный кремний с минимальным содержанием примесей. Кварцевая оболочка выполняет роль защитного слоя: она предотвращает попадание тунгстеновой нитьи в атмосферу чистильной камеры.
Тепло доставляется именно туда, где это необходимо.
При производстве углеродных нанотрубок важно контролировать температуру. Нельзя просто нагревать всю комнату. Наши лампы используют инфракрасное излучение высокой интенсивности. Это позволяет быстро достичь нужной температуры, но тепло остается локализованным на поверхности подложки. Таким образом нет потерь энергии на нагрев воздуха вокруг подложки.
Но есть одно важное предупреждение: эти лампы предназначены для работы при высокой температуре. Поэтому они плохо переносят резкие изменения температуры. Если использовать жидкостное охлаждение или резкое снижение температуры, лампы могут треснуть. Обязательно убедитесь, что контроллеры температуры настроены так, чтобы температура снижалась плавно.
Никакого клея, никаких примесей, никаких неожиданностей.
Мы убрали все лишнее. Никаких клеев, никаких органических покрытий, которые могут загрязнять воздух. Вместо этого мы используем механические уплотнители и высококачественные сплавы.
Когда лампы подключаются к устройству, их выходная мощность остается стабильной. Это очень важно — таким образом катализаторы на подложке активируются равномерно. Нет «горячих точек», нет странных размеров трубок, и, конечно же, нет образования аморфного углерода. Только чистый и стабильный процесс роста углеродных нанотрубок.