
我们为何选择红外线加热来生长碳纳米管
如果您曾经从事过碳纳米管的制造工作,那么您一定知道其中存在的难题。必须确保加热效果精确无误——不能只是“差不多”,而必须是精确的数值,否则整个批次的产品都会报废。长期以来,人们一直使用那些巨大的电阻式炉子来加热。但说实话,这种炉子非常耗能。一半的电能都用来加热那个巨大的金属箱以及箱内的空气,而基材本身却几乎感受不到任何热量。
这就是为什么我们转而使用短波红外线加热的原因。
将热量精准地传递到需要的地方
红外线加热的优点在于它不需要考虑空气的影响。它可以直接将辐射能量传递到目标物体上。速度极快。
这样一来,我们就无需等待整个腔体被加热,可以立即达到所需的温度。这样就不必浪费大量的电能来维持房间的温度了。能量被精确地传递到碳纳米管生长的位置,而不会浪费在其他地方。
我们所使用的设备
我们继续使用石英-卤素灯。因为它们能够承受高温带来的压力。当温度需要快速变化时,便宜的材料就会破裂,而石英则不会。此外,卤素灯还能防止灯丝蒸发,因此使用寿命更长。
我们还尽量缩小设备的体积,以保持洁净室的整洁。
我们特意选择短波红外线,因为中波或长波的红外线无法像短波那样深入基材内部。如果做不到这一点,那么晶圆上就会出现“热点”,这对碳纳米管的排列来说是个大问题。
实际生产中的挑战
从环保的角度来看,这是一种不错的做法。因为减少了能量浪费,整个生产流程也更加高效。不过,这些红外线加热器会释放出大量的热量。如果冷却系统不够完善,或者隔热措施不到位,那么传感器和电线很快就会被烧毁。虽然能源消耗减少了,但必须严格管理热量,否则只会让设备更快损坏。