CNT 제조를 위한 적절한 열 공급 방법
탄소나노튜브를 만들 때는 엄청난 양의 열이 필요합니다. 그리고 그 열은 웨이퍼 표면에 정확하게 전달되어야 합니다. 만약 그 에너지가 챔버의 벽으로 빠져나간다면, 결국 돈과 시간을 낭비하는 셈입니다.
그래서 우리는 금으로 코팅된 반사체를 사용합니다. 듣기에는 복잡해 보이지만, 목적은 간단합니다. 바로 모든 와트의 에너지가 실제로 기판에 전달되도록 하는 것입니다.
왜 금일까?
대부분의 사람들은 알루미늄 반사체를 사용합니다. 물론 흔한 재료이긴 하지만, 문제는 알루미늄이 단파 적외선을 처리할 때 너무 많은 에너지를 흡수하고 산란시킨다는 점입니다. 금은 다릅니다. 적외선을 반사하는 데 있어서 매우 효과적입니다. 챔버 내부를 금으로 코팅함으로써, 열을 다시 웨이퍼 쪽으로 반사시킬 수 있습니다. 이렇게 하면 에너지가 집중되어, 더 빠르게 원하는 온도에 도달할 수 있으며, 열도 제자리에 머물게 됩니다.
단순한 출력보다는 밀도가 중요합니다
와트 수를 높인다고 해서 단순히 “뜨거운 상태”만을 원하는 것은 아닙니다. 중요한 것은 에너지의 밀도입니다. 금 반사체를 사용하면 그 에너지를 집중시킬 수 있습니다. 이는 큰 장점입니다. 왜냐하면 CNT가 성장하는 데 필요한 활성화 에너지를 충분히 공급할 수 있으면서도, 램프가 과열되어 일찍 손상될 위험을 줄일 수 있기 때문입니다.
하지만 단점도 있습니다. 열이 너무 집중되므로, 설치 과정에서 매우 세심해야 합니다. 웨이퍼가 몇 밀리미터만 잘못 위치해도 표면에 불균일한 성장이 발생할 수 있습니다. 그러므로 마운팅 장비도 정확해야 합니다.
타협점
물론 금도 완벽하지는 않습니다. 금은 부드러운 재료입니다. 만약 연마제를 사용해 표면을 닦는다면, 표면이 손상될 것입니다. 한 번의 작은 긁힘만으로도 방사능 필드에 “차가운 지점”이 생기게 되고, 그로 인해 모든 것이 엉망이 됩니다.
그래서 우리는 항상 비접촉식 청소 방법을 사용하라고 권합니다. 금 표면을 깨끗하게 유지하고 적절한 광학 장비를 사용한다면, 시스템에 투입된 각 킬로와트당 훨씬 더 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.