クリーンな環境を維持する：CNT製造におけるクラス100の基準を達成する
もし炭素ナノチューブの製造に携わったことがあるなら、その難しさはよくわかるでしょう。ほんの少しのほこりやガスが混入するだけで、全体の製造プロセスが台無しになってしまいます。加熱は必要ですが、その際には極めてクリーンな環境が求められます。 そのため、私たちは高純度の石英を使った赤外線ランプを採用しました。一般的な加熱要素は、加熱・冷却の際に粒子が剥がれ落ちるという問題があります。これは汚染の原因となります。しかし、私たちの石英製ランプではそういうことは起こりません。
汚染との戦い
これらのランプには高純度の融結石英が使用されています。これは賢明な選択です。なぜなら、高温になっても結晶化しないため、金属製のヒーターのように粒子が剥がれ落ちることがないからです。また、石英を化学的に処理して、クラス100（ISO 5）の基準を満たすようにしています。 さらに、接着剤にもこだわっています。ここには有機系の接着剤や安価な接着剤は一切使用されていません。代わりに無機系の密封材が使用されています。なぜかというと、加熱を開始した瞬間にランプから揮発性有機化合物が放出されるのは避けたいからです。
加熱とそのトレードオフ
これらのランプは短波長の赤外線を利用します。これにより、基板を迅速に加熱できます。つまり、CNTが極端な高温状態に置かれる時間が短くなります。これにより、構造上の欠陥を防ぐことができます。 しかし、問題もあります。こんなに小さな空間に集中されたエネルギーは、冷却システムに大きな負担をかけます。もしヒートシンクがランプの端から熱を効果的に取り除けなければ、密封部が破壊されてしまいます。これは妥協点ですが、事前に対策を立てる必要があります。
設置方法
これらのランプは、既存の装置に簡単に取り付けられるように設計されています。密封性も高く、電気接続も高真空環境に適したものです。危険なアーク現象も起こりません。 設計もシンプルにしてあります。これにより、チャンバー内のスペースを節約でき、基板ホルダーやガスラインの配置にも余裕が生まれます。PIDコントローラーを正確に設定すれば、ナノチューブの直径や純度を常に一定に保つことができます。