청결을 유지하기: CNT 제조에서 클래스 100 표준 달성하기
만약 탄소나노튜브를 다루어본 적이 있다면 그 어려움을 잘 알 것입니다. 아주 작은 먼지 한 톨이나 불순물이 있기만 해도 전체 제조 과정이 망가질 수 있습니다. 열이 필요하지만, 그 열도 극도로 깨끗한 상태여야 합니다.
그래서 우리는 고순도의 석영 인파라레드 램프를 사용합니다. 일반적인 가열 요소들은 가열되고 식을 때 입자가 떨어져 나오는 문제가 있습니다. 이는 오염의 원인이 됩니다. 하지만 석영관은 그런 문제가 없습니다.
오염 방지를 위한 노력
우리는 이 램프에 고순도의 융합된 규소를 사용합니다. 이는 매우 현명한 선택입니다. 왜냐하면 고온에서도 결정화되지 않기 때문에 금속으로 된 가열체에서 볼 수 있는 문제가 발생하지 않습니다. 또한 석영을 화학적으로 처리하여 클래스 100(ISO 5) 표준을 충족시킵니다.
접착제도 신중하게 선택해야 합니다. 여기서는 유기성 접착제나 저급한 접착제는 사용되지 않습니다. 대신 무기성 접착제를 사용합니다. 왜냐하면 열이 가해지는 순간 램프에서 휘발성 유기 화합물이 발생하는 것을 원치 않기 때문입니다.
열과 그에 따른 타협점
이 램프들은 단파장의 적외선을 사용합니다. 이 방식의 장점은 빠른 가열 속도입니다. 그래서 기판을 빠르게 가열할 수 있으며, 그 결과 CNT들이 극심한 열에 노출되는 시간이 줄어듭니다. 이렇게 하면 구조적 결함을 피할 수 있습니다.
하지만 문제는, 이렇게 집중된 에너지가 작은 공간에 모이면 문제가 생긴다는 것입니다. 냉각 시스템도 이에 버금가는 성능을 가져야 합니다. 만약 냉각 장치가 램프 끝부분의 열을 제대로 식히지 못한다면, 밀봉 부위가 손상될 수 있습니다. 이는 타협이 필요한 상황이지만, 반드시 계획을 세워야 합니다.
설치 방법
우리는 이 램프들을 기존 장비에 그대로 설치할 수 있도록 설계했습니다. 밀봉도 완벽하며, 전기 연결도 고진공 환경에 적합하게 설계되어 있습니다.
디자인도 간단하게 유지되어 있어, 챔버 내부 공간을 절약할 수 있습니다. 그 덕분에 기판 홀더나 가스 라인을 위한 공간이 더 생깁니다. 정밀한 PID 컨트롤러와 연동시키기만 하면 됩니다. 온도를 정확하게 조절할 수 있다면, 나노튜브의 직경과 순도도 항상 일관될 것입니다.