Endelig er der sort magi i rentrummet! Vores CVD system til nanorør og grafen er online, og de første resultater ser gode ud!

Efter måneder med installation af gasledninger, gennemgang af sikkerhedsprotokoller og -installationer, og acceptance test kom der sidste uge endelig hul igennem.

Vores lækre pådampning/dyrknings system til kulstofmaterialer, meget passende kaldet "Black Magic" fra producenten Aixtron, er installeret og kører som smurt. Det er rent ud et fantastisk stykke udstyr, med et uhørt nemt og brugervenligt brugergrænseflade, og den specielle "showerhead" der gør at kulstofgasserne bliver jævnt fordelt.

Her er et par billeder af dyret, samt nogle af de allerførste, hurtige TEM (transmission elektron mikroskop) billeder af resultaterne. Der er både de "tykke" multi-skal nanorør samt de 1-4 nm tynde enkelt lag nanorør, kørt med to forskellige opskrifter.

For lige at bakke et par meter op af indkørslen.

Vi investerede sidste år en ikke helt lille sum i at købe det første seriøse fabrikationsværktøj til grafen og nanorør. Med "seriøst" mener vi at det er tilstrækkeligt gennemarbejdet og designet til at kunne lave fuldstændigt reproducerbare opskrifter, og er dermed "voksent" nok til at kunne spille sammen med alt det andet avancerede isenkram i DTU Danchips rentrum.

Vi vil det her. Vi vil det nok til ikke bare at hive pengene op af lommen og installere apparatet nu, istedet for at vente på at en instrumentbevilling går igennem.

Instrumentet selv er et CVD system - Chemical Vapor Deposition - som i bund og grund er en et kammer hvor f.eks. en silicium skive kan varmes op til temperaturer op til 600-1000 C afhængigt af hvad der skal dyrkes. Materialet kommer fra for eksempel methan eller acetylen, hvor kulstof og brint dissocieres, så kulstof atomerne er frie til at indgå de (i al fald set fra kulstoffets side) yderst attraktive kovalente bindinger med andre kulstofatomer.

Altså: varme + kulbrinte + en overflade. Der mangler endnu en vigtig faktor, et passende katalysemateriale. Til grafen bruges kobber eller nikkel, der giver en rigtig god kvalitet . Til nanorør bruges jern eller nickel partikler. Disse hjælper kulstofatomerne til at danne de karakteristiske hexagonale gitre.

Black Magic systemet er et "cold wall" system. Det vil sige at det kun er selve skiven der varmes op (som en komfurplade), ikke hele kammeret (som en ovn). Gasen fordeles via et "showerhead", der er en af systemets allervigtigste komponenter. Tusinder af meget små dyser sikrer en fuldstændig homogon fordeling af gassen, så vi ikke bare kan lave nanorør og grafen, vi kan lave det på ensartet på en hel skive. Der er styr på tryk, temperatur og tid, og det hele kan styres meget nøjagtigt, så man kan lave reel procesoptimering og ikke bare er nødt til at krydse fingre...

Det er bare lækkert! En drøm der går i opfyldelse.

DTU Danchip er - sammen med os - i gang med at ansætte en PhD studerende der skal fokusere 100% på procesoptimering af grafen, så vi kan komme hurtigt til frontlinien - og forhåbentlig længere endnu. Det drejer sig om at bruge grafen som elektrodemateriale, som erstatning for Indium Tin Oxid, som jeg har skrevet om tidligere.

Der er en kø af forskere og interessante forskningsideer, der venter på at komme i clinch med systemet, så det bliver spændende at se om den Sorte Magi er så kraftig som vi håber på.

Mere om det når vi har lidt flere erfaringer med systemet.