Proč jsme přešli na infračervené zahřívání při výrobě uhlíkových nanotrubiček
Pokud jste někdy pracovali s výrobou uhlíkových nanotrubiček, víte, jaké to je. Je potřeba mít dokonalou teplotu – ne „dostatečně vysokou“, ale přesnou – jinak je celá zásilka k ničemu. Dlouho všichni používali ty obrovské rezistorové pece. Ale upřímně řečeno? Jsou to spotřebiče, které vyžadují hodně energie. Polovinu energie vynakládáte jen na ohřev obrovské kovové krabice a vzduchu uvnitř ní, než vůbec substrát pocítí nějaký efekt.
Proto jsme přešli na krátkovlnné infračervené zahřívání.
Zahřívání tam, kde to opravdu matters
Výhodou infračerveného zahřívání je to, že mu na vzduchu nezáleží. Posílá zářivou energii přímo do cíle. Je to rychlé – opravdu velmi rychlé.
Místo toho, abychom čekali, až se komora nahřeje, můžeme dosáhnout požadované teploty téměř okamžitě. To znamená, že neplýtváme kilowatty energie jen na udržení tepla v místnosti. Energie se dostává přímo tam, kde rostou nanotrubičky, a nikde jinde.
Přístroje, které používáme
Používáme kvartové halogenní lampy. Proč? Protože dokážou odolat tlaku. Když rychle měníte teplotu, levné materiály prasknou. Kvart ne. Navíc halogenový cyklus zabrání odpařování vlákna, takže lampy opravdu vydrží.
Snažíme se minimalizovat prostor potřebný k provozu, abychom udrželi čistou místnost.
Používáme také právě krátkovlnné infračervené zahřívání. Středně nebo dlouhovlnné varianty prostě nepronikají do substrátu tak, jak potřebujeme. Bez tohoto proniknutí vznikají „horká místa“ na povrchu waferu, což je noční můra pro správné zarovnání nanotrubiček.
Realita výrobního procesu
Z ekologického hlediska je to výhoda. Odstranění konvekční ztráty energie způsobuje, že celý proces je efektivnější. Je příjemné provozovat továrnu, která neplýtvá energií.
Ale je tu jeden problém: tyto infračervené zdroje vydávají obrovské množství zářivé energie. Pokud budete šetřit s chladicími systémy nebo nebudete používat dostatečné ochranné prvky, vaše senzory se rychle poškodí a dráty se roztaví. Úspory energie jsou skvělé, ale musíte být opravdu pečliví ohledně termální správy. Jinak prostě vyměňujete vysoké účty za hromadu vyhořelého vybavení.