なぜ私たちはカーボンナノチューブを成長させるために赤外線を使用するようにしたのか？ もしCNCの製造に携わったことがある人なら、その困難さはご存知でしょう。適切な温度が必要です。単に「十分に高い」というだけでは不十分で、正確な温度が求められます。そうでないと、作られた製品は全て廃棄処分になってしまいます。長い間、みんなは巨大な抵抗加熱器を使っていました。しかし正直なところ、これらの加熱器はエネルギーを大量に消費します。基板が何かを感じる前に、巨大な金属容器やその中の空気を温めるために莫大な電力が使われてしまいます。 だからこそ、私たちは短波赤外線を利用するようにしたのです。 重要な場所に熱を届ける 赤外線の利点は、空気の影響を受けない点です。放射エネルギーが直接ターゲットに届きます。非常に速いのです。部屋全体が温まるのを待つ必要はありません。つまり、部屋を温めるために大量の電力を無駄にすることはありません。エネルギーはナノチューブが成長する場所にだけ集中されます。 使用する装置 私たちは石英ハロゲンランプを使用しています。なぜかというと、このランプは過酷な条件下でも耐えられるからです。温度を急速に変化させると、安価な素材は壊れてしまいますが、石英はそうではありません。また、ハロゲンランプの仕組みにより、フィラメントが蒸発するのを防げるため、ランプの寿命が長くなります。 クリーンルームを整頓するために、装置のサイズも小さくしています。 また、私たちは特に短波赤外線を使用しています。中波や長波の赤外線では、基板に十分に熱が伝わりません。適切な熱伝達がなければ、ウェーハ上に「ホットスポット」ができてしまい、ナノチューブの配列が乱れてしまいます。 実際の現場の状況 環境的な観点から見ると、これは良いことです。対流によるエネルギーの無駄がなくなり、全体として効率的になります。エネルギーを無駄にしない工場を運営できるのは素晴らしいことです。 しかし、問題点もあります。これらの赤外線装置は、信じられないほど多くの放射熱を放出します。 冷却システムを怠ったり、熱遮断材を十分に用意しなかったりすると、センサーや配線がすぐに破壊されてしまいます。エネルギー節約は素晴らしいことですが、熱管理には細心の注意が必要です。そうでなければ、高額な電気代の代わりに、壊れた機器が山積みになってしまいます。