Neden Karbon Nanotüpler Üretimi İçin Kızılötesi Isıtıcıları Kullandık?
Eğer daha önce karbon nanotüp üretimiyle ilgili çalışmalar yaptıysanız, bu sürecin ne kadar zor olduğunu biliyorsunuzdur. Mükemmel bir ısıya ihtiyaç vardır; “yeterince iyi” değil, tam olarak doğru ısıdır. Aksi takdirde tüm ürünler boşa gider. Uzun süre boyunca herkes büyük dirençli fırınlar kullanmıştır. Ancak dürüst olmak gerekirse, bunlar çok fazla enerji tüketir. Enerjinizin yarısını sadece devasa bir metal kutuyu ve içindeki havayı ısıtmak için harcarsınız; substrat ise hiçbir şekilde ısınmaz.
İşte bu yüzden kısa dalga boylu kızılötesi ısıtıcıları tercih ettik.
Isının Doğru Yere Ulaştırılması
Kızılötesi ısıtıcıların avantajı, havayı umursamamasıdır. Işın enerjisini doğrudan hedefe gönderir. Bu da oldukça hızlıdır. Bir odanın ısınmasını beklemek yerine, istenen sıcaklığa neredeyse anında ulaşabiliriz. Böylece enerjiyi sadece nanotüplerin büyüdüğü yerde kullanmış oluruz.
Kullandığımız Ekipmanlar
Kvartz-halojen lambalar kullanıyoruz. Neden mi? Çünkü bu lambalar yüksek gerilimlere dayanabilir. Sıcaklık hızla değiştirildiğinde ucuz malzemeler çatlar; ancak kvartz böyle olmaz. Ayrıca halojen döngüsü, filamanın buharlaşmasını engeller; böylece lambalar daha uzun süre kullanılabilir.
Temiz odayı düzenli tutmak için ekipmanların boyutunu mümkün olduğunca küçük tutuyoruz. Ayrıca sadece kısa dalga boylu kızılötesi ışınlar kullanıyoruz. Orta veya uzun dalga boylu ışınlar, substratın içine gerektiği şekilde nüfuz edemez. Eğer bu nüfuz sağlanamazsa, waferde “sıcak noktalar” oluşur ve bu da nanotüplerin düzgün yerleştirilmesini engeller.
Üretim Sürecinin Gerçekleri
Çevre açısından bakıldığında bu bir avantajdır. Konveksiyonla oluşan enerji kaybının ortadan kaldırılması sayesinde tüm süreç daha verimli hale gelir. Enerjiyi boşa harcamayan bir fabrika işletmek güzeldir.
Ancak burada bir sorun var: Bu kızılötesi ışınlar inanılmaz miktarda ısı yayıyor. Eğer soğutma sistemlerini doğru şekilde kullanmazsanız veya ısı koruma önlemlerini yetersiz bırakırsanız, sensörleriniz yanar ve kablolarınız erir. Enerji tasarrufu elbette büyüktür, ancak termal yönetimi ciddiye almak gerekiyor. Aksi takdirde yüksek elektrik faturaları ile karşı karşıya kalırsınız.