हमने CNT निर्माण हेतु IR ऊष्मा-तकनीक का उपयोग क्यों किया?
कार्बन नैनोट्यूब बनाने हेतु ऊष्मा आवश्यक है। वास्तव में, केमिकल वेपर डिपोजिशन (CVD) प्रक्रिया के लिए सही तापमान-स्तर आवश्यक है।
लंबे समय तक, सभी लोग रेजिस्टिव फर्नेसों का ही उपयोग करते रहे। लेकिन समस्या यह है कि ऐसी फर्नेसें सब कुछ गर्म कर देती हैं… चेम्बर, हवा, दीवारें – सब कुछ गर्म हो जाता है। यह तो बर्बादी ही है।
हमने इसके बजाय इन्फ्रारेड (IR) ऊष्मा-तकनीक का उपयोग शुरू किया। क्यों? क्योंकि IR ऊष्मा हवा को प्रभावित नहीं करती; यह ऊर्जा सीधे सब्सट्रेट तक पहुँचाती है। यह तरीका अधिक कुशल एवं तेज़ है।
ऊष्मा को ठीक उस जगह पहुँचाना
क्लीनरूम में, आप अपनी मशीनों को पूरी तरह गर्म नहीं करना चाहते। आप चाहते हैं कि कार्य-वस्तु का तापमान चरम पर पहुँचे एवं वहीं रहे।
IR लैंप हमें अधिक मात्रा में ऊष्मा प्रदान करते हैं। तरंगदैर्घ्य को समायोजित करके, हम सब्सट्रेट के उन हिस्सों पर ही ऊष्मा पहुँचा सकते हैं जो ऊर्जा को अवशोषित करते हैं।
इससे आपको चेम्बर के गर्म होने का इंतज़ार नहीं करना पड़ता। आपको कम समय में ही काम पूरा करना होता है। इसके अलावा, चूँकि आपको ऊष्मा बढ़ाने/घटाने में एक घंटा भी नहीं लगता, इसलिए प्रति वेफर खर्च होने वाली बिजली की मात्रा भी कम हो जाती है।
तकनीकी विवरण
हम ऐसी सुविधाओं को टंगस्टन फिलामेंटों एवं उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज आवरणों के उपयोग से बनाते हैं। CNT निर्माण हेतु हम आमतौर पर शॉर्ट-वेव IR का ही उपयोग करते हैं। यह ऊर्जा कैटालिस्ट परत तक पहुँचती है, जहीं ही वास्तविक प्रक्रिया होती है।
हम इन लैंपों को प्रीसिज़न PID कंट्रोलरों से जोड़ते हैं, ताकि तापमान नियंत्रित रहे। आप तेज़ी से काम करने हेतु वॉटेज बढ़ाने का प्रयास कर सकते हैं, लेकिन सावधान रहें… अगर वॉटेज बहुत अधिक हो जाए, तो फिलामेंट खराब हो सकते हैं, या क्वार्ट्ज टूट सकता है।
यह तो एक संतुलन ही है… आपको अपनी ऊर्जा-घनत्व को अपने वैक्यूम चेम्बर की शीतलन क्षमता के अनुरूप ही रखना होगा।
कम ऊर्जा-खपत
हर कोई “ग्रीन फैक्ट्रियों” की बात करता है… लेकिन हमारे लिए यह केवल एक शब्द नहीं है… यह तो प्रक्रिया के वास्तविक प्रभावों से संबंधित है।
जब आप कन्वेक्शन विधि के बजाय लक्षित IR विकिरण का उपयोग करते हैं, तो आपकी HVAC एवं शीतलन प्रणालियों पर बहुत कम बोझ पड़ता है। यह तो सेमीकंडक्टर निर्माण में कार्बन-उत्सर्जन को कम करने का एक आसान तरीका है।
आप अपने वेफरों को जल्दी ही प्राप्त कर सकते हैं, एवं बिजली-खपत भी कम हो जाती है। बस एक बात ध्यान रखें… आपका पावर सप्लाई सिस्टम, लैंपों के शुरुआती चरण में होने वाले अचानक वृद्धि को संभाल सके।