आईआर हीटिंग बनाम हॉट एयर: सीएनटी निर्माण में गति बढ़ाने हेतु
यदि आप कार्बन नैनोट्यूब (CNT) निर्माण का काम कर रहे हैं, तो आपको पता ही होगा कि इसमें सब कुछ उचित ताप-नियंत्रण पर ही निर्भर है। ऐसा करने से ही कैटलिस्ट सक्रिय होता है, और नैनोट्यूब बनने लगते हैं।
कई वर्षों तक, हम सभी हॉट एयर सिस्टम ही इस्तेमाल करते रहे। यह तो पुरानी विधि ही है। लेकिन हाल ही में, खासकर सेमीकंडक्टर निर्माण में, लोग हॉट एयर के बजाय आईआर हीटरों का उपयोग कर रहे हैं। क्यों? क्योंकि हवा के गर्म होने का इंतजार करना समय की बर्बादी है।
हॉट एयर की समस्याएँ
कन्वेक्शन विधि में, पहले हवा को गर्म करना होता है; फिर हवा ही चैंबर की दीवारों को गर्म करती है… और फिर ही ऊष्मा सब्सट्रेट तक पहुँचती है। यह तो ऐसा ही है, जैसे कि पहले घर के बरामदे को गर्म किया जाए, फिर ही घर को।
इससे समय बर्बाद होता है… ठंडा होने में भी बहुत समय लगता है।
आईआर हीटिंग में तो बीच का चरण ही नहीं है… यह विद्युत-चुम्बकीय विकिरण का उपयोग करके सीधे ही ऊष्मा को सब्सट्रेट तक पहुँचाता है… यह तो बहुत ही तेज़ विधि है।
गति एवं सटीकता
आईआर हीटिंग के द्वारा, आप कुछ ही सेकंडों में लक्षित तापमान तक पहुँच सकते हैं।
यह बहुत ही महत्वपूर्ण है… इससे आप अपनी संश्लेषण प्रक्रिया को और अधिक सटीक बना सकते हैं… तापमान में भी अधिक सटीकता होती है।
यहाँ सबसे बड़ा लाभ तो “वेटिंग टाइम” ही है… चूँकि आपको सब्सट्रेट के गर्म होने का इंतजार नहीं करना पड़ता, इसलिए आप हर घंटे में अधिक वेफरों को प्रसंस्कृत कर सकते हैं।
कुछ समस्याएँ…
लेकिन, ऐसा करने में कुछ समस्याएँ भी हैं… आईआर हीटिंग तो दिशात्मक ही है… यदि सब्सट्रेट थोड़ा भी असंतुलित हो, तो कुछ जगहों पर अत्यधिक ऊष्मा पड़ जाती है… ऐसे में कैटलिस्ट नष्ट हो सकता है… या नैनोट्यूबों का घनत्व असमान हो सकता है… इसलिए आपको रिफ्लेक्टर की ज्यामिति पर ध्यान देना ही होगा… ताकि ऊष्मा सब्सट्रेट पर समान रूप से पड़े।
इसके अलावा, आईआर हीटिंग से सब्सट्रेट पर बहुत ही अधिक दबाव पड़ता है… इसलिए आपको PID कंट्रोलर की आवश्यकता होती है… ताकि आप आईआर लैंपों की प्रतिक्रिया को नियंत्रित कर सकें… वरना आपका लक्षित तापमान नष्ट हो सकता है।
यह तो पुरानी हवा-सिस्टमों की तुलना में छोटा ही है… लेकिन कैलिब्रेशन के लिए आपको अधिक समय ही लगेगा।