IR加熱と熱風加熱：CNTの製造をより迅速に行う方法
カーボンナノチューブ（CNT）の製造に携わっている人なら、この問題をよく知っているでしょう。すべては、触媒を活性化させてチューブを成長させるために、熱制御を正確に行うことにかかっています。 長年にわたり、私たちの多くは熱風循環方式を使ってきました。これは昔ながらの方法です。しかし最近では、特に半導体の高度な加工において、人々は熱風の代わりに赤外線（IR）ヒーターを使用するようになっています。なぜでしょうか？それは、熱風が温まるのを待つのは時間の無駄だからです。
熱風を利用することの問題点
対流の仕組みを考えてみてください。まず空気を温め、その後その空気がチャンバーの壁を温め、最終的に熱が基板に届きます。まるで、まずポーチを温めて家全体を温めようとするようなものです。 これにより、不快な遅延が生じます。温度上昇に時間がかかり、冷却にも長時間が必要になります。 一方、IR加熱では、その中間過程を省略できます。電磁波を利用してエネルギーを直接基板に送り込むのです。これは直接的で、迅速です。
速度と精度
IR加熱を使えば、数秒で目標温度に到達します。 これは大きな利点です。合成プロセスにおける温度管理が容易になり、より明確な温度勾配が得られます。 最も大きなメリットは「浸透時間」です。基板がゆっくりと成長温度に到達するのを待つ必要がないため、1時間あたりに処理できるウェーハの枚数が大幅に増えます。
注意点（何事にも注意点はあります）
もちろん、単にヒーターを交換すれば済むわけではありません。IR加熱は方向性があります。 基板が少しでも中心から外れていると、局所的に高温になります。そうなると、触媒が破壊されたり、ナノチューブの密度が不均一になったりします。熱が均等に基板に当たるように、反射器の形状を丁寧に調整する必要があります。 また、応力の問題もあります。IR加熱は非常に強力なため、基板の耐熱性に大きな負担がかかります。 単に出力を100％に設定しておけばいいわけではありません。IRランプの反応速度に合わせて制御できるPIDコントローラーが必要です。そうでなければ、設定値を超えてしまい、製品が台無しになってしまいます。 確かに、古い熱風システムよりも占有面積は小さいです。しかし、キャリブレーションにはより多くの時間がかかります。