हमने CNTs के निर्माण हेतु IR ऊष्मा-प्रणाली क्यों चुनी?
यदि आपने सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रियाओं में काम किया है, तो आपको गर्म हवा के उपयोग से ऊष्मा पहुँचाने की प्रक्रिया के बारे में पता होगा। मशीन को चालू करने के बाद आपको कुछ समय इंतज़ार करना पड़ता है… वास्तव में, पूरे कमरे को गर्म करने के लिए बहुत समय लगता है। यह प्रक्रिया धीमी है, और वास्तव में यह समय की बर्बादी है।
इसीलिए हमने इन्फ्रारेड (IR) ऊष्मा-प्रणाली का उपयोग किया। हवा के बजाय, IR ऊष्मा को सीधे ही लक्षित स्थान तक पहुँचाता है। यह ऐसा ही है, जैसे कि पूरे घर को गर्म होने का इंतज़ार करने के बजाय, सीधे ही धूप में खड़े होना।
इंतज़ार की प्रक्रिया समाप्त हो गई
गर्म हवा के उपयोग से सबसे बड़ी समस्या यह है कि ऊष्मा पहुँचने में काफी समय लगता है… कभी-कभी घंटों तक। IR ऊष्मा-प्रणाली में तो कुछ ही सेकंडों में ही ऊष्मा पहुँच जाती है।
कार्बन नैनोट्यूब बनाते समय समय बहुत ही महत्वपूर्ण है… उच्च गुणवत्ता वाले नैनोट्यूब बनाने हेतु तापमान को नियंत्रित रखना आवश्यक है। “गर्म होने” की प्रक्रिया को हटाकर, हमने समय की बर्बादी रोक दी… हमने मशीन के ही नहीं, बल्कि वास्तविक कार्य-सामग्री को भी गर्म करना शुरू किया। यह वाकई बहुत ही फायदेमंद है।
हमने इसे कैसे सेट किया?
सब्सट्रेट की मोटाई के आधार पर, हम या तो शॉर्ट-वेव या मीडियम-वेव IR एमिटरों का उपयोग करते हैं। ये लैंप छोटे होते हैं, लेकिन बहुत ही शक्तिशाली होते हैं।
सबसे अच्छी बात यह है कि हम इन लैंपों को ज़ोनल नियंत्रण हेतु भी उपयोग में ला सकते हैं। यदि आपने कभी वेफर पर ऐसे ठंडे स्थानों का सामना किया है, जहाँ फैन ऊष्मा नहीं पहुँचा पाता, तो यही समाधान है… आप ऊष्मा को सीधे ही वहाँ भेज सकते हैं। सामग्री उस ऊष्मा को अवशोषित करती है, और नैनोट्यूब तेज़ी से बनने लगते हैं।
कुछ समस्याएँ…
हालाँकि, IR ऊष्मा-प्रणाली में भी कुछ समस्याएँ हैं… ये लैंप बहुत ही गर्म हो जाते हैं… यदि मशीन की संरचना इसके लिए उपयुक्त न हो, तो मशीन का ढाँचा या सेंसर नष्ट हो सकते हैं। हमें अन्य उपकरणों को नष्ट होने से बचाने हेतु उचित शीतलन प्रणाली लगानी पड़ी।
और आप बस इसे प्लग करके पुरानी सेटिंग्स का उपयोग नहीं कर सकते… क्योंकि ऊष्मा बहुत ही तेज़ी से पहुँचती है… पुरानी PID लॉजिक से तापमान लक्ष्य से कहीं अधिक हो जाता है… इसलिए चीजों को स्थिर रखने हेतु एक तेज़ नियंत्रक आवश्यक है… वरना हर बार लक्ष्य से चूक हो जाएगी।