আইআর হিটিং ব্যবহার করে কার্বন ন্যানোটিউব তৈরি করা
কার্বন ন্যানোটিউব তৈরি করার জন্য প্রয়োজন হয় উচ্চ তাপমাত্রা। এই উচ্চ তাপমাত্রা অর্জন করাই হলো কেমিক্যাল ভেপর ডিপোজিশন (CVD) প্রক্রিয়াটিকে সঠিকভাবে চালানোর চাবিকাঠি। দীর্ঘদিন ধরে সবাই ঐতিহ্যবাহী রেজিস্টিভ ফার্নেস ব্যবহার করে এসেছে। কিন্তু আমরা সেগুলোর পরিবর্তে ইনফ্রারেড (IR) হিটিং ল্যাম্প ব্যবহার করি। কেন? কারণ বড় পরিমাণে বায়ুকে উত্তপ্ত করে শুধুমাত্র ছোট অংশটিকে উত্তপ্ত করা হলে তা শক্তির অপচয়।
যেখানে তাপ প্রয়োজন
সিএনটি তৈরি করার জন্য দ্রুত তাপমাত্রা বৃদ্ধি এবং নির্ভুল তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। এখানেই ইনফ্রারেড ল্যাম্পগুলো কার্যকর। পুরো চেম্বারটিকে উত্তপ্ত হতে অপেক্ষা না করে, রেডিয়েন্ট শক্তি সরাসরি সাবস্ট্রেটকে উত্তপ্ত করে। এটা অত্যন্ত কার্যকর। আপনাকে বায়ুকে উত্তপ্ত করার জন্য অতিরিক্ত শক্তি খরচ করতে হয় না; বরং আপনি সরাসরি সাবস্ট্রেটকেই উত্তপ্ত করছেন। এর ফলে প্রতি ওয়েফারে খরচ কমে যায়, আর পুরো প্রক্রিয়াটি আরও টেকসই হয়।
আমরা কী ব্যবহার করি
আমরা শর্টওয়েভ কোয়ার্টজ ল্যাম্প ব্যবহার করি। শর্টওয়েভ ব্যবহার করাই ভালো, কারণ এটা মিডিয়াম/লংওয়েভ ল্যাম্পগুলোর তুলনায় দ্রুত সাবস্ট্রেটকে উত্তপ্ত করে। আমরা উচ্চ ওয়াটেজের ল্যাম্প ব্যবহার করি, যাতে ৭০০°সে থেকে ১০০০°সে তাপমাত্রা অর্জন করা যায়।
হার্ডওয়্যার সংক্রান্ত বিষয়গুলো
হার্ডওয়্যারগুলো সাধারণ “প্লাগ অ্যান্ড প্লে” ধরনের নয়। আমরা হাই-কারেন্ট সহ্য করতে সক্ষম কানেক্টর ব্যবহার করি। যদি ওয়্যারিংগুলো ধ্রুবক তাপীয় লোড সহ্য করতে না পারে, তাহলে টার্মিনালগুলো নষ্ট হয়ে যাবে। এছাড়াও, আমরা কোয়ার্টজ এনভেলপ ব্যবহার করি—কারণ এগুলোই একমাত্র জিনিস যা CVD প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত ক্ষয়কারী গ্যাসগুলো দ্বারা ক্ষতিগ্রস্ত হয় না।
কিছু অসুবিধা
ইনফ্রারেড সিস্টেমগুলো পুরানো ধরনের ফার্নেসগুলোর তুলনায় ছোট। এগুলো কয়েক সেকেন্ডের মধ্যেই উত্তপ্ত হয়ে যায়। এটা কাজের গতির জন্য অত্যন্ত উপকারী।
কিন্তু এখানেও একটি সমস্যা রয়েছে—তাপটি নির্দিষ্ট দিকেই যায়। যদি ল্যাম্পটি কয়েক মিলিমিটার দূরে থাকে, তাহলে সাবস্ট্রেটে ঠান্ডা অংশ থেকে যাবে। ফলে সিএনটি তৈরি হবে অসমানভাবে। এটা এড়ানোর জন্য PID কন্ট্রোলার ও থার্মোকাপলগুলো সঠিকভাবে ব্যবহার করা দরকার।
আর শিল্ডিং ব্যবহার করা ভুলে যাবেন না। যদি শিল্ডিং না থাকে, তাহলে রেডিয়েন্ট তাপ সেন্সরগুলোকে ক্ষতিগ্রস্ত করবে; ফলে ডেটাগুলো ভুল হয়ে যাবে।