आईआर हीटिंग के द्वारा कार्बन नैनोट्यूब बनाना
कार्बन नैनोट्यूब बनाने हेतु, उच्च तापमान वाले क्षेत्रों को सही ढंग से नियंत्रित करना आवश्यक है; ताकि केमिकल वेपर डिपोजिशन (CVD) प्रक्रिया सही तरीके से शुरू हो सके। लंबे समय तक लोग पारंपरिक रेजिस्टिव फर्नेसों का ही उपयोग करते रहे। लेकिन अब हमने उनकी जगह इन्फ्रारेड (IR) हीटिंग लैंपों का उपयोग शुरू कर दिया है। क्यों? क्योंकि बड़े हिस्से की हवा को गर्म करना ऊर्जा की बर्बादी है।
वह तापमान जो वास्तव में महत्वपूर्ण है
सीएनटी बनाने हेतु तेज गति से तापमान बढ़ाना एवं उसे सटीक रूप से नियंत्रित करना आवश्यक है। यहीं पर इन्फ्रारेड लैंप उपयोगी साबित होते हैं। पूरे चेम्बर को गर्म होने का इंतजार करने के बजाय, इन लैंपों से निकलने वाली ऊर्जा सीधे सब्सट्रेट पर पड़ती है। ऐसा करने से ऊर्जा की बचत होती है। आपको हवा को गर्म करने हेतु अतिरिक्त ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता नहीं है; बल्कि आप सीधे सब्सट्रेट को ही गर्म कर रहे हैं। इससे प्रति वेफर में खर्च होने वाली ऊर्जा कम हो जाती है, एवं पूरी प्रक्रिया अधिक पर्यावरण-अनुकूल बन जाती है।
हम जो उपकरण उपयोग में लाते हैं
हम शॉर्टवेव क्वार्ट्ज लैंपों का ही उपयोग करते हैं। शॉर्टवेव विकल्प ही सबसे अच्छा है, क्योंकि यह मध्यम/लंबवेव विकल्पों की तुलना में तेजी से सब्सट्रेट में पहुँच जाता है। हम इन लैंपों को उच्च वॉटेज में चलाते हैं, ताकि 700°C से 1000°C तक का तापमान प्राप्त हो सके।
हार्डवेयर संबंधी बातें
हार्डवेयर भी “प्लग एंड प्ले” वाला नहीं होता। हम उच्च धारा को संभालने हेतु विशेष कनेक्टरों का ही उपयोग करते हैं। यदि आपके वायरिंग सिस्टम में लगातार उच्च तापमान को सहन करने की क्षमता न हो, तो आपके टर्मिनल नष्ट हो जाएँगे। इसके अलावा, हम क्वार्ट्ज कवरों का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि ये ही वे चीजें हैं जो CVD प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाली अम्लीय गैसों से नष्ट नहीं होतीं।
खामियाँ… क्योंकि कुछ भी परफेक्ट नहीं है
इन्फ्रारेड सिस्टम, पुराने फर्नेसों की तुलना में बहुत ही छोटे होते हैं… इन्हें कुछ ही सेकंड में गर्म होने में समय लगता है। यह तो एक बड़ा फायदा ही है।
लेकिन एक समस्या भी है… गर्मी केवल एक दिशा में ही जाती है। यदि लैंप कुछ मिलीमीटर भी त्रुटिपूर्ण दिशा में हो, तो सब्सट्रेट पर ठंडे क्षेत्र बन जाएँगे… इससे सीएनटी का विकास असमान हो जाएगा। ऐसा न हो, इसके लिए PID कंट्रोलरों एवं थर्मोकपलों का सही उपयोग आवश्यक है… ताकि तापमान नियंत्रित रहे।
और शील्डिंग को भी न भूलें… यदि शील्डिंग न हो, तो विकिरण से सेंसरों को नुकसान पहुँचेगा… आपके डेटा में त्रुटियाँ आ जाएँगी।