IR加熱を活用して、CNTの製造を効率的に行う方法
カーボンナノチューブを正しく成長させるためには、熱が不可欠です。触媒が正常に機能し、炭素が適切な場所に沈着するためには、温度を正確にコントロールする必要があります。高温すぎても低すぎてもダメです。
長年にわたり、半導体製造では従来の抵抗加熱方式が使われてきました。しかし正直なところ、それらは非効率的です。そのため、私たちは短波長の赤外線加熱方式に切り替えています。これにより、大幅なエネルギー節約が図れ、工場内での作業効率も向上します。
なぜIR加熱を使うのか？
従来のオーブンは、部屋全体を均一に加熱しようとします。つまり、無駄なエネルギーが浪費されてしまいます。一方、私たちのIRシステムは、直接基材に熱を与えます。対流ではなく放射によって加熱するため、数秒で所定の温度に到達します。何時間も待つ必要はありません。巨大な装置が温まるのを待たずに済むので、ウェーハ1枚あたりのエネルギーコストも大幅に削減できます。
システムの仕組み
私たちは、高出力の石英ハロゲンランプを使用してこのシステムを構築しています。これらのランプは強力な熱を放出し、迅速な合成に必要な熱密度を提供します。また、既存のPLCシステムに標準的な産業用コネクタを使って接続するだけで済みます。非常に簡単に交換できます。さらに、石英表面に特殊なコーティングを施すことで、エネルギーが基材に効率的に伝わり、冷却装置が過度に温まるのを防ぎます。
注意点
ただし、IR加熱も万能ではありません。あまりに多くのエネルギーを一点に集中させると、その部分が急速に高温になります。したがって、冷却システムをしっかり機能させる必要があります。もし熱交換器が十分な冷却能力を持たなければ、センサーの精度が低下し、データも不正確になってしまいます。しかし、冷却システムを適切に設計すれば、効率的で正確な製造が可能になります。無駄な時間もなく、迅速で正確な成長が実現します。