Effizientes Herstellen von Kohlenstoffnanoröhren mittels Infrarotheizung
Damit Kohlenstoffnanoröhren richtig wachsen können, ist Wärme entscheidend. Es muss genau die richtige Temperatur herrschen – weder zu heiß noch zu kalt – damit der Katalysator wirken kann und das Kohlenstoffmaterial an der richtigen Stelle abgelagert wird.
Lange Zeit haben wir auf die alten resistiven Öfen in den Halbleiterfabriken gesetzt. Aber seien wir ehrlich: Sie sind unpraktisch. Deshalb ersetzen wir sie zunehmend durch Kurzwellen-Infrarotheizungen. Dadurch wird viel Energie eingespart – und man hat mehr Freiraum in der Fabrik.
Warum Infrarotheizung?
Bei herkömmlichen Öfen wird versucht, alles gleichmäßig zu erwärmen. Dadurch wird der ganze Raum sowie die darin befindliche Luft erwärmt – was im Grunde bedeutet, dass Kilowattstunden an Energie verschwendet werden.
Unsere Infrarotsysteme funktionieren anders. Sie heizen direkt das Substrat. Da wir Strahlung statt Konvektion verwenden, erreicht man die gewünschte Wassertemperatur in Sekunden – nicht in Stunden. Wenn man nicht mehr warten muss, bis ein riesiger Ofen vollständig aufgeheizt ist, sinkt die Energiekosten pro Wafer erheblich.
Die Technik dahinter
Wir bauen diese Systeme mit hochleistungsstarken Quarzhalogenlampen. Diese Lampen liefern die benötigte Wärmestärke für eine schnelle Synthese.
Man muss nicht das gesamte Steuerungssystem austauschen, um das System zum Funktionieren zu bringen. Die Lampen können direkt in die bestehenden PLC-Systeme eingesteckt werden – mithilfe standardmäßiger Industriekontakte. Es handelt sich dabei um einen einfachen Austausch. Zudem legen wir spezielle Beschichtungen auf den Quarz. Dadurch wird sichergestellt, dass die Energie tatsächlich ins Substrat gelangt – anstatt abprallend die Kühlvorrichtung zu erwärmen.
Der Nachteil (denn es gibt immer einen)
Infrarotheizung ist zwar effektiv – doch wenn man so viel Energie auf einen kleinen Punkt konzentriert, wird es dort sehr heiß. Man muss also gut auf die Kühlung achten. Wenn die Wärmetauscher nicht in der Lage sind, die überschüssige Wärme aus den Elektronikkomponenten zu entfernen, können die Sensoren Fehler machen – und die Daten werden ungenau.
Aber wenn die Kühlung richtig funktioniert, verwandelt man einen langsamen, energieintensiven Prozess in etwas Schnelles und Präzises. Keine unnötige Zeitverschwendung – nur schnelles, präzises Wachstum.