IR加熱と熱風加熱：CNTをより効率的に成長させる方法
もし、カーボンナノチューブの製造に時間を費やしたことがあるなら、その手間の大変さはご存知でしょう。一定の品質のCNTを得るためには、理想的な温度バランスを維持する必要があります。従来の装置では、熱風循環に頼っていることが多いです。
正直、これは非常に非効率的です。問題は、対流に頼っているため、チャンバーが目標温度に達するまでに何分も待たなければならない点です。これは時間の無駄です。
待ち時間を短縮する
ここで役立つのが赤外線（IR）加熱です。部屋内の空気中のすべての分子を温める代わりに、IRは電磁波を使って基板上に直接熱を与えます。
非常に速いのです。数分かかっていた温度上昇時間が、わずか数秒に短縮されます。半導体の精密加工を行う場合、1回の処理にかかる時間を節約できるのは、全体の生産性にとって大きなメリットとなります。
難しい点
しかし、単に電球を交換するだけでは解決しません。IR加熱は強力な熱を発生させるため、熱密度が高く、集中しています。
基板の位置が少しでもずれると、熱の集中点ができて、CNTの配列が乱れてしまいます。したがって、フォーカル長を正確に調整する必要があります。
また、「オーバーシュート」の問題もあります。IR加熱は反応が非常に速いため、PIDコントローラーの設定をより精密に行う必要があります。もし従来の熱風システムと同じ設定を使ってしまうと、目標温度を超えてしまい、触媒が損傷してしまう可能性があります。
作業環境の改善
最も良い点は、物理的なスペースの節約です。巨大なブロワーやダクトを使わなくなるため、機械のサイズが小さくなります。また、壊れやすい可動部品も減り、機械的なトラブルも減少します。その結果、より高速で安定した温度環境が得られ、高純度のチップを製造するのに適しています。これは理にかなった方法です。