なぜCNT製造において抵抗式炉の代わりに赤外線を使用するのか 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、その困難さはご存知でしょう。正しい手性や純度を得るためには、正確な温度制御が必要ですが、従来の抵抗式炉はあまりにも非効率的です。実際に加熱が必要なのは基板だけなのに、炉全体を加熱するために大量のエネルギーが無駄に消費されます。 そのため、私たちは短波赤外線ランプを使用するようにしました。全体を加熱するのではなく、目的の場所だけを加熱するのです。これにより、より効率的で、エネルギーコストも大幅に削減できます。
適切な温度管理
CNTの成長において重要なのは、触媒の活性化温度に到達する速度です。遅すぎると、品質が低下します。 抵抗式要素では、この速さを維持するのは難しいです。一方、赤外線システムなら、ほぼ即座に熱が供給されます。エネルギーを正確に成長が起こる場所に集中させることで、システムが停止している間の無駄なエネルギー消費を防げます。これにより、各ウェーハのカーボンフットプリントを削減できます。 また、高ワット数のランプを使えば、加熱領域を小さくできるため、必要なガスの量も少なくて済みます。これにより、真空ポンプの負担も大幅に軽減されます。正直、メンテナンスチームも喜ぶでしょう。
複雑な点（ハードウェア）
すべてが簡単に接続できるわけではありません。配線には注意が必要です。電源が不安定だと、光がちらつきます。それによって温度が変動し、結果として製品の品質が悪化します。 腐食性のあるガスから機器を保護するために、特殊な石英製のケースを使用しています。しかし、最も危険なのは冷却です。冷却装置が十分に機能しているか確認する必要があります。もし冷却装置が不十分だと、ランプのハウジングが過熱し、コネクタが壊れたり、システムが故障したりします。
工場を真に「グリーン」にする
赤外線を使用することで、巨大でエネルギー消費の多い加熱装置を使わなくて済みます。 サイクルタイムも大幅に短縮されます。シフト変更時にシステムを温めるのに時間がかからないため、チームが準備をしている間に電気代が急激に上昇することもありません。これは、生産を遅らせることなく、カーボンニュートラルを実現するための実用的な方法です。 唯一の問題点は、制御回路が少し敏感であることです。安定した状態を維持するためには、高速なPIDコントローラーが必要です。そうしないと、温度が過剰に上昇し、CNTがダメになってしまいます。しかし、一度調整がうまくいけば、大成功です。