为什么我们在碳纳米管制造中选择红外线炉替代传统电阻炉
如果你有过制造碳纳米管的经验，就会知道其中的难度。为了获得理想的碳纳米管结构和纯度，必须精确控制温度。而传统的电阻炉则显得非常笨重且效率低下——它需要耗费大量能量来加热整个炉腔，但实际上我们只需要加热基底而已。 因此，我们转而使用短波红外线灯。这样就能直接对需要加热的区域进行加热，既更高效，又能节省能源成本。
精确控制温度的重要性
在碳纳米管生长过程中，能够以多快的速度将催化剂升温至最佳工作温度至关重要。如果升温速度太慢，碳纳米管的质量就会下降。 传统电阻炉根本无法满足这一要求。而红外线系统则可以提供近乎即时的热量供应。由于热量被精准地施加在需要加热的区域，因此不会浪费能量。这是一种有效的减少每块晶圆能耗的方法。 此外，由于这些高功率灯泡可以缩小加热区域，所以我们无需使用那么多气体。这自然也减轻了真空泵的负担，而维护团队也会因此而感激不已。
需要注意的问题（硬件方面）
虽然红外线炉看似简单易用，但实际上还是有一些需要注意的地方。首先，电路连接必须格外小心。如果电源不稳定，就会出现电压波动，从而导致温度不稳定，进而破坏整个生产过程。 我们还会使用特殊的石英外壳来防止腐蚀性气体损坏设备。不过，最棘手的问题还是冷却问题。必须确保冷却装置能够正常工作。如果冷却效果不佳，灯体就会过热，导致连接器损坏，进而使整个系统失效。
让工厂真正实现“绿色化”
使用红外线炉意味着可以摒弃那些耗能巨大的传统加热装置。这样一来，生产周期就会大大缩短。在更换班次时，无需再花费大量时间来加热系统，从而避免电力消耗过多。这是一种在不降低生产速度的前提下实现碳中和目标的可行方法。 当然，也有一些挑战需要克服。比如，控制系统的稳定性需要特别注意。必须使用高速PID控制器来保持温度的稳定。否则，就有可能因为温度过高而损坏碳纳米管。不过，只要调整好参数，那就再完美不过了。