सीएनटी विकास हेतु अपनी ऊष्मा ऊर्जा का अधिकतम उपयोग कैसे करें?
कार्बन नैनोट्यूबों का विकास करने हेतु सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि आवश्यक स्थान पर – यानी वेफर की सतह पर ही – अधिकतम मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा उपलब्ध कराई जाए।
अधिकांश उपकरणों में ओवन की दीवारों को गर्म करने हेतु बहुत अधिक ऊर्जा खर्च होती है। इस समस्या को दूर करने हेतु हम सोने से ढके गैर-परावर्तकों का उपयोग करते हैं। यह तो जटिल लगता है, लेकिन उद्देश्य बहुत ही सरल है – ऊर्जा की बर्बादी रोकना एवं उसे आवश्यक स्थान पर ही केंद्रित करना।
सोने का महत्व
सामान्य क्वार्ट्ज लैंपों से ऊष्मा हर दिशा में फैल जाती है। लेकिन सीएनटी विकास हेतु ऐसे उपकरणों में ऊर्जा का आधा हिस्सा ही बर्बाद हो जाता है। हम उच्च-शुद्धता वाले सोने का उपयोग करते हैं; क्योंकि यह 98% तक इन्फ्रारेड प्रकाश को परावर्तित करता है। इससे हीटर एक केंद्रित किरण में बदल जाता है। ऐसा करने से वेफर पर अधिक ऊष्मा पहुँचती है, और कुल वॉटेज बढ़ाने की आवश्यकता ही नहीं पड़ती। आपको वास्तव में आवश्यक स्थान पर ही अधिक ऊष्मा प्राप्त होती है।
ऊर्जा एवं ऊष्मा का संतुलन
यहीं पर समस्या है। आप उच्च-वॉटेज वाले उपकरणों का उपयोग करना चाहते हैं, ताकि ऊष्मा जल्दी ही पहुँच सके… लेकिन इतनी अधिक ऊर्जा से भारी तापीय भार पड़ता है।
यदि आप उच्च-घनत्व वाले उपकरणों का उपयोग करते हैं, तो आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि उपकरण का शीतलन तंत्र उस अतिरिक्त ऊष्मा को संभाल सके। अन्यथा, उपकरणों में खराबी हो जाएगी। यह तो एक संतुलन की बात है।
वास्तविक दुनिया में उपयोग
हमने ऐसे उपकरणों को ऐसे ही डिज़ाइन किया है कि वे मौजूदा सीवीडी चैंबरों में ही उपयोग में आ सकें। लेकिन यहाँ एक समस्या है – वे सोने से ढकी सतहें बहुत ही संवेदनशील हैं।
यदि रिफ्लेक्टर पर थोड़ा भी तेल या धूल लग जाए, तो वह पहले ही उपयोग में खराब हो जाएगा। इससे वेफर पर असमानताएँ आ जाती हैं।
स्थापना के दौरान कुछ सुझाव:
इन उपकरणों को स्वच्छ कमरे में ही रखें। संरेखण पर विशेष ध्यान दें। थोड़े से मिलीमीटर का अंतर भी फोकल बिंदु को बदल सकता है… और इससे वेफर पर असमानताएँ आ जाएँगी। यहाँ सटीकता ही सब कुछ है।