¿Por qué pasamos al calentamiento por infrarrojos para los nanotubos de carbono?
Cuando se cultivan nanotubos de carbono, todo depende del calor. Si el control térmico no es adecuado, el catalizador no se activa y la deposición de carbono falla. Simplemente así.
Durante mucho tiempo, todos utilizaron hornos resistentivos tradicionales. Pero esos dispositivos son, en realidad, hornos gigantes que desperdician una gran cantidad de energía para calentar aire que ni siquiera se necesita. Decidimos reemplazarlos por sistemas de infrarrojos de onda corta.
La velocidad lo es todo.
La calidad de los nanotubos que se obtienen depende de la rapidez con la que se alcanza la temperatura deseada. Con las lámparas de infrarrojos, el calor se emite de forma directa hacia el objetivo. Hemos optimizado estos sistemas para lograr una alta densidad de potencia, lo que significa que podemos alcanzar las temperaturas deseadas en segundos, no en minutos. Eso hace que todo el proceso sea más rápido y reduce el consumo de energía por wafer.
Elegir la banda de onda adecuada
Utilizamos tecnología de cuarzo-halógeno para mantener la energía dentro del espectro de ondas cortas. ¿Por qué? Porque las ondas infrarrojas de corta longitud penetran en el sustrato. El calor de ondas largas, en cambio, simplemente rebota o permanece en la superficie. Esto permite que la capa catalítica se caliente lo suficiente para funcionar, sin convertir todo el reactor en un horno. A veces utilizamos cuarzo recubierto para ajustar mejor esa emisión. Costa un poco más, pero vale la pena por la precisión que ofrece.
Las compensaciones en la práctica
No todo es tan sencillo. Hay que replantearse cómo se realiza el aislamiento térmico. Dado que las lámparas de infrarrojos generan un calor intenso y localizado, los sistemas de refrigeración deben ser eficaces. Si no se cuenta con un buen sistema de refrigeración, la temperatura podría variar, lo cual genera problemas. Pero una vez que todo está ajustado adecuadamente, estos dispositivos pueden integrarse fácilmente en las líneas de producción existentes. De esta manera, se evita perder tiempo esperando a que el horno se caliente.
Es pura física: menos calor desperdiciado significa una fábrica más eficiente y ecológica.