کاهش میزان کربن در فرآیندهای گرمایشی نیمههادیها با استفاده از لامپهای مادون قرمز در شرایط خلأ
تولید نیمههادیها نیازمند دقت بالایی است؛ اما انجام این کار در محیط خلأ، از نظر مصرف انرژی، یک چالش بزرگ است. اکثر کارخانهها همچنان از روش گرمایش مقاومتی استفاده میکنند؛ این روش در واقع مانند گرم کردن کل ظرف برای گرم کردن یک دانه کوچک است. این روش آهسته عمل میکند، انرژی زیادی را هدر میدهد و باعث افزایش میزان کربن تولید شده میشود.
ما روش متفاوتی را به کار میبریم؛ از لامپهای مادون قرمز سازگار با شرایط خلأ برای گرم کردن صفحات نیمههادی استفاده میکنیم. در این روش، هیچ انرژی هدر نمیرود.
نحوه عملکرد این روش
در شرایط خلأ، نمیتوان از هوا برای انتقال حرارت استفاده کرد؛ بنابراین باید از تابش برای انتقال حرارت استفاده کرد. راز این روش این است که این لامپها را در طول موجهایی تنظیم میکنیم که ماده مورد نظر بتواند آنها را جذب کند. به جای صرف ساعتها برای گرم کردن دیوارههای محفظه خلأ، انرژی را مستقیماً به جای مناسب آن، یعنی روی صفحات نیمههادی، هدایت میکنیم.
این روش ساده است، اما باعث کاهش قابل توجه مصرف انرژی میشود.
ساخت کارخانهای که به محیط زیست آسیب نرساند
اگر میخواهید یک کارخانه «سبز» بسازید، باید به مسئله جرم حرارتی توجه کنید. عناصر گرمایشی سنگین، زمان زیادی برای گرم شدن نیاز دارند؛ لامپهای مادون قرمز اما تقریباً هیچ جرم حرارتی ندارند. کافی است کلید را فشار دهید تا در عرض چند ثانیه به دمای مورد نظر برسید.
این بدان معناست که دیگر نیازی به زمانهای طولانی برای گرم شدن دستگاهها نیست؛ دستگاهها در زمان کمتری میتوانند کار مورد نظر را انجام دهند. این روش بسیار کارآمد است.
اما ما فقط به سرعت توجه نکردیم؛ چرا که فرآیند گرمایش در شرایط خلأ، فشار زیادی بر تجهیزات وارد میکند. خروج گازها نیز مشکلات زیادی ایجاد میکند و میتواند باعث تخریب صفحات نیمههادی شود. برای جلوگیری از این مشکلات، از کوارتز با خلوص بالا و درپوشهای ویژه استفاده میکنیم؛ این کار باعث تمیز ماندن محفظه خلأ میشود و در نتیجه مقدار کمتری مواد هدر میرود.
حقیقت درباره معادلات
هیچ دستگاهی راهحل جادویی نیست. لامپهای مادون قرمز برای کاهش مصرف انرژی در مرحله گرمایش بسیار مؤثر هستند؛ اما باعث ایجاد گرمای شدید در نواحی خاصی میشوند. اگر سیستم خنککننده مناسبی نداشته باشید، این تابش میتواند به درپوشهای خلأ آسیب برساند یا سنسورها را خراب کند.
نمیتوانید فقط میزان توان لامپ را افزایش دهید و امیدوار باشید که همه چیز خوب پیش برود؛ باید توان لامپ را با توانایی سیستم در خنک کردن تعادل دهید. در غیر این صورت، فقط هزینههای تمیماتی بیشتری خواهید داشت.