کاهش میزان کربن در محیطهای کنترلشده: روش بهتری برای گرم کردن
نگهداری دمای مناسب در محیطهای کنترلشده در آزمایشگاههای نیمههادی، معمولاً کاری دشوار است. سالهاست که از هیترهای مقاومتی قدیمی استفاده کردهایم؛ این هیترها سعی میکنند کل اتاق را گرم کنند تا بتوانند یک نمونه کوچک را گرم کنند. این روش آهسته، پرهزینه است و در واقع هدر رفت انرژی محسوب میشود.
به همین دلیل، ما به سمت استفاده از هیترهای مادون قرمز رفتهایم. این روش بسیار بهتری است؛ در این روش، از انرژی کمتری استفاده میشود، زمان گرم شدن نمونه کاهش مییابد و میزان کربن تولید شده نیز کاهش مییابد.
جلوگیری از گرم شدن هوا
مشکل هیترهای معمولی این است که کارایی پایینی دارند؛ آنها گاز را گرم میکنند، سپس دیوارهها گرم میشوند و در نهایت نمونه گرم میشود. در واقع، شما در تلاش برای جلوگیری از اتلاف حرارت، در حال مبارزه با یک مشکل ناممکن هستید.
اما هیترهای مادون قرمز متفاوت هستند؛ آنها از تشعشعات موج کوتاه برای گرم کردن نمونه استفاده میکنند. این روش مانند گرم کردن دستها با گرم کردن کل خانه، در حالی که میتوانید فقط در معرض نور خورشید بایستید، است. در این روش، تراکم انرژی بالاست و زمان گرم شدن نمونه بسیار کم میشود.
جزئیات ساختار هیتر
ما در ساخت هیترها از مواد با کیفیت بالا استفاده میکنیم؛ از لولههای کوارتز با خلوص بالا و فیلامنتهای تنگستن برای حفظ پایداری سیستم استفاده میکنیم.
از آنجایی که ما با نیمههادیها سروکار داریم، اغلب از منعکسکنندههای پوشیده شده با طلا نیز استفاده میکنیم؛ این کار باعث میشود که تمام انرژی مادون قرمز به سمت هدف اصلی هدایت شود و بدنه هیتر آسیب نبیند.
همچنین، از کانکتورهای صنعتی استاندارد برای اتصال اجزای هیتر استفاده میکنیم؛ این کانکتورها برای جایگزینی آسان طراحی شدهاند. البته، اگر از هیترهایی با توان بالا استفاده میکنید، مطمئن شوید که منبع تغذیه شما قادر به تحمل این بار باشد؛ کنترلرهای ارزان قیمت در برابر چنین بارهایی از کار میافتند.
واقعیت: چه اتفاقی در آزمایشگاه میافتد؟
مادون قرمز جادو نیست؛ اگر مراقب نباشید، نقاط گرم بیش از حدی ایجاد خواهد شد. اگر هدف گرمایشی در مرکز نباشد، گرمایش نامتوازن خواهد بود و این موضوع برای کارهای دقیق مشکلساز خواهد بود.
برای رفع این مشکل، نیاز به کنترلر PID مناسب و ترموکوپلی دارید که درست در محل قرارگیری نمونه باشد.
همچنین، باید به فنهای خنککننده توجه کنید؛ اگر آنها متعادل نباشند، دمای داخل جعبه شروع به افزایش خواهد کرد و این موضوع میتواند بر پایداری شیمیایی نمونه تأثیر بگذارد. ما معمولاً پیشنهاد میکنیم که اجزای هیتر به صورت متناوب قرار گیرند تا گرما در نقاط مختلف تقسیم شود و مناطق خنک یا نقاط بسیار گرم ایجاد نشود.