دستیابی به گرمای بیشتر در جاهایی که واقعاً مهم هستند: ویفرهای سنسور بیولوژیکی
هنگام ساخت سنسورهای بیولوژیکی، به نوع خاصی از گرما نیاز داریم. شما سعی میکنید لایههای مختلف را روی ویفر تثبیت کنید یا پیوندهای شیمیایی را در جای خود قرار دهید؛ بنابراین به گرمایی با تراکم و دقت بالا نیاز داریم.
اما مشکل اینجاست که لامپهای مادون قرمز استاندارد، بسیار هدردهنده انرژی هستند. حدود نیمی از انرژی تولید شده، از پشت لامپ خارج میشود و هیچ فایدهای برای ویفر ندارد. این کار، هم هدررفت انرژی و هم هدررفت زمان است.
ما این مشکل را با افزودن منعکسکنندههای پوشیده شده با طلا به ساختار لامپ، برطرف کردیم. در واقع، ما هر وات انرژی را مجبور میکنیم تا در یک جهت حرکت کند؛ یعنی به سمت هدف مورد نظر.
چرا طلا؟
دلیلش، نحوه بازتاب نور است. الومینیوم البته ارزانتر است، اما طلا در بازتاب نور مادون قرمز بسیار بهتر عمل میکند. ما یک لایه نازک از طلا روی منعکسکننده قرار دادیم تا فوتونهایی که سعی میکنند از پشت منعکسکننده خارج شوند، دوباره به سمت جلو بازتاب داده شوند.
بهترین نکته این است که شما میتوانید گرمای وارد شده به ویفر را دو برابر کنید، بدون اینکه نیاز به استفاده از انرژی بیشتری داشته باشید.
کنترل گرما
هنگام طراحی این لامپها، ما بر تراکم انرژی تمرکز داریم. از شکل منعکسکننده برای تمرکز نور در یک نقطه خاص استفاده میکنیم.
این کار باعث میشود که دمای ویفر به سرعت به دمای مورد نظر برسد. علاوه بر این، از آنجایی که پرتو نور بسیار متمرکز است، نیازی نیست نگران انتقال گرما به بدنه سنسور نباشید.
نکاتی که باید در نظر گرفت
استفاده از این لامپها آسان است، اما نمیتوانید فقط آنها را روی دستگاه قرار دهید و فراموش کنید.
از آنجایی که منعکسکنندههای طلا بسیار کارآمد هستند، دمای ویفر میتواند به سرعت افزایش یابد. اگر کنترلکنندههای PID شما به درستی تنظیم نشوند، دمای ویفر میتواند از حد مجاز فراتر رود و باعث آسیب به ویفر شود. مراقب تنظیمات این کنترلکنندهها باشید.
و البته، حتماً منعکسکنندهها را تمیز نگه دارید. کمی گرد و غبار یا رسوبات شیمیایی روی سطح طلا، باعث کاهش بازتاب نور میشود. در این صورت، نقاط گرمی روی ویفر ایجاد خواهد شد و دوره کارکرد ویفر نیز افزایش خواهد یافت. سطح منعکسکنندهها را تمیز نگه دارید تا همچنان به خوبی کار کنند.