बायो-सेंसरों के लिए इन्फ्रारेड तकनीक का उपयोग क्यों किया गया?
जब बायो-सेंसर बनाए जाते हैं, तो चिपकने वाले पदार्थों एवं फोटोरेसिस्टों को सुखाना एक कठिन कार्य होता है। सामग्री को सुखाने हेतु ऊष्मा आवश्यक है, लेकिन सब्सट्रेट के दूषित होने का जोखिम भी है।
इसीलिए हम IR लैंपों का उपयोग करते हैं। IR ऊर्जा को सीधे सामग्री में ही भेजता है; ऐसे में सब्सट्रेट दूषित नहीं होता।
ऊर्जा संबंधी लाभ
पारंपरिक ओवनों में ओवन की दीवारों एवं आसपास की हवा को गर्म करने हेतु बहुत अधिक ऊर्जा खर्च होती है… यह तो बर्बादी ही है।
IR तकनीक में हम सीधे सेंसर सामग्री के विशिष्ट अवशोषण-बैंडों पर ही ऊर्जा लगाते हैं… ऐसे में केवल वही हिस्सा गर्म होता है जिसकी आवश्यकता है। यह कोई “हरित” दावा नहीं है… बल्कि यह वास्तव में प्रति वेफर में खर्च होने वाली ऊर्जा को कम करने का तरीका है।
सामग्री की सुरक्षा
बायो-सेंसरों में आमतौर पर ऐसे पॉलिमरों का उपयोग किया जाता है जो अत्यधिक ऊष्मा को सहन नहीं कर पाते। यदि तापमान थोड़ा भी अधिक हो जाए, तो सेंसर की सामग्री नष्ट हो जाती है।
इस समस्या को दूर करने हेतु हम तरंगदैर्घ्य को संशोधित करते हैं… आमतौर पर छोटी/मध्यम तरंगदैर्घ्य का ही उपयोग किया जाता है। ऐसे में ऊष्मा सीधे सामग्री तक ही पहुँचती है… जिससे सब्सट्रेट दूषित नहीं होता। इसके अलावा, ऊष्मा प्रदान करने की प्रक्रिया बहुत ही तेज होती है… ऐसे में सेंसरों पर थर्मल स्ट्रेस कम ही पड़ता है।
कुछ समस्याएँ
IR तकनीक तो तेज है… लेकिन इसमें कुछ समस्याएँ भी हैं। चूँकि ऊष्मा बहुत ही स्थानीय होती है, इसलिए यदि लैंपों की दूरी सही न हो, तो सतह पर “हॉट स्पॉट” बन सकते हैं… ऐसे में सतह झुलस सकती है।
इस समस्या को दूर करने हेतु हम क्लोज्ड-लूप PID कंट्रोलर का उपयोग करते हैं… ऐसे में सतह का तापमान ±2°C के भीतर ही रहता है। बिना इस नियंत्रण के, IR तकनीक की गति ही समस्या बन जाती है।
सबसे अच्छी बात…
पुराने, जटिल गैस ओवनों की जगह IR तकनीक का उपयोग करने से VOC उत्सर्जन कम हो जाता है… एवं दहन हेतु आवश्यक ईंधन भी नहीं चाहिए। यह तकनीक लगभग सभी क्लीनरूमों में आसानी से उपयोग में आ सकती है… बिना किसी बड़े बदलाव के।