زيادة درجة الحرارة على رقائق السيليكون
عند تسخين رقائق السيليكون، فإنك في الحقيقة تحاول مكافحة فقدان الطاقة. المشكلة مع المرايا التقليدية هي أنها تسمح بتسرب الحرارة إلى جدران الغرفة، وبالتالي يضيع الكثير من الحرارة.
لذلك نستخدم مرايا مغطاة بالذهب. بدلاً من السماح للطاقة بالتسرب، نجبرها على العودة إلى الرقاقة نفسها.
لماذا الذهب؟
السبب يعود إلى قدرة الذهب على عكس الأشعة تحت الحمراء. فهو أفضل بكثير من الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ في عكس الأشعة تحت الحمراء. باستخدام طبقة ذهبية عالية النقاء، يمكننا منع المرآة من امتصاص الحرارة نفسها.
وبالتالي، يصل عدد أكبر من الفوتونات إلى الرقاقة، مما يؤدي إلى تركيز حراري أعلى دون الحاجة إلى زيادة قوة اللمبة أو إجهاد النظام.
إيجاد “النقطة المثالية” للمسافة
المسافة بين اللمبة والرقاقة هي النقطة التي يصبح فيها الأمر صعبًا. يجب أن يكون هناك توازن.
إذا كانت المسافة صغيرة جدًا، فسيكون هناك نقاط ساخنة جدًا، وقد تتشوه الرقاقة. أما إذا كانت المسافة كبيرة جدًا، فإن الغرفة ستظل ساخنة فقط.
نقوم بتعديل شكل المرآة لتركيز الإشعاع على الرقاقة، مما يسمح بالحفاظ على مسافة آمنة دون فقدان قوة الحرارة.
تذكّر: كلما كان التركيز أعلى، كانت الحرارة أشد، لكن المنطقة المتأثرة بالحرارة تصبح أصغر. يجب أن تحدد المسافة بناءً على عرض الرقائق والسرعة المطلوبة لتسخينها.
التضحيات في الواقع العملي
الذهب رائع من ناحية التعامل مع الطاقة، لكنه ضعيف. لا يمكنه تحمل الاحتكاك الشديد أو المواد المساعدة في التنظيف القاسية. إذا كانت عمليتك تتضمن استخدام غازات كيميائية خطرة، فعليك اختيار إما حماية المرايا أو التعامل مع استبدالها بشكل متكرر.
وأخيرًا، نظرًا لتركيز الحرارة في نقطة واحدة، يجب الانتباه إلى أنظمة التبريد. يجب أن تكون أحجامها مناسبة، وإلا فقد تتلف موصلات اللمبة خلال الدورات الطويلة.