क्वांटम चिप्स के लिए सही तापमान प्राप्त करना
जब क्वांटम चिप्स बनाए जाते हैं, तो “लगभग सही” तापमान पर्याप्त नहीं होता। मानक इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन की तुलना में यह काम बहुत ही कठिन है। इसके लिए अत्यधिक सटीक तापमान नियंत्रण आवश्यक है।
इस उद्देश्य को पूरा करने हेतु, हम डिजिटल तापमान नियंत्रकों को उच्च-तीव्रता वाली इन्फ्रारेड लैंपों के साथ उपयोग में लाते हैं। यही वह तरीका है जिससे हम बड़े आकार वाले हीटिंग उपकरणों एवं क्वांटम चिप्स की नैनोमीटर स्तर की सटीकता के बीच संतुलन बना पाते हैं।
PID नियंत्रण क्यों महत्वपूर्ण है?
यदि आप साधारण ऑन/ऑफ स्विच का उपयोग करते हैं, तो आप समस्याओं को न्योता दे रहे हैं। ऐसी स्थिति में तापमान में अचानक वृद्धि हो जाती है, जिससे चिप नष्ट हो सकती है। सिर्फ एक डिग्री का अंतर भी चिप को नष्ट करने के लिए पर्याप्त है।
इसीलिए हम PID नियंत्रकों का उपयोग करते हैं। ऐसे नियंत्रक ऊर्जा को धीरे-धीरे नियंत्रित करते हैं। आप तापमान को तेजी से बढ़ा सकते हैं, लेकिन फिर उसे स्थिर रख सकते हैं। कोई उतार-चढ़ाव नहीं, कोई कंपन नहीं… बस स्थिर एवं विश्वसनीय तापमान।
शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड का जादू
हम शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड लैंपों का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि ये ऊर्जा को सीधे सामग्री के अंदर भेजते हैं। लॉन्ग-वेव लैंपों से ऊर्जा बाहर ही रह जाती है।
ऐसे लैंपों के द्वारा हम ऊर्जा को एक छोटे क्षेत्र में ही केंद्रित कर सकते हैं… इससे चिप को गर्म करने में मदद मिलती है, और पूरे उपकरण का आकार बढ़ने से बच जाता है।
नुकसान/चुनौतियाँ
ऊँचा तापमान प्राप्त करना आसान नहीं है… जब ऐसे लैंपों का उपयोग किया जाता है, तो बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। यदि सावधानी न बरती जाए, तो यह ऊष्मा सेंसरों तक पहुँच सकती है।
इसलिए आपको अपने शील्डिंग उपकरणों एवं कूलिंग फैनों का ध्यान रखना होगा… यदि कूलिंग पर्याप्त न हो, तो थर्मोकपल वास्तविक चिप के बजाय आसपास की गर्म हवा को ही मापने लगता है… ऐसी स्थिति में PID नियंत्रक भी असफल हो जाता है।
सब कुछ सही तरीके से सेट करना
वायरिंग करते समय, सरल एवं कम-इम्पीडेंस वाले केबलों का ही उपयोग करें… आप नहीं चाहेंगे कि वोल्टेज में उतार-चढ़ाव होकर आपकी सटीकता प्रभावित हो।
मैं हमेशा उच्च-तापमान वाले शील्डेड केबलों की ही सलाह देता हूँ… डिजिटल नियंत्रकों से बहुत अधिक ईएमआई उत्पन्न होता है… ऐसी स्थिति में आप नहीं चाहेंगे कि यह शोर आपके संवेदनशील मापन उपकरणों में जाए।
यह पुराने तरह के ओवनों का बेहतर विकल्प है… ऐसे उपकरणों से ऊष्मा का उपयोग अधिक कुशलता से होता है… इससे प्रक्रिया का समय कम हो जाता है।