Trong các lĩnh vực tiên tiến như sản xuất chất bán dẫn và đo lường chính xác lượng tử, vốn rất nhạy cảm với môi trường điện từ, ngay cả nhiễu điện từ nhỏ nhất trong thiết bị cũng có thể gây ra độ lệch chính xác, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng và kết quả thử nghiệm. Là một thành phần quan trọng hỗ trợ thiết bị chính xác, đặc tính độ từ của bệ chính xác bằng đá granit đã trở thành một yếu tố quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị. Việc khám phá sâu về hiệu suất độ từ của bệ chính xác bằng đá granit sẽ giúp hiểu được giá trị không thể thay thế của chúng trong các tình huống sản xuất cao cấp và nghiên cứu khoa học. Đá granit chủ yếu bao gồm các khoáng chất như thạch anh, fenspat và mica. Cấu trúc điện tử của các tinh thể khoáng chất này quyết định đặc tính độ từ của đá granit. Từ góc độ vi mô, trong các khoáng chất như thạch anh (SiO_2) và fenspat (như fenspat kali (KAlSi_3O_8)), các electron chủ yếu tồn tại theo cặp trong các liên kết cộng hóa trị hoặc ion. Theo nguyên lý loại trừ Pauli trong cơ học lượng tử, hướng spin của các electron ghép đôi ngược nhau, và các mômen từ của chúng triệt tiêu lẫn nhau, khiến phản ứng tổng thể của khoáng vật đối với từ trường bên ngoài cực kỳ yếu. Do đó, đá granit là một vật liệu nghịch từ điển hình với độ từ cảm cực thấp, thường vào khoảng \(-10^{-5}\), gần như có thể bỏ qua. So với vật liệu kim loại, lợi thế về độ từ cảm của đá granit rất đáng kể. Hầu hết các vật liệu kim loại như thép là vật liệu sắt từ hoặc thuận từ, với một số lượng lớn các electron không ghép đôi bên trong. Mômen từ spin của các electron này có thể định hướng và sắp xếp nhanh chóng dưới tác động của từ trường bên ngoài, dẫn đến độ từ cảm của vật liệu kim loại cao tới mức \(10^2-10^6\). Khi có tín hiệu điện từ từ bên ngoài, vật liệu kim loại sẽ liên kết mạnh với từ trường, tạo ra dòng điện xoáy điện từ và tổn thất trễ, từ đó gây nhiễu hoạt động bình thường của các linh kiện điện tử bên trong thiết bị. Nền tảng chính xác bằng đá granit, với độ từ cảm cực thấp, hầu như không tương tác với từ trường bên ngoài, giúp tránh hiệu quả việc tạo ra nhiễu điện từ và tạo ra môi trường hoạt động ổn định cho thiết bị chính xác. Trong các ứng dụng thực tế, đặc tính độ từ cảm thấp của nền tảng chính xác bằng đá granit đóng một vai trò quan trọng. Trong các hệ thống máy tính lượng tử, các qubit siêu dẫn cực kỳ nhạy cảm với nhiễu điện từ. Ngay cả dao động từ trường ở mức 1nT (nanotesla) cũng có thể gây mất tính kết hợp của các qubit, dẫn đến lỗi tính toán. Sau khi một nhóm nghiên cứu thay thế nền tảng thử nghiệm bằng vật liệu đá granit, nhiễu từ trường nền xung quanh thiết bị đã giảm đáng kể từ 5nT xuống dưới 0,1nT. Thời gian kết hợp của các qubit được kéo dài gấp ba lần và tỷ lệ lỗi vận hành giảm 80%, nâng cao đáng kể tính ổn định và độ chính xác của điện toán lượng tử. Trong lĩnh vực thiết bị quang khắc bán dẫn, nguồn sáng cực tím và các cảm biến chính xác trong quá trình quang khắc có các yêu cầu nghiêm ngặt đối với môi trường điện từ. Sau khi áp dụng nền tảng chính xác bằng đá granit, thiết bị đã chống nhiễu điện từ bên ngoài hiệu quả, độ chính xác định vị được cải thiện từ ±10nm lên ±3nm, đảm bảo sản xuất ổn định các quy trình tiên tiến từ 7nm trở xuống. Ngoài ra, trong kính hiển vi điện tử có độ chính xác cao, thiết bị chụp cộng hưởng từ hạt nhân và các thiết bị khác nhạy cảm với môi trường điện từ, nền tảng chính xác bằng đá granit cũng đảm bảo thiết bị hoạt động tốt nhất nhờ đặc tính độ nhạy từ thấp. Độ nhạy từ gần như bằng 0 của nền tảng chính xác bằng đá granit khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho thiết bị chính xác để chống nhiễu điện từ. Khi công nghệ tiến bộ theo hướng độ chính xác cao hơn và các hệ thống phức tạp hơn, các yêu cầu về khả năng tương thích điện từ của thiết bị ngày càng trở nên khắt khe hơn. Với lợi thế độc đáo này, nền tảng chính xác bằng đá granit chắc chắn sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong sản xuất cao cấp và nghiên cứu khoa học tiên tiến, giúp ngành công nghiệp liên tục vượt qua các nút thắt kỹ thuật và đạt đến những tầm cao mới.
Thời gian đăng: 14-05-2025