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 sự nhiễu loạn điện từ nhỏ nhất trong thiết bị cũng có thể gây ra sai lệch độ chính xác, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng và kết quả thí nghiệm. Là một thành phần quan trọng hỗ trợ thiết bị chính xác, đặc tính độ nhạy từ của các bệ đỡ chính xác bằng đá granit đã trở thành một yếu tố quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị. Việc nghiên cứu sâu về hiệu suất độ nhạy từ của các bệ đỡ chính xác bằng đá granit sẽ giúp hiểu được giá trị không thể thay thế của chúng trong các kịch bản 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 nhạy từ của đá granit. Từ góc độ vi mô, trong các khoáng chất như thạch anh (SiO_2) và fenspat (chẳng hạn 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 quay của các electron ghép đôi là ngược nhau, và mômen từ của chúng triệt tiêu lẫn nhau, làm cho phản ứng tổng thể của khoáng chất đối với từ trường bên ngoài cực kỳ yếu. Do đó, đá granit là một vật liệu nghịch từ điển hình với độ nhạy từ cực thấp, thường vào khoảng -10⁻⁵, gần như có thể bỏ qua. So với các vật liệu kim loại, ưu điểm về độ nhạy từ của đá granit là rất đáng kể. Hầu hết các vật liệu kim loại như thép là các chất sắt từ hoặc thuận từ, với một lượng lớn electron không ghép đôi bên trong. Mômen từ spin của các electron này có thể nhanh chóng định hướng và sắp xếp dưới tác dụng của từ trường bên ngoài, dẫn đến độ nhạy từ của vật liệu kim loại cao tới khoảng 10²-10⁶. Khi có tín hiệu điện từ từ bên ngoài, vật liệu kim loại sẽ tương tác mạnh với từ trường, tạo ra dòng điện xoáy điện từ và tổn hao trễ, từ đó gây nhiễu hoạt động bình thường của các linh kiện điện tử bên trong thiết bị. Các bệ đỡ chính xác bằng đá granit, với độ nhạy từ cực thấp, hầu như không tương tác với các trường từ bên ngoài, giúp tránh hiệu quả sự phát sinh nhiễu điện từ và tạo ra môi trường hoạt động ổn định cho các thiết bị chính xác. Trong các ứng dụng thực tế, đặc tính độ nhạy từ thấp của các bệ đỡ chính xác bằng đá granit đóng 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 sự dao động trường từ ở mức 1nT (nanotesla) cũng có thể gây mất tính mạch lạc của qubit, dẫn đến lỗi tính toán. Sau khi một nhóm nghiên cứu thay thế bệ thí nghiệm bằng vật liệu đá granit, nhiễu trường từ nền xung quanh thiết bị đã giảm đáng kể từ 5nT xuống dưới 0,1nT. Thời gian mạch lạc của qubit được kéo dài gấp ba lần và tỷ lệ lỗi hoạt động giảm 80%, giúp tăng cường đáng kể tính ổn định và độ chính xác của điện toán lượng tử. Trong lĩnh vực thiết bị khắc quang bán dẫn, nguồn sáng cực tím và các cảm biến chính xác trong quá trình khắc quang có yêu cầu nghiêm ngặt đối với môi trường điện từ. Sau khi sử dụng bệ đỡ chính xác bằng đá granit, thiết bị đã chống nhiễu điện từ bên ngoài hiệu quả, và độ chính xác định vị được cải thiện từ ±10nm xuống ±3nm, đảm bảo vững chắc cho việc sản xuất ổn định các quy trình tiên tiến có kích thước 7nm trở xuống. Ngoài ra, trong kính hiển vi điện tử độ chính xác cao, thiết bị chụp cộng hưởng từ hạt nhân và các thiết bị khác nhạy cảm với môi trường điện từ, bệ đỡ 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 bằng không của bệ đỡ chính xác bằng đá granit khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các thiết bị chính xác để chống nhiễu điện từ. Khi công nghệ tiến bộ hướng tới độ chính xác cao hơn và các hệ thống phức tạp hơn, yêu cầu về khả năng tương thích điện từ của thiết bị ngày càng trở nên nghiêm ngặt. Bệ đỡ chính xác bằng đá granit, với lợi thế độc đáo này, 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 tầm cao mới.
Thời gian đăng bài: 14 tháng 5 năm 2025