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 chính hỗ trợ thiết bị chính xác, đặc tính từ tính của các nền tảng 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 từ tính của các nền tảng chính xác bằng đá granit có lợi cho việc 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 từ tính của đá granit. Theo quan điểm 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 là ngược nhau và các 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 vật liệu nghịch từ điển hình có độ từ cảm cực kỳ 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 chất sắt từ hoặc thuận từ, với số lượng lớn các electron không ghép đôi bên trong. Các mômen từ spin của các electron này có thể định hướng và căn chỉnh 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 nhạy từ cực thấp, hầu như không tương tác với từ trường bên ngoài, 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 nhạy từ thấp của nền tảng chính xác bằng đá granit đóng vai trò quan trọng. Trong các hệ thống máy tính lượng tử, qubit siêu dẫn cực kỳ nhạy cảm với nhiễu điện từ. Ngay cả sự dao động từ trường ở mức 1nT (nanotesla) cũng có thể khiến qubit mất tính kết hợp, dẫn đến lỗi tính toán. Sau khi một nhóm nghiên cứu nhất định 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 qubit được kéo dài gấp ba lần và tỷ lệ lỗi hoạt động giảm 80%, nâng cao đáng kể tính ổn định và độ chính xác của máy tính lượng tử. Trong lĩnh vực thiết bị quang khắc bán dẫn, nguồn sáng cực tím và 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 lại hiệu quả nhiễu điện từ bên ngoài và độ chính xác định vị được cải thiện từ ±10nm lên ±3nm, mang lại sự đảm bảo vững chắc cho quá trình 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 rằng thiết bị có thể hoạt động tốt nhất do đặc tính nhạy từ thấp của chúng. Độ nhạy từ gần như bằng không 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 có 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 nghiêm ngặt hơn. Nền tảng 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 những tầm cao mới.
Thời gian đăng: 14-05-2025