ග්‍රැනයිට් නිරවද්‍ය වේදිකා යෙදිය හැක්කේ කුමන ක්ෂේත්‍රවලද?

ග්‍රැනයිට් නිරවද්‍යතා වේදිකා, ඒවායේ ඉහළ දෘඩතාව, අඩු ප්‍රසාරණ සංගුණකය, විශිෂ්ට තෙතමනය කිරීමේ ක්‍රියාකාරිත්වය සහ ස්වාභාවික ප්‍රති-චුම්භක ගුණාංග සමඟ, නිරවද්‍යතාවය සහ ස්ථාවරත්වය ඉහළ ඉල්ලුමක් ඇති ඉහළ මට්ටමේ නිෂ්පාදන සහ විද්‍යාත්මක පර්යේෂණ ක්ෂේත්‍රවල ප්‍රතිස්ථාපනය කළ නොහැකි යෙදුම් වටිනාකමක් ඇත. පහත දැක්වෙන්නේ එහි මූලික යෙදුම් අවස්ථා සහ තාක්ෂණික වාසි ය:
I. අතිශය නිරවද්‍ය සැකසුම් උපකරණ ක්ෂේත්‍රය
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන උපකරණ
යෙදුම් අවස්ථා: ලිතෝග්‍රැෆි යන්ත්‍ර වැඩ කොටස් මේසය, වේෆර් ඩයිසිං යන්ත්‍ර පදනම, ඇසුරුම් උපකරණ ස්ථානගත කිරීමේ වේදිකාව.
තාක්ෂණික වටිනාකම:
ග්‍රැනයිට් වල තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය (0.5-1.0) ×10⁻⁶/℃ පමණක් වන අතර, එමඟින් ලිතෝග්‍රැෆි යන්ත්‍රයේ නැනෝ පරිමාණ නිරාවරණයේදී උෂ්ණත්ව උච්චාවචනයට ඔරොත්තු දිය හැකිය (±0.1℃ පරිසරයක විස්ථාපන දෝෂය < 0.1nm).
අභ්‍යන්තර ක්ෂුද්‍ර සිදුරු ව්‍යුහය ස්වභාවික තෙතමනයක් (ඩම්පින් අනුපාතය 0.05 සිට 0.1 දක්වා) සාදයි, ඩයිසිං යන්ත්‍රය මගින් අධිවේගී කැපීමේදී කම්පනය (විස්තාරය < 2μm) මැඩපවත්වන අතර වේෆර් කැපීමේ දාර රළුබව Ra 1μm ට වඩා අඩු බව සහතික කරයි.

2. නිරවද්‍ය ඇඹරුම් යන්ත්‍ර සහ ඛණ්ඩාංක මිනුම් යන්ත්‍ර (CMM)
අයදුම්පත් නඩුව:
ඛණ්ඩාංක තුනකින් යුත් මිනුම් යන්ත්‍රයේ පාදම ±0.5μm/m පැතලි බවකින් යුත් සමෝධානික ග්‍රැනයිට් ව්‍යුහයක් භාවිතා කරයි. වායු-පාවෙන මාර්ගෝපදේශක දුම්රිය සමඟ ඒකාබද්ධව, එය නැනෝ මට්ටමේ චලන නිරවද්‍යතාවය (පුනරාවර්තන ස්ථානගත කිරීමේ නිරවද්‍යතාවය ±0.1μm) ලබා ගනී.
දෘශ්‍ය ඇඹරුම් යන්ත්‍රයේ වැඩ මේසය ග්‍රැනයිට් සහ රිදී වානේ සංයුක්ත ව්‍යුහයක් භාවිතා කරයි. K9 වීදුරු ඇඹරීමේදී, මතුපිට රැලි සහිත බව λ/20 (λ=632.8nm) ට වඩා අඩු වන අතර, ලේසර් කාචවල අතිශය සුමට සැකසුම් අවශ්‍යතා සපුරාලයි.
Ii. දෘෂ්ටි විද්‍යාව සහ ෆොටෝනික්ස් ක්ෂේත්‍රය
තාරකා විද්‍යාත්මක දුරේක්ෂ සහ ලේසර් පද්ධති
සාමාන්‍ය යෙදුම්:
විශාල රේඩියෝ දුරේක්ෂයේ පරාවර්තන පෘෂ්ඨයේ ආධාරක වේදිකාව ග්‍රැනයිට් පැණි වද ව්‍යුහයක් භාවිතා කරයි, එය ස්වයං-බරින් සැහැල්ලු (ඝනත්වය 2.7g/cm³) සහ ශක්තිමත් සුළං කම්පන ප්‍රතිරෝධයක් ඇත (විකෘති වීම < 50μm 10-මට්ටමේ සුළඟක් යටතේ).
ලේසර් ඉන්ටර්ෆෙරෝමීටරයේ දෘශ්‍ය වේදිකාව ක්ෂුද්‍ර සිදුරු සහිත ග්‍රැනයිට් භාවිතා කරයි. පරාවර්තකය රික්තක අවශෝෂණය මගින් සවි කර ඇති අතර, 5nm ට අඩු පැතලි දෝෂයක් සහිතව, ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග හඳුනාගැනීම වැනි අතිශය නිරවද්‍ය දෘශ්‍ය අත්හදා බැලීම්වල ස්ථායිතාව සහතික කරයි.
2. නිරවද්‍ය දෘශ්‍ය සංරචක සැකසීම
තාක්ෂණික වාසි:
ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ චුම්භක පාරගම්යතාව සහ විද්‍යුත් සන්නායකතාවය ශුන්‍යයට ආසන්න වන අතර, අයන කදම්භ ඔප දැමීම (IBF) සහ චුම්භක විද්‍යාත්මක ඔප දැමීම (MRF) වැනි නිරවද්‍ය ක්‍රියාවලීන් කෙරෙහි විද්‍යුත් චුම්භක මැදිහත්වීම්වල බලපෑම වළක්වයි. සැකසූ ඇස්ෆිකල් කාචයේ මතුපිට හැඩයේ නිරවද්‍යතාවය PV අගය λ/100 දක්වා ළඟා විය හැකිය.
Iii. අභ්‍යවකාශ සහ නිරවද්‍යතා පරීක්ෂාව
ගුවන් සේවා සංරචක පරීක්ෂණ වේදිකාව
යෙදුම් අවස්ථා: ගුවන් යානා තල ත්‍රිමාණ පරීක්ෂාව, ගුවන් ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ ව්‍යුහාත්මක සංරචකවල හැඩය සහ ස්ථාන ඉවසීම මැනීම.
ප්‍රධාන කාර්ය සාධනය:
ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ මතුපිට විද්‍යුත් විච්ඡේදක විඛාදනය මගින් ප්‍රතිකාර කර සියුම් රටා (Ra 0.4-0.8μm රළුබවක් සහිත) සාදයි, ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් ප්‍රේරක පරීක්ෂණ සඳහා සුදුසු වන අතර තල පැතිකඩ හඳුනාගැනීමේ දෝෂය 5μm ට වඩා අඩුය.
එයට ගුවන් සේවා සංරචක කිලෝග්‍රෑම් 200 කට වඩා වැඩි බරකට ඔරොත්තු දිය හැකි අතර, දිගුකාලීන භාවිතයෙන් පසු සමතලා බව වෙනස් වීම 2μm/m ට වඩා අඩු වන අතර, අභ්‍යවකාශ කර්මාන්තයේ 10 ශ්‍රේණියේ නිරවද්‍ය නඩත්තු අවශ්‍යතා සපුරාලයි.

2. අවස්ථිති සංචාලන සංරචක ක්‍රමාංකනය කිරීම
තාක්ෂණික අවශ්‍යතා: ගයිරොස්කෝප් සහ ත්වරණමාන වැනි අවස්ථිති උපාංගවල ස්ථිතික ක්‍රමාංකනය සඳහා අතිශය ස්ථායී යොමු වේදිකාවක් අවශ්‍ය වේ.
විසඳුම: ග්‍රැනයිට් වේදිකාව ක්‍රියාකාරී කම්පන හුදකලා පද්ධතියක් (ස්වාභාවික සංඛ්‍යාතය < 1Hz) සමඟ ඒකාබද්ධ කර ඇති අතර, කම්පන ත්වරණය < 1×10⁻⁴g සහිත පරිසරයක < 0.01°/h ට අඩු අවස්ථිති සංරචකවල ශුන්‍ය-ඕෆ්සෙට් ස්ථායිතාවයේ ඉහළ නිරවද්‍යතා ක්‍රමාංකනය ලබා ගනී.
Iv. නැනෝ තාක්ෂණය සහ ජෛව වෛද්‍ය විද්‍යාව
ස්කෑනිං පරීක්ෂණ අන්වීක්ෂය (SPM) වේදිකාව
මූලික ක්‍රියාකාරිත්වය: පරමාණුක බල අන්වීක්ෂය (AFM) සහ ස්කෑනිං උමං අන්වීක්ෂය (STM) සඳහා පදනම ලෙස, එය පාරිසරික කම්පන සහ තාප ප්ලාවිතයෙන් හුදකලා කළ යුතුය.
කාර්ය සාධන දර්ශක:
ග්‍රැනයිට් වේදිකාව, වායුමය කම්පන හුදකලා කකුල් සමඟ ඒකාබද්ධව, බාහිර කම්පන සම්ප්‍රේෂණ අනුපාතය (1-100Hz) 5% ට වඩා අඩු කළ හැකි අතර, වායුගෝලීය පරිසරයේ AFM හි පරමාණුක මට්ටමේ රූපකරණය (විභේදනය < 0.1nm) ලබා ගනී.
උෂ්ණත්ව සංවේදීතාව 0.05μm/℃ ට වඩා අඩු වන අතර, එය නියත උෂ්ණත්ව (37℃±0.1℃) පරිසරයක ජීව විද්‍යාත්මක සාම්පල නැනෝ පරිමාණයෙන් නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා අවශ්‍යතා සපුරාලයි.
2. ජෛව චිප් ඇසුරුම් උපකරණ
යෙදුම් නඩුව: DNA අනුක්‍රමික චිප් සඳහා වන ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් පෙළගැස්වීමේ වේදිකාව, ±0.5μm ස්ථානගත කිරීමේ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් ග්‍රැනයිට් වායු-පාවෙන මාර්ගෝපදේශක රේල් පීලි භාවිතා කරයි, ක්ෂුද්‍ර තරල නාලිකාව සහ හඳුනාගැනීමේ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය අතර උප-ක්ෂුද්‍ර බන්ධනය සහතික කරයි.
V. නැගී එන යෙදුම් අවස්ථා
ක්වොන්ටම් පරිගණක උපකරණ පදනම
තාක්ෂණික අභියෝග: කියුබිට් හැසිරවීම සඳහා අතිශය අඩු උෂ්ණත්ව (mK මට්ටම) සහ අතිශය ස්ථායී යාන්ත්‍රික පරිසරයක් අවශ්‍ය වේ.
විසඳුම: ග්‍රැනයිට් වල අතිශය අඩු තාප ප්‍රසාරණ ගුණය (-200℃ සිට කාමර උෂ්ණත්වය දක්වා ප්‍රසාරණ අනුපාතය < 1ppm) අතිශය අඩු උෂ්ණත්ව සුපිරි සන්නායක චුම්බකවල හැකිලීමේ ලක්ෂණ සමඟ සැසඳිය හැකි අතර, ක්වොන්ටම් චිප් ඇසුරුම් කිරීමේදී පෙළගැස්මේ නිරවද්‍යතාවය සහතික කරයි.
2. ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භ ලිතෝග්‍රැෆි (EBL) පද්ධතිය
ප්‍රධාන කාර්ය සාධනය: ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ පරිවාරක ගුණය (ප්‍රතිරෝධකතාව > 10¹³Ω · m) ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භ විසිරීම වළක්වයි. විද්‍යුත් ස්ථිතික ස්පින්ඩල් ධාවකය සමඟ ඒකාබද්ධව, එය නැනෝ පරිමාණ රේඛා පළලක් (< 10nm) සහිත ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් ලිතෝග්‍රැෆි රටා ලිවීම ලබා ගනී.
සාරාංශය
ග්‍රැනයිට් නිරවද්‍යතා වේදිකා යෙදීම සාම්ප්‍රදායික නිරවද්‍යතා යන්ත්‍රෝපකරණවල සිට නැනෝ තාක්‍ෂණය, ක්වොන්ටම් භෞතික විද්‍යාව සහ ජෛව වෛද්‍ය විද්‍යාව වැනි අති නවීන ක්ෂේත්‍ර දක්වා ව්‍යාප්ත වී ඇත. එහි මූලික තරඟකාරිත්වය පවතින්නේ ද්‍රව්‍යමය ගුණාංග සහ ඉංජිනේරු අවශ්‍යතා ගැඹුරු ලෙස සම්බන්ධ කිරීම තුළ ය. අනාගතයේදී, සංයුක්ත ශක්තිමත් කිරීමේ තාක්ෂණයන් (ග්‍රැෆීන්-ග්‍රැනයිට් නැනෝ සංයුක්ත වැනි) සහ බුද්ධිමත් සංවේදක තාක්ෂණයන් ඒකාබද්ධ කිරීමත් සමඟ, ග්‍රැනයිට් වේදිකා පරමාණුක මට්ටමේ නිරවද්‍යතාවය, පූර්ණ-උෂ්ණත්ව පරාස ස්ථායිතාව සහ බහු-ක්‍රියාකාරී ඒකාබද්ධතාවයේ දිශාවන් ඔස්සේ බිඳී ගොස්, ඊළඟ පරම්පරාවේ අතිශය නිරවද්‍යතා නිෂ්පාදනයට සහාය වන මූලික මූලික සංරචක බවට පත්වනු ඇත.