Ann an raon deuchainnean leth-chonnsachaidh, tha taghadh stuthan an àrd-ùrlair deuchainn a’ cluich pàirt chinnteach ann an cruinneas deuchainn agus seasmhachd uidheamachd. An coimeas ri stuthan iarainn-tilgte traidiseanta, tha clach-ghràin a’ fàs mar an roghainn as fheàrr airson àrd-ùrlaran deuchainn leth-chonnsachaidh air sgàth a choileanadh air leth.
Bidh strì an aghaidh creimeadh air leth a’ dèanamh cinnteach à obrachadh seasmhach fad-ùine
Rè a’ phròiseas deuchainn leth-chonnsachaidh, bidh diofar ath-bheachdan ceimigeach gu tric an sàs, leithid fuasgladh potasium hydroxide (KOH) a thathas a’ cleachdadh airson leasachadh photoresist, agus stuthan a tha gu math creimneach leithid searbhag hydrofluoric (HF) agus searbhag nitric (HNO₃) sa phròiseas gràbhaladh. Tha iarann tilgte air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de eileamaidean iarainn. Ann an àrainneachd cheimigeach mar sin, tha e glè choltach gun tachair ath-bheachdan oxidation-reduction. Bidh dadaman iarainn a’ call dealanan agus a’ faighinn ath-bheachdan gluasaid le stuthan searbhagach san fhuasgladh, ag adhbhrachadh creimeadh luath air an uachdar, a’ cruthachadh meirg agus claisean, agus a’ dèanamh cron air rèidhleanachd agus cruinneas tomhasach an àrd-ùrlair.
An coimeas ri sin, tha co-dhèanamh mèinnearach clach-ghràin ga thoirt gu ìre iongantach de dh’aghaidh creimeadh. Tha feartan ceimigeach seasmhach aig a’ phrìomh phàirt aige, grian-chlach (SiO₂), agus is gann gun obraich e le searbhagan is bunaitean cumanta. Tha mèinnirean leithid feldspar cuideachd neo-ghnìomhach ann an àrainneachdan ceimigeach coitcheann. Tha àireamh mhòr de dheuchainnean air sealltainn, san aon àrainneachd cheimigeach lorg leth-chonnsachaidh samhlaichte, gu bheil strì an aghaidh creimeadh ceimigeach clach-ghràin còrr is 15 uiread nas àirde na strì an aghaidh iarann teilgte. Tha seo a’ ciallachadh gum faod cleachdadh àrd-ùrlaran clach-ghràin tricead agus cosgais cumail suas uidheamachd air adhbhrachadh le creimeadh a lughdachadh gu mòr, beatha seirbheis an uidheamachd a leudachadh, agus seasmhachd fad-ùine cruinneas lorg a dhèanamh cinnteach.
Seasmhachd fìor àrd, a’ coinneachadh ri riatanasan cruinneas lorg aig ìre nanometer
Tha riatanasan fìor àrd aig deuchainnean leth-sheoltairean airson seasmhachd an àrd-ùrlair agus feumaidh iad feartan a’ chip a thomhas gu mionaideach aig an nano-sgèile. Tha co-èifeachd leudachaidh teirmeach iarainn-tilgte an ìre mhath àrd, timcheall air 10-12 ×10⁻⁶/℃. Bidh an teas a thig bho obrachadh an uidheamachd lorg no caochlaideachd teòthachd na h-àrainneachd ag adhbhrachadh leudachadh teirmeach agus giorrachadh mòr air àrd-ùrlar an iarainn-tilgte, agus mar thoradh air sin bidh claonadh suidheachaidh eadar am probe lorg agus a’ chip agus a’ toirt buaidh air cruinneas an tomhais.
Chan eil co-èifeachd leudachaidh teirmeach clach-ghràin ach 0.6-5 × 10⁻⁶/℃, agus tha sin na bhloigh no eadhon nas ìsle na co-èifeachd iarainn leaghte. Tha a structar dùmhail. Chaidh an cuideam a-staigh a thoirt air falbh gu ìre mhòr tro bhith a’ fàs nas sine nàdarra san fhad-ùine agus chan eil buaidh mhòr aig atharrachaidhean teòthachd air. A bharrachd air an sin, tha cruas làidir aig clach-ghràin, le cruas 2 gu 3 tursan nas àirde na cruas iarainn leaghte (co-ionann ri HRC > 51), a dh’ fhaodas seasamh an aghaidh buaidhean agus crithidhean bhon taobh a-muigh gu h-èifeachdach agus rèidhleanachd agus dìreachas an àrd-ùrlair a chumail suas. Mar eisimpleir, ann an lorg cuairt chip àrd-chruinneas, faodaidh an àrd-ùrlar clach-ghràin smachd a chumail air a’ mhearachd rèidhleanachd taobh a-staigh ± 0.5μm / m, a’ dèanamh cinnteach gum faod an uidheamachd lorg fhathast lorg mionaideachd nanosgèile a choileanadh ann an àrainneachdan iom-fhillte.
Togalaichean sàr-mhath an-aghaidh magnetachd, a’ cruthachadh àrainneachd lorg fìor-ghlan
Tha na co-phàirtean dealanach agus na mothachairean ann an uidheam deuchainn leth-chonnsachaidh air leth mothachail air bacadh electromagnetic. Tha ìre àraid de mhagnatas aig iarann tilgte. Ann an àrainneachd electromagnetic, cruthaichidh e raon magnetach brosnaichte, a chuireas bacadh air comharran electromagnetic an uidheamachd lorg, agus mar thoradh air sin bidh saobhadh comharran agus dàta lorg neo-àbhaisteach ann.
Air an làimh eile, 's e stuth an-aghaidh magnetachd a th' ann an clach-ghràin agus chan eil e cho poilearachdach le raointean magnetach bhon taobh a-muigh. Tha na dealanan a-staigh ann an càraidean taobh a-staigh nan ceanglaichean ceimigeach, agus tha an structar seasmhach, gun bhuaidh aig feachdan electromagnetic bhon taobh a-muigh. Ann an àrainneachd raoin magnetach làidir de 10mT, tha dian an raoin magnetach air uachdar clach-ghràin nas lugha na 0.001mT, agus tha dian an raoin magnetach air uachdar iarann tilgte cho àrd ri barrachd air 8mT. Leigidh an fheart seo leis an àrd-ùrlar clach-ghràin àrainneachd electromagnetic fìor-ghlan a chruthachadh airson an uidheamachd lorg, gu sònraichte freagarrach airson suidheachaidhean le riatanasan teann airson fuaim electromagnetic leithid lorg sliseagan cuantamach agus lorg cuairt analogach àrd-chruinneas, a’ neartachadh earbsachd agus cunbhalachd thoraidhean an lorg gu h-èifeachdach.
Ann an togail àrd-ùrlaran deuchainn leth-chonnsachaidh, tha clach-ghràin air a dhol thairis air stuthan iarainn-tilgte gu mòr air sgàth a bhuannachdan mòra leithid strì an aghaidh creimeadh, seasmhachd agus an-aghaidh magnetachd. Mar a bhios teicneòlas leth-chonnsachaidh a’ dol air adhart a dh’ionnsaigh cruinneas nas àirde, bidh clach-ghràin a’ cluich pàirt a tha a’ sìor fhàs cudromach ann a bhith a’ dèanamh cinnteach à coileanadh uidheamachd deuchainn agus a’ brosnachadh adhartas gnìomhachas leth-chonnsachaidh.
Àm puist: 15 Cèitean 2025