குறைக்கடத்தி சோதனை தளம்: வார்ப்பிரும்பு பொருட்களை விட கிரானைட்டைப் பயன்படுத்துவதன் ஒப்பீட்டு நன்மைகள் என்ன?

குறைக்கடத்தி சோதனைத் துறையில், சோதனைத் தளத்தின் பொருள் தேர்வு, சோதனை துல்லியம் மற்றும் உபகரண நிலைத்தன்மையில் ஒரு தீர்க்கமான பங்கை வகிக்கிறது. பாரம்பரிய வார்ப்பிரும்பு பொருட்களுடன் ஒப்பிடுகையில், கிரானைட் அதன் சிறந்த செயல்திறன் காரணமாக குறைக்கடத்தி சோதனை தளங்களுக்கு சிறந்த தேர்வாக மாறி வருகிறது.
சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பு நீண்ட கால நிலையான செயல்பாட்டை உறுதி செய்கிறது.
குறைக்கடத்தி சோதனைச் செயல்பாட்டின் போது, ​​ஒளிமின்னழுத்த வளர்ச்சிக்குப் பயன்படுத்தப்படும் பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு (KOH) கரைசல் மற்றும் ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலம் (HF) மற்றும் நைட்ரிக் அமிலம் (HNO₃) போன்ற அதிக அரிக்கும் பொருட்கள் போன்ற பல்வேறு வேதியியல் வினைப்பொருட்கள் பெரும்பாலும் ஈடுபடுகின்றன. வார்ப்பிரும்பு முக்கியமாக இரும்புத் தனிமங்களால் ஆனது. அத்தகைய வேதியியல் சூழலில், ஆக்சிஜனேற்றம்-குறைப்பு எதிர்வினைகள் ஏற்பட அதிக வாய்ப்புள்ளது. இரும்பு அணுக்கள் எலக்ட்ரான்களை இழந்து கரைசலில் உள்ள அமிலப் பொருட்களுடன் இடப்பெயர்ச்சி எதிர்வினைகளுக்கு உட்படுகின்றன, இதனால் மேற்பரப்பு விரைவான அரிப்பு ஏற்படுகிறது, துரு மற்றும் தாழ்வுகள் உருவாகின்றன, மேலும் தளத்தின் தட்டையான தன்மை மற்றும் பரிமாண துல்லியத்தை சேதப்படுத்துகின்றன.

இதற்கு நேர்மாறாக, கிரானைட்டின் கனிம கலவை அதற்கு அசாதாரண அரிப்பு எதிர்ப்பை அளிக்கிறது. அதன் முக்கிய கூறு, குவார்ட்ஸ் (SiO₂), மிகவும் நிலையான வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பொதுவான அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களுடன் அரிதாகவே வினைபுரிகிறது. ஃபெல்ட்ஸ்பார் போன்ற கனிமங்களும் பொதுவான வேதியியல் சூழல்களில் மந்தமானவை. அதே உருவகப்படுத்தப்பட்ட குறைக்கடத்தி கண்டறிதல் வேதியியல் சூழலில், கிரானைட்டின் வேதியியல் அரிப்பு எதிர்ப்பு வார்ப்பிரும்பை விட 15 மடங்கு அதிகமாக இருப்பதை ஏராளமான சோதனைகள் காட்டுகின்றன. இதன் பொருள் கிரானைட் தளங்களைப் பயன்படுத்துவது அரிப்பினால் ஏற்படும் உபகரண பராமரிப்புக்கான அதிர்வெண் மற்றும் செலவைக் கணிசமாகக் குறைக்கலாம், உபகரணங்களின் சேவை ஆயுளை நீட்டிக்கலாம் மற்றும் கண்டறிதல் துல்லியத்தின் நீண்டகால நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்யலாம்.
மிக உயர்ந்த நிலைத்தன்மை, நானோமீட்டர்-நிலை கண்டறிதல் துல்லியத்தின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது.
குறைக்கடத்தி சோதனையானது தளத்தின் நிலைத்தன்மைக்கு மிக உயர்ந்த தேவைகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் நானோ அளவிலான சிப்பின் பண்புகளை துல்லியமாக அளவிட வேண்டும். வார்ப்பிரும்பின் வெப்ப விரிவாக்க குணகம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது, தோராயமாக 10-12 × 10⁻⁶/℃. கண்டறிதல் கருவியின் செயல்பாட்டால் அல்லது சுற்றுப்புற வெப்பநிலையின் ஏற்ற இறக்கத்தால் உருவாகும் வெப்பம் வார்ப்பிரும்பு தளத்தின் குறிப்பிடத்தக்க வெப்ப விரிவாக்கம் மற்றும் சுருக்கத்தை ஏற்படுத்தும், இதன் விளைவாக கண்டறிதல் ஆய்வுக்கும் சிப்பிற்கும் இடையில் நிலை விலகல் ஏற்பட்டு அளவீட்டு துல்லியத்தை பாதிக்கும்.

கிரானைட்டின் வெப்ப விரிவாக்க குணகம் 0.6-5×10⁻⁶/℃ மட்டுமே, இது வார்ப்பிரும்பின் ஒரு பகுதி அல்லது அதற்கும் குறைவாகும். அதன் அமைப்பு அடர்த்தியானது. நீண்டகால இயற்கை வயதானதன் மூலம் உள் அழுத்தம் அடிப்படையில் நீக்கப்பட்டது மற்றும் வெப்பநிலை மாற்றங்களால் மிகக் குறைவாக பாதிக்கப்படுகிறது. கூடுதலாக, கிரானைட் வலுவான விறைப்புத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, வார்ப்பிரும்பை விட 2 முதல் 3 மடங்கு அதிக கடினத்தன்மை கொண்டது (HRC > 51 க்கு சமம்), இது வெளிப்புற தாக்கங்கள் மற்றும் அதிர்வுகளை திறம்பட எதிர்க்கும் மற்றும் தளத்தின் தட்டையான தன்மை மற்றும் நேரான தன்மையை பராமரிக்கும். உதாரணமாக, உயர்-துல்லியமான சிப் சுற்று கண்டறிதலில், கிரானைட் தளம் ±0.5μm/m க்குள் தட்டையான தன்மை பிழையைக் கட்டுப்படுத்த முடியும், இது கண்டறிதல் கருவிகள் இன்னும் சிக்கலான சூழல்களில் நானோ அளவிலான துல்லிய கண்டறிதலை அடைய முடியும் என்பதை உறுதி செய்கிறது.
சிறந்த காந்த எதிர்ப்பு பண்பு, தூய கண்டறிதல் சூழலை உருவாக்குகிறது.
குறைக்கடத்தி சோதனை உபகரணங்களில் உள்ள மின்னணு கூறுகள் மற்றும் சென்சார்கள் மின்காந்த குறுக்கீட்டிற்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை. வார்ப்பிரும்பு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான காந்தத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு மின்காந்த சூழலில், இது ஒரு தூண்டப்பட்ட காந்தப்புலத்தை உருவாக்கும், இது கண்டறிதல் கருவியின் மின்காந்த சமிக்ஞைகளில் தலையிடும், இதன் விளைவாக சமிக்ஞை சிதைவு மற்றும் அசாதாரண கண்டறிதல் தரவு ஏற்படும்.

மறுபுறம், கிரானைட் ஒரு காந்த எதிர்ப்புப் பொருளாகும், மேலும் வெளிப்புற காந்தப்புலங்களால் துருவப்படுத்தப்படுவதில்லை. வேதியியல் பிணைப்புகளுக்குள் உள் எலக்ட்ரான்கள் ஜோடிகளாக உள்ளன, மேலும் கட்டமைப்பு நிலையானது, வெளிப்புற மின்காந்த சக்திகளால் பாதிக்கப்படுவதில்லை. 10mT இன் வலுவான காந்தப்புல சூழலில், கிரானைட்டின் மேற்பரப்பில் தூண்டப்பட்ட காந்தப்புல தீவிரம் 0.001mT க்கும் குறைவாக உள்ளது, அதே நேரத்தில் வார்ப்பிரும்பின் மேற்பரப்பில் அது 8mT க்கும் அதிகமாக உள்ளது. இந்த அம்சம் கிரானைட் தளத்தை கண்டறிதல் கருவிகளுக்கு ஒரு தூய மின்காந்த சூழலை உருவாக்க உதவுகிறது, குறிப்பாக குவாண்டம் சிப் கண்டறிதல் மற்றும் உயர்-துல்லிய அனலாக் சர்க்யூட் கண்டறிதல் போன்ற மின்காந்த இரைச்சலுக்கான கடுமையான தேவைகளைக் கொண்ட சூழ்நிலைகளுக்கு ஏற்றது, கண்டறிதல் முடிவுகளின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் நிலைத்தன்மையை திறம்பட மேம்படுத்துகிறது.

குறைக்கடத்தி சோதனை தளங்களின் கட்டுமானத்தில், அரிப்பு எதிர்ப்பு, நிலைத்தன்மை மற்றும் காந்த எதிர்ப்பு போன்ற குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகள் காரணமாக, கிரானைட் வார்ப்பிரும்பு பொருட்களை முழுமையாக விஞ்சியுள்ளது. குறைக்கடத்தி தொழில்நுட்பம் அதிக துல்லியத்தை நோக்கி முன்னேறும்போது, ​​சோதனை உபகரணங்களின் செயல்திறனை உறுதி செய்வதிலும், குறைக்கடத்தி துறையின் முன்னேற்றத்தை ஊக்குவிப்பதிலும் கிரானைட் பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும்.