Боржин чулуун нарийвчлалтай платформууд нь өндөр хатуулаг, бага тэлэлтийн коэффициент, маш сайн чийгшүүлэх гүйцэтгэл болон байгалийн соронзон эсэргүүцэх шинж чанартай тул нарийвчлал, тогтвортой байдал өндөр шаарддаг өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэл, шинжлэх ухааны судалгааны салбарт орлуулшгүй хэрэглээний ач холбогдолтой юм. Үүний үндсэн хэрэглээний хувилбарууд болон техникийн давуу талууд нь дараах байдалтай байна.
I. Хэт нарийвчлалтай боловсруулах тоног төхөөрөмжийн салбар
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж
Хэрэглээний хувилбарууд: Литографийн машины ажлын ширээ, вафли хэрчих машины суурь, сав баглаа боодлын тоног төхөөрөмжийн байршил тогтоох тавцан.
Техникийн үнэ цэнэ:
Боржин чулууны дулааны тэлэлтийн коэффициент нь ердөө (0.5-1.0) ×10⁻⁶/℃ бөгөөд энэ нь литографийн машины нано хэмжээний өртөлтийн үед температурын хэлбэлзлийг тэсвэрлэх чадвартай (±0.1℃ орчинд шилжилтийн алдаа <0.1nm).
Дотоод бичил нүх сүвний бүтэц нь байгалийн чийгшүүлэлтийг үүсгэдэг (нойрсуулах харьцаа 0.05-0.1), хэрчих машинаар өндөр хурдтай зүсэх үед чичиргээг (далайц < 2μм) дарж, вафлины зүсэлтийн ирмэгийн барзгаржилтын Ra нь 1μм-ээс бага байхыг баталгаажуулдаг.
2. Нарийвчлалтай нунтаглах машин ба координатын хэмжих машин (CMM)
Хэрэглээний тохиолдол:
Гурван координатын хэмжих машины суурь нь ±0.5μm/m хавтгайтай, нэгдмэл боржин чулуун бүтэцтэй. Агаарт хөвдөг чиглүүлэгч төмөр замтай хослуулан нано түвшний хөдөлгөөний нарийвчлалыг бий болгодог (байршлын давталтын нарийвчлал ±0.1μm).
Оптик нунтаглах машины ажлын ширээ нь боржин чулуу болон мөнгөн гангийн нийлмэл бүтцийг ашигладаг. K9 шилийг нунтаглах үед гадаргуугийн долгион нь λ/20 (λ=632.8нм)-ээс бага бөгөөд лазер линзний хэт жигд боловсруулалтын шаардлагыг хангадаг.
II. Оптик ба Фотоникийн салбар
Одон орон судлалын дуран болон лазер системүүд
Ердийн хэрэглээ:
Том радио дурангийн ойлтын гадаргуугийн тулгуур тавцан нь боржин чулуун зөгийн үүрний бүтэцтэй бөгөөд энэ нь хөнгөн жинтэй (нягтрал 2.7г/см³) бөгөөд салхины хүчтэй чичиргээнд тэсвэртэй (10 түвшний салхины дор деформаци <50μм) юм.
Лазер интерферометрийн оптик платформ нь бичил нүх сүвтэй боржин чулууг ашигладаг. Тусгал хэсгийг вакуум адсорбцоор бэхэлсэн бөгөөд хавтгай байдлын алдаа нь 5нм-ээс бага бөгөөд энэ нь таталцлын долгион илрүүлэх зэрэг хэт нарийвчлалтай оптик туршилтын тогтвортой байдлыг хангадаг.
2. Нарийвчлалтай оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн боловсруулалт
Техникийн давуу талууд:
Боржин чулуун тавцангийн соронзон нэвчилт ба цахилгаан дамжуулах чанар нь тэгтэй ойролцоо байгаа нь ионы цацраг өнгөлгөө (IBF) болон соронзон реологийн өнгөлгөө (MRF) зэрэг нарийн процессуудад цахилгаан соронзон хөндлөнгийн нөлөөллөөс зайлсхийдэг. Боловсруулсан асфикаль линзний гадаргуугийн хэлбэрийн нарийвчлалын PV утга нь λ/100 хүрч болно.
III. Агаарын болон нарийн шалгалт
Нисэхийн эд ангийн үзлэгийн платформ
Хэрэглээний хувилбарууд: Нисэх онгоцны ирний гурван хэмжээст үзлэг, нисэхийн хөнгөн цагаан хайлшийн бүтцийн эд ангийн хэлбэр ба байрлалын хүлцлийг хэмжих.
Гол гүйцэтгэл:
Боржин чулуун тавцангийн гадаргууг электролитийн зэврэлтээр боловсруулж, нарийн хээ үүсгэдэг (Ra 0.4-0.8μm барзгаржилттай), өндөр нарийвчлалтай гох датчикт тохиромжтой бөгөөд ирний профайлыг илрүүлэх алдаа нь 5μm-ээс бага байдаг.
Энэ нь 200 кг-аас дээш агаарын тээврийн эд ангийн ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд удаан хугацаагаар ашигласны дараа хавтгай байдлын өөрчлөлт нь 2μm/m-ээс бага бөгөөд сансар судлалын салбарын 10-р зэргийн нарийвчлалтай засвар үйлчилгээний шаардлагыг хангадаг.
2. Инерцийн навигацийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тохируулга
Техникийн шаардлага: Гироскоп болон акселерометр зэрэг инерцийн төхөөрөмжүүдийн статик тохируулга нь хэт тогтвортой лавлах платформ шаарддаг.
Шийдэл: Боржин чулуун тавцанг идэвхтэй чичиргээ тусгаарлах системтэй (байгалийн давтамж < 1Гц) хослуулсан бөгөөд чичиргээний хурдатгал < 1×10⁻⁴g орчинд < 0.01°/цаг инерцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тэг-офсет тогтвортой байдлын өндөр нарийвчлалтай тохируулгыг хийж гүйцэтгэсэн.
IV. Нанотехнологи ба биоанагаах ухаан
Сканнердах датчик микроскоп (SPM) платформ
Гол үүрэг: Атомын хүчний микроскоп (AFM) болон сканнердах туннелийн микроскоп (STM)-ийн суурь болохын хувьд үүнийг хүрээлэн буй орчны чичиргээ болон дулааны шилжилтээс тусгаарлах шаардлагатай.
Гүйцэтгэлийн үзүүлэлтүүд:
Боржин чулуун тавцан нь хийн чичиргээ тусгаарлах хөлтэй хослуулан гадаад чичиргээний дамжуулах хурдыг (1-100Гц) 5%-иас бага болгож, агаар мандлын орчинд AFM-ийн атомын түвшний дүрслэлийг бий болгодог (нягтрал < 0.1нм).
Температурын мэдрэг чанар нь 0.05μm/℃-ээс бага бөгөөд энэ нь тогтмол температуртай (37℃±0.1℃) орчинд биологийн дээжийг нано хэмжээний ажиглалтын шаардлагыг хангасан.
2. Биочип сав баглаа боодлын тоног төхөөрөмж
Хэрэглээний тохиолдол: ДНХ-ийн дарааллын чипийн өндөр нарийвчлалтай тохируулгын платформ нь ±0.5μм байрлалын нарийвчлалтай боржин чулуун агаарт хөвдөг чиглүүлэгч хашлага ашигладаг бөгөөд энэ нь микрофлюидийн суваг болон илрүүлэх электродын хооронд микроноос доош холбоог баталгаажуулдаг.
V. Шинээр гарч ирж буй хэрэглээний хувилбарууд
Квант тооцооллын тоног төхөөрөмжийн суурь
Техникийн бэрхшээлүүд: Qubit-ийг удирдахад маш бага температур (mK түвшин) болон хэт тогтвортой механик орчин шаардлагатай.
Шийдэл: Боржин чулууны маш бага дулааны тэлэлтийн шинж чанар (-200℃-ээс өрөөний температур хүртэл тэлэлтийн хурд < 1ppm) нь хэт бага температурт хэт дамжуулагч соронзонгийн агшилтын шинж чанартай тохирч, квант чипийг савлах явцад тэгшлэх нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.
2. Электрон цацрагийн литографийн (EBL) систем
Гол гүйцэтгэл: Боржин чулуун тавцангийн тусгаарлагч шинж чанар (эсэргүүцэл > 10¹³Ω · м) нь электрон цацрагийн тархалтыг зогсоодог. Цахилгаан тэнхлэгийн хөтлөгчтэй хослуулан нано хэмжээний шугамын өргөнтэй (<10нм) өндөр нарийвчлалтай литографийн хээ бичих боломжтой.
Хураангуй
Боржин чулуун нарийвчлалтай платформуудын хэрэглээ нь уламжлалт нарийвчлалтай машин механизмаас эхлээд нанотехнологи, квант физик, биоанагаах ухаан зэрэг дэвшилтэт салбарууд хүртэл өргөжсөн. Үүний гол өрсөлдөх чадвар нь материалын шинж чанар болон инженерийн шаардлагын гүн гүнзгий уялдаа холбоонд оршдог. Ирээдүйд нийлмэл арматурын технологи (графен-гранит нанокомпозит гэх мэт) болон ухаалаг мэдрэгчийн технологиудыг нэгтгэснээр боржин чулуун платформууд нь атомын түвшний нарийвчлал, бүрэн температурын хязгаарын тогтвортой байдал, олон үйлдэлт интеграцийн чиглэлд нэвтэрч, дараагийн үеийн хэт нарийвчлалтай үйлдвэрлэлийн гол үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох болно.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 5-р сарын 28