የሴሚኮንዳክተር የሙከራ መድረክ፡- ከቀለጠ ብረት ቁሳቁሶች ይልቅ ግራናይትን የመጠቀም አንጻራዊ ጥቅሞች ምንድናቸው?

በሴሚኮንዳክተር ሙከራ መስክ፣ የሙከራ መድረኩ የቁሳቁስ ምርጫ በሙከራ ትክክለኛነት እና በመሳሪያዎች መረጋጋት ላይ ወሳኝ ሚና ይጫወታል። ከባህላዊ የብረት ብረታ ብረት ቁሳቁሶች ጋር ሲነጻጸር፣ ግራናይት በሚያስደንቅ አፈጻጸም ምክንያት ለሴሚኮንዳክተር የሙከራ መድረኮች ተስማሚ ምርጫ እየሆነ መጥቷል።
እጅግ በጣም ጥሩ የዝገት መቋቋም ለረጅም ጊዜ የተረጋጋ አሠራርን ያረጋግጣል
በሴሚኮንዳክተር የሙከራ ሂደት ውስጥ፣ እንደ ፖታሲየም ሃይድሮክሳይድ (KOH) መፍትሄ ለፎቶ መቋቋም እድገት እና እንደ ሃይድሮፍሎሪክ አሲድ (HF) እና ናይትሪክ አሲድ (HNO₃) ያሉ ከፍተኛ ዝገት የሚፈጥሩ ንጥረ ነገሮች ያሉ የተለያዩ የኬሚካል ሬጀንቶች ብዙውን ጊዜ ይሳተፋሉ። የብረት ብረት በዋናነት ከብረት ንጥረ ነገሮች የተዋቀረ ነው። በእንደዚህ ዓይነት ኬሚካላዊ አካባቢ፣ የኦክሳይድ ቅነሳ ግብረመልሶች የመከሰት ዕድላቸው ከፍተኛ ነው። የብረት አቶሞች ኤሌክትሮኖችን ያጣሉ እና በመፍትሔው ውስጥ ካሉ አሲዳማ ንጥረ ነገሮች ጋር የመፈናቀል ግብረመልሶችን ያጋጥማቸዋል፣ ይህም የገጽታውን ፈጣን ዝገት ያስከትላል፣ ዝገትን እና ጭረቶችን ይፈጥራል፣ እና የመድረኩን ጠፍጣፋነት እና ልኬት ትክክለኛነት ይጎዳል።

በተቃራኒው፣ የግራናይት የማዕድን ቅንብር እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ የዝገት መቋቋም ችሎታ ይሰጠዋል። ዋናው ክፍል የሆነው ኳርትዝ (SiO₂) እጅግ በጣም የተረጋጋ የኬሚካል ባህሪያት ያሉት ሲሆን ከተለመዱ አሲዶች እና ቤዞች ጋር እምብዛም አይገናኝም። እንደ ፌልድስፓር ያሉ ማዕድናት በአጠቃላይ የኬሚካል አካባቢዎችም የማይንቀሳቀሱ ናቸው። በርካታ ሙከራዎች እንደሚያሳዩት በተመሳሳይ የተመሰለ ሴሚኮንዳክተር ማወቂያ ኬሚካል አካባቢ፣ የግራናይት የኬሚካል ዝገት መቋቋም ከተጣለ ብረት ከ15 እጥፍ በላይ ነው። ይህ ማለት የግራናይት መድረኮችን መጠቀም በዝገት ምክንያት የሚፈጠረውን የመሳሪያ ጥገና ድግግሞሽ እና ወጪ በእጅጉ ሊቀንስ፣ የመሳሪያዎቹን የአገልግሎት ዘመን ሊያራዝም እና የረጅም ጊዜ የመለየት ትክክለኛነትን ማረጋገጥ ይችላል።
እጅግ በጣም ከፍተኛ መረጋጋት፣ የናኖሜትር ደረጃ ማወቂያ ትክክለኛነት መስፈርቶችን የሚያሟላ
የሴሚኮንዳክተር ሙከራ ለመድረኩ መረጋጋት እጅግ በጣም ከፍተኛ መስፈርቶች ያሉት ሲሆን በናኖስኬል ላይ የቺፑን ባህሪያት በትክክል መለካት ያስፈልገዋል። የቀለጠ ብረት የሙቀት መስፋፋት ኮፊሸንት በአንጻራዊ ሁኔታ ከፍተኛ ነው፣ በግምት 10-12 × 10⁻⁶/℃። በመለያ መሳሪያው አሠራር ወይም በአካባቢው የሙቀት መጠን መለዋወጥ የሚፈጠረው ሙቀት የቀለጠ ብረት መድረክ ላይ ከፍተኛ የሙቀት መስፋፋት እና መኮማተር ያስከትላል፣ ይህም በመለያ ምርመራው እና በቺፑ መካከል ያለውን የአቀማመጥ ልዩነት ያስከትላል እና የመለኪያ ትክክለኛነትን ይነካል።

የግራናይት የሙቀት መስፋፋት ኮፊሸንት 0.6-5×10⁻⁶/℃ ብቻ ሲሆን ይህም ከቀለጠ ብረት ክፍልፋይ ወይም ከዚያ ያነሰ ነው። አወቃቀሩ ጥቅጥቅ ያለ ነው። ውስጣዊው ውጥረት በመሠረቱ ለረጅም ጊዜ በተፈጥሮ እርጅና ምክንያት ተወግዷል እና በሙቀት ለውጦች በትንሹ ይጎዳል። በተጨማሪም፣ ግራናይት ጠንካራ ጥንካሬ አለው፣ ከቀለጠ ብረት (ከHRC > 51 ጋር እኩል) ከ2 እስከ 3 እጥፍ የሚበልጥ ጥንካሬ አለው፣ ይህም ውጫዊ ተፅእኖዎችን እና ንዝረቶችን በብቃት መቋቋም እና የመድረኩን ጠፍጣፋነት እና ቀጥተኛነት መጠበቅ ይችላል። ለምሳሌ፣ በከፍተኛ ትክክለኛነት ቺፕ ሰርኩዊት ማወቂያ፣ የግራናይት መድረክ በ ±0.5μm/m ውስጥ የጠፍጣፋነት ስህተትን መቆጣጠር ይችላል፣ ይህም የመለየት መሳሪያዎቹ አሁንም ውስብስብ በሆኑ አካባቢዎች ውስጥ የናኖስኬል ትክክለኛነትን ማወቅን ማሳካት እንደሚችሉ ያረጋግጣል።
እጅግ በጣም ጥሩ ፀረ-መግነጢሳዊ ንብረት፣ ንፁህ የመለየት አካባቢን መፍጠር
በሴሚኮንዳክተር የሙከራ መሳሪያዎች ውስጥ ያሉት የኤሌክትሮኒክስ ክፍሎች እና ዳሳሾች ለኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃገብነት እጅግ በጣም ስሜታዊ ናቸው። የብረት ብረት የተወሰነ የማግኔቲዝም ደረጃ አለው። በኤሌክትሮማግኔቲክ አካባቢ፣ የሚፈጠር መግነጢሳዊ መስክ ያመነጫል፣ ይህም የመለየት መሳሪያዎቹን የኤሌክትሮማግኔቲክ ምልክቶች የሚያስተጓጉል ሲሆን ይህም የምልክት መዛባት እና ያልተለመደ የመለየት መረጃ ያስከትላል።

በሌላ በኩል ግራናይት ፀረ-ማግኔቲክ ቁሳቁስ ሲሆን በውጫዊ መግነጢሳዊ መስኮች እምብዛም አይበታተንም። ውስጣዊ ኤሌክትሮኖች በኬሚካላዊ ትስስር ውስጥ በጥንድ ሆነው ይኖራሉ፣ እና መዋቅሩ የተረጋጋ ነው፣ በውጫዊ ኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይሎች አይጎዳም። በ10mT ጠንካራ መግነጢሳዊ መስክ አካባቢ፣ በግራናይት ወለል ላይ የሚፈጠረው መግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ ከ0.001mT ያነሰ ሲሆን፣ በብረት ወለል ላይ ያለው ደግሞ ከ8mT በላይ ነው። ይህ ባህሪ የግራናይት መድረክ ለመለየት መሳሪያዎች ንጹህ የኤሌክትሮማግኔቲክ አካባቢ እንዲፈጥር ያስችለዋል፣ በተለይም እንደ ኳንተም ቺፕ ማወቂያ እና ከፍተኛ ትክክለኛነት ያለው አናሎግ የወረዳ ማወቂያ ላሉ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጫጫታ ጥብቅ መስፈርቶች ላላቸው ሁኔታዎች ተስማሚ ነው፣ ይህም የመለየት ውጤቶችን አስተማማኝነት እና ወጥነት በብቃት ያሻሽላል።

በሴሚኮንዳክተር የሙከራ መድረኮች ግንባታ ውስጥ፣ ግራናይት እንደ ዝገት መቋቋም፣ መረጋጋት እና ፀረ-ማግኔቲዝም ባሉ ጉልህ ጥቅሞች ምክንያት ከቀለጠ ብረት ቁሶች ሙሉ በሙሉ በልጧል። የሴሚኮንዳክተር ቴክኖሎጂ ወደ ከፍተኛ ትክክለኛነት እየገፋ ሲሄድ፣ ግራናይት የሙከራ መሳሪያዎችን አፈፃፀም ለማረጋገጥ እና የሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪን እድገት ለማሳደግ እየጨመረ የሚሄድ ወሳኝ ሚና ይጫወታል።