ໃນຂົງເຂດໃດແດ່ທີ່ແພລດຟອມຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງຫີນແກຣນິດສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້?

ແພລດຟອມຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງຫີນແກຣນິດ, ດ້ວຍຄວາມແຂງແກ່ນສູງ, ສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວຕ່ຳ, ປະສິດທິພາບການດູດຊຶມທີ່ດີເລີດ ແລະ ຄຸນສົມບັດຕ້ານແມ່ເຫຼັກຕາມທຳມະຊາດ, ມີຄຸນຄ່າໃນການນຳໃຊ້ທີ່ບໍ່ສາມາດທົດແທນໄດ້ໃນການຜະລິດລະດັບສູງ ແລະ ຂົງເຂດການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດທີ່ຕ້ອງການຄວາມແມ່ນຍໍາ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງສູງ. ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນສະຖານະການການນຳໃຊ້ຫຼັກ ແລະ ຂໍ້ໄດ້ປຽບທາງດ້ານເຕັກນິກ:
I. ຂົງເຂດອຸປະກອນປະມວນຜົນທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ
ອຸປະກອນການຜະລິດເຄິ່ງຕົວນຳ
ສະຖານະການການນຳໃຊ້: ໂຕະເຄື່ອງພິມຫີນ, ພື້ນຖານເຄື່ອງຕັດແຜ່ນເວເຟີ, ເວທີການວາງຕຳແໜ່ງອຸປະກອນຫຸ້ມຫໍ່.
ມູນຄ່າທາງດ້ານເຕັກນິກ:
ສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນຂອງຫີນແກຣນິດແມ່ນພຽງແຕ່ (0.5-1.0) ×10⁻⁶/℃, ເຊິ່ງສາມາດຕ້ານທານກັບການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມໃນລະຫວ່າງການສຳຜັດກັບລະດັບນາໂນຂອງເຄື່ອງພິມລີໂທກຣາຟີ (ຄວາມຜິດພາດຂອງການຍ້າຍ < 0.1nm ໃນສະພາບແວດລ້ອມ ±0.1℃).
ໂຄງສ້າງຮູຂຸມຂົນພາຍໃນສ້າງການດູດຊຶມຕາມທຳມະຊາດ (ອັດຕາສ່ວນການດູດຊຶມ 0.05 ຫາ 0.1), ສະກັດກັ້ນການສັ່ນສະເທືອນ (ແອມພລິຈູດ < 2μm) ໃນລະຫວ່າງການຕັດຄວາມໄວສູງໂດຍເຄື່ອງຕັດແຜ່ນ ແລະ ຮັບປະກັນວ່າຄວາມຫຍາບຂອງຂອບ Ra ຂອງການຕັດແຜ່ນເວເຟີໜ້ອຍກວ່າ 1μm.

2. ເຄື່ອງຈັກບົດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ ແລະ ເຄື່ອງຈັກວັດແທກພິກັດ (CMM)
ກໍລະນີສະໝັກ:
ພື້ນຖານຂອງເຄື່ອງວັດແທກສາມພິກັດຮັບຮອງເອົາໂຄງສ້າງຫີນແກຣນິດທີ່ປະສົມປະສານ, ມີຄວາມຮາບພຽງ ±0.5μm/m. ເມື່ອລວມກັບລາງນຳທາງທີ່ລອຍຢູ່ໃນອາກາດ, ມັນບັນລຸຄວາມແມ່ນຍຳຂອງການເຄື່ອນໄຫວໃນລະດັບນາໂນ (ຄວາມແມ່ນຍຳຂອງຕຳແໜ່ງຊ້ຳອີກ ±0.1μm).
ໂຕະເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງບົດດ້ວຍແສງໃຊ້ໂຄງສ້າງປະສົມຂອງຫີນແກຣນິດ ແລະ ເຫຼັກເງິນ. ເມື່ອບົດແກ້ວ K9, ຄວາມຄື້ນຂອງພື້ນຜິວຈະໜ້ອຍກວ່າ λ/20 (λ=632.8nm), ຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການການປະມວນຜົນທີ່ລຽບງ່າຍທີ່ສຸດຂອງເລນເລເຊີ.
II. ສາຂາວິຊາທັດສະນະສາດ ແລະ ໂຟໂຕນິກ
ກ້ອງສ່ອງທາງໄກດາລາສາດ ແລະ ລະບົບເລເຊີ
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທົ່ວໄປ:
ແພລດຟອມຮອງຮັບຂອງໜ້າຜິວສະທ້ອນຂອງກ້ອງສ່ອງທາງໄກວິທະຍຸຂະໜາດໃຫຍ່ໃຊ້ໂຄງສ້າງຮັງເຜິ້ງແກຣນິດ, ເຊິ່ງມີນ້ຳໜັກເບົາ (ຄວາມໜາແໜ້ນ 2.7 ກຣາມ/ຊມ³) ແລະ ມີຄວາມຕ້ານທານການສັ່ນສະເທືອນຂອງລົມແຮງ (ການຜິດຮູບ < 50 ໄມໂຄຣມ ພາຍໃຕ້ລົມ 10 ລະດັບ).
ແພລດຟອມທາງແສງຂອງເລເຊີອິນເຕີເຟໂຣມິເຕີໃຊ້ຫີນແກຣນິດທີ່ມີຮູພຸນຂະໜາດນ້ອຍ. ຕົວສະທ້ອນແສງຖືກແກ້ໄຂໂດຍການດູດຊຶມສູນຍາກາດ, ມີຄວາມຜິດພາດຂອງຄວາມຮາບພຽງໜ້ອຍກວ່າ 5nm, ຮັບປະກັນຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການທົດລອງທາງແສງທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງເຊັ່ນ: ການກວດຈັບຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ.
2. ການປະມວນຜົນອົງປະກອບແສງທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ
ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານເຕັກນິກ:
ຄວາມຊຶມຜ່ານແມ່ເຫຼັກ ແລະ ຄວາມນຳໄຟຟ້າຂອງເວທີແກຣນິດແມ່ນໃກ້ກັບສູນ, ຫຼີກລ່ຽງອິດທິພົນຂອງການແຊກແຊງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຕໍ່ຂະບວນການທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງເຊັ່ນ: ການຂັດເງົາລໍາແສງໄອອອນ (IBF) ແລະ ການຂັດເງົາແມ່ເຫຼັກ (MRF). ຄ່າ PV ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຮູບຮ່າງພື້ນຜິວຂອງເລນ asphical ທີ່ຖືກປະມວນຜົນສາມາດບັນລຸ λ/100.
III. ການກວດກາການບິນອະວະກາດ ແລະ ຄວາມແມ່ນຍໍາ
ເວທີກວດກາອົງປະກອບການບິນ
ສະຖານະການນຳໃຊ້: ການກວດກາແຜ່ນໃບມີດເຮືອບິນແບບສາມມິຕິ, ການວັດແທກຄວາມທົນທານຕໍ່ຮູບຮ່າງ ແລະ ຕຳແໜ່ງຂອງອົງປະກອບໂຄງສ້າງໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມການບິນ.
ປະສິດທິພາບຫຼັກ:
ພື້ນຜິວຂອງເວທີແກຣນິດໄດ້ຮັບການຮັກສາດ້ວຍການກັດກ່ອນດ້ວຍໄຟຟ້າເພື່ອສ້າງຮູບແບບທີ່ລະອຽດອ່ອນ (ມີຄວາມຫຍາບຂອງ Ra 0.4-0.8μm), ເໝາະສົມສຳລັບໂພຣບກະຕຸ້ນທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ, ແລະຄວາມຜິດພາດໃນການກວດສອບໂປຣໄຟລ໌ຂອງໃບມີດແມ່ນໜ້ອຍກວ່າ 5μm.
ມັນສາມາດທົນຕໍ່ການໂຫຼດຂອງອົງປະກອບການບິນຫຼາຍກວ່າ 200 ກິໂລກຣາມ, ແລະການປ່ຽນແປງຄວາມຮາບພຽງຫຼັງຈາກການໃຊ້ງານໃນໄລຍະຍາວແມ່ນໜ້ອຍກວ່າ 2μm/m, ຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການການບຳລຸງຮັກສາຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງຊັ້ນຮຽນທີ 10 ໃນອຸດສາຫະກໍາການບິນ.

2. ການວັດແທກອົງປະກອບການນຳທາງແບບ inertial
ຂໍ້ກຳນົດດ້ານເຕັກນິກ: ການວັດແທກແບບຄົງທີ່ຂອງອຸປະກອນ inertial ເຊັ່ນ: ໄຈໂຣສະໂຄບ ແລະ ເຄື່ອງວັດຄວາມເລັ່ງ ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີແພລດຟອມອ້າງອີງທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງສູງສຸດ.
ວິທີແກ້ໄຂ: ແພລດຟອມແກຣນິດຖືກລວມເຂົ້າກັບລະບົບແຍກການສັ່ນສະເທືອນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ (ຄວາມຖີ່ທຳມະຊາດ < 1Hz), ເຊິ່ງບັນລຸໄດ້ການວັດແທກຄວາມແມ່ນຍໍາສູງຂອງສະຖຽນລະພາບທີ່ບໍ່ມີການຊົດເຊີຍສູນຂອງອົງປະກອບ inertial < 0.01°/h ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີການເລັ່ງການສັ່ນສະເທືອນ < 1×10⁻⁴g.
IV. ເຕັກໂນໂລຊີນາໂນ ແລະ ຊີວະການແພດ
ແພລດຟອມກ້ອງຈຸລະທັດສະແກນ (SPM)
ໜ້າທີ່ຫຼັກ: ໃນຖານະເປັນພື້ນຖານສຳລັບກ້ອງຈຸລະທັດແຮງປະລະມານູ (AFM) ແລະ ກ້ອງຈຸລະທັດສະແກນອຸໂມງ (STM), ມັນຈຳເປັນຕ້ອງຖືກແຍກອອກຈາກການສັ່ນສະເທືອນຂອງສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ການລອຍຕົວຂອງຄວາມຮ້ອນ.
ຕົວຊີ້ວັດປະສິດທິພາບ:
ແພລດຟອມແກຣນິດ, ຮ່ວມກັບຂາແຍກການສັ່ນສະເທືອນແບບນິວເມຕິກ, ສາມາດຫຼຸດອັດຕາການສົ່ງສັນຍານຂອງການສັ່ນສະເທືອນພາຍນອກ (1-100Hz) ໃຫ້ໜ້ອຍກວ່າ 5%, ເຊິ່ງບັນລຸການຖ່າຍພາບລະດັບປະລໍາມະນູຂອງ AFM ໃນສະພາບແວດລ້ອມບັນຍາກາດ (ຄວາມລະອຽດ < 0.1nm).
ຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ອຸນຫະພູມໜ້ອຍກວ່າ 0.05μm/℃, ເຊິ່ງຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການສຳລັບການສັງເກດການຂະໜາດນາໂນຂອງຕົວຢ່າງທາງຊີວະພາບໃນສະພາບແວດລ້ອມອຸນຫະພູມຄົງທີ່ (37℃±0.1℃).
2. ອຸປະກອນຫຸ້ມຫໍ່ຊິບຊີວະພາບ
ກໍລະນີການນຳໃຊ້: ແພລດຟອມການຈັດລຽງທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງສຳລັບຊິບຈັດລໍາດັບ DNA ຮັບຮອງເອົາຮາງນຳທາງທີ່ລອຍດ້ວຍອາກາດຂອງແກຣນິດ, ມີຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຕຳແໜ່ງ ±0.5μm, ຮັບປະກັນການຜູກມັດລະດັບ sub-micron ລະຫວ່າງຊ່ອງທາງ microfluidic ແລະ electrode ກວດຈັບ.
V. ສະຖານະການການນຳໃຊ້ທີ່ເກີດຂຶ້ນໃໝ່
ພື້ນຖານອຸປະກອນຄອມພິວເຕີ Quantum
ສິ່ງທ້າທາຍທາງດ້ານເຕັກນິກ: ການໝູນໃຊ້ Qubit ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີອຸນຫະພູມຕໍ່າຫຼາຍ (ລະດັບ mK) ແລະສະພາບແວດລ້ອມກົນຈັກທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງສູງສຸດ.
ວິທີແກ້ໄຂ: ຄຸນສົມບັດການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນຕໍ່າສຸດຂອງຫີນແກຣນິດ (ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວ < 1ppm ຈາກ -200℃ ເຖິງອຸນຫະພູມຫ້ອງ) ສາມາດກົງກັບລັກສະນະການຫົດຕົວຂອງແມ່ເຫຼັກຕົວນຳໄຟຟ້າທີ່ມີອຸນຫະພູມຕໍ່າຫຼາຍ, ຮັບປະກັນຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຈັດລຽນໃນລະຫວ່າງການຫຸ້ມຫໍ່ຊິບ quantum.
2. ລະບົບການພິມດ້ວຍລຳແສງເອເລັກຕຣອນ (EBL)
ປະສິດທິພາບຫຼັກ: ຄຸນສົມບັດການກັນຄວາມຮ້ອນຂອງແພລດຟອມແກຣນິດ (ຄວາມຕ້ານທານ > 10¹³Ω · m) ປ້ອງກັນການກະແຈກກະຈາຍຂອງລຳແສງເອເລັກຕຣອນ. ເມື່ອລວມເຂົ້າກັບລະບົບຂັບເຄື່ອນແກນໄຟຟ້າສະຖິດ, ມັນສາມາດບັນລຸການຂຽນຮູບແບບການພິມດ້ວຍລະບົບຄວາມແມ່ນຍໍາສູງດ້ວຍຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນໃນລະດັບນາໂນ (< 10nm).
ສະຫຼຸບ
ການນຳໃຊ້ເວທີຄວາມແມ່ນຍຳຂອງຫີນແກຣນິດໄດ້ຂະຫຍາຍອອກໄປຈາກເຄື່ອງຈັກຄວາມແມ່ນຍຳແບບດັ້ງເດີມໄປສູ່ຂົງເຂດທີ່ທັນສະໄໝເຊັ່ນ: ເຕັກໂນໂລຊີນາໂນ, ຟີຊິກຄວອນຕຳ, ແລະ ຊີວະແພດ. ຄວາມສາມາດໃນການແຂ່ງຂັນຫຼັກຂອງມັນແມ່ນຢູ່ໃນການເຊື່ອມໂຍງຢ່າງເລິກເຊິ່ງຂອງຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການດ້ານວິສະວະກຳ. ໃນອະນາຄົດ, ດ້ວຍການເຊື່ອມໂຍງເຕັກໂນໂລຊີການເສີມແຮງປະສົມ (ເຊັ່ນ: graphene-granite nanocomposites) ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີການຮັບຮູ້ອັດສະລິຍະ, ເວທີຫີນແກຣນິດຈະບຸກທະລຸໄປໃນທິດທາງຂອງຄວາມຖືກຕ້ອງລະດັບປະລໍາມະນູ, ຄວາມໝັ້ນຄົງໃນລະດັບອຸນຫະພູມເຕັມ, ແລະ ການເຊື່ອມໂຍງຫຼາຍໜ້າທີ່, ກາຍເປັນອົງປະກອບພື້ນຖານຫຼັກທີ່ສະໜັບສະໜູນການຜະລິດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳສູງລຸ້ນຕໍ່ໄປ.