Dans des domaines de pointe tels que la fabrication de semi-conducteurs et la mesure de précision quantique, très sensibles aux environnements électromagnétiques, la moindre perturbation électromagnétique dans les équipements peut entraîner des écarts de précision, affectant la qualité du produit final et les résultats expérimentaux. Composant essentiel des équipements de précision, les caractéristiques de susceptibilité magnétique des plateformes de précision en granit sont devenues un facteur important pour garantir leur fonctionnement stable. Une étude approfondie des performances de susceptibilité magnétique de ces plateformes permet de comprendre leur valeur irremplaçable dans les domaines de la fabrication haut de gamme et de la recherche scientifique. Le granit est principalement composé de minéraux tels que le quartz, le feldspath et le mica. La structure électronique de ces cristaux minéraux détermine les caractéristiques de susceptibilité magnétique du granit. D'un point de vue microscopique, dans des minéraux tels que le quartz (SiO_2) et le feldspath (comme le feldspath potassique (KAlSi_3O_8)), les électrons existent principalement par paires au sein de liaisons covalentes ou ioniques. Selon le principe d'exclusion de Pauli en mécanique quantique, les directions de spin des électrons appariés sont opposées et leurs moments magnétiques s'annulent, ce qui affaiblit considérablement la réponse globale du minéral au champ magnétique externe. Le granite est donc un matériau diamagnétique typique présentant une susceptibilité magnétique extrêmement faible, généralement de l'ordre de \(-10^{-5}\), quasiment négligeable. Comparé aux matériaux métalliques, l'avantage du granite en matière de susceptibilité magnétique est considérable. La plupart des matériaux métalliques, comme l'acier, sont des substances ferromagnétiques ou paramagnétiques, contenant un grand nombre d'électrons non appariés. Les moments magnétiques de spin de ces électrons peuvent s'orienter et s'aligner rapidement sous l'action d'un champ magnétique externe, ce qui entraîne une susceptibilité magnétique des matériaux métalliques pouvant atteindre l'ordre de \(10^2-10^6\). En présence de signaux électromagnétiques extérieurs, les matériaux métalliques se couplent fortement au champ magnétique, générant des courants de Foucault électromagnétiques et des pertes par hystérésis, qui perturbent le fonctionnement normal des composants électroniques internes des équipements. Les plateformes de précision en granit, grâce à leur très faible susceptibilité magnétique, interagissent peu avec les champs magnétiques externes, évitant ainsi la génération d'interférences électromagnétiques et créant un environnement de fonctionnement stable pour les équipements de précision. Dans les applications pratiques, cette faible susceptibilité magnétique joue un rôle essentiel. Dans les systèmes informatiques quantiques, les qubits supraconducteurs sont extrêmement sensibles au bruit électromagnétique. Une simple fluctuation du champ magnétique de l'ordre de 1 nT (nanotesla) peut entraîner une perte de cohérence des qubits, entraînant des erreurs de calcul. Après qu'une équipe de recherche a remplacé la plateforme expérimentale par du granit, le bruit de fond du champ magnétique autour de l'équipement a considérablement diminué, passant de 5 nT à moins de 0,1 nT. Le temps de cohérence des qubits a été multiplié par trois et le taux d'erreur de fonctionnement a été réduit de 80 %, améliorant considérablement la stabilité et la précision de l'informatique quantique. Dans le domaine des équipements de lithographie par semi-conducteurs, la source de lumière ultraviolette extrême et les capteurs de précision utilisés pendant le processus de lithographie sont soumis à des exigences strictes en matière d'environnement électromagnétique. Grâce à l'adoption de la plateforme de précision en granit, l'équipement a efficacement résisté aux interférences électromagnétiques externes et la précision de positionnement a été améliorée de ±10 nm à ±3 nm, offrant une garantie solide pour la production stable de procédés avancés de 7 nm et moins. De plus, dans les microscopes électroniques de haute précision, les équipements d'imagerie par résonance magnétique nucléaire et autres instruments sensibles aux environnements électromagnétiques, les plateformes de précision en granit garantissent également des performances optimales grâce à leur faible susceptibilité magnétique. Cette susceptibilité magnétique quasi nulle en fait un choix idéal pour les équipements de précision résistant aux interférences électromagnétiques. À mesure que la technologie évolue vers une précision accrue et des systèmes plus complexes, les exigences en matière de compatibilité électromagnétique des équipements deviennent de plus en plus strictes. Grâce à cet avantage unique, les plateformes de précision en granit continueront de jouer un rôle important dans la fabrication haut de gamme et la recherche scientifique de pointe, aidant l'industrie à surmonter constamment les obstacles techniques et à atteindre de nouveaux sommets.
Date de publication : 14 mai 2025