Laboratorija „Noise-free“ IMB nanotechnologijų institutui

Nauja laboratorijos koncepcija nanotechnologijoms: sujungta akustinė ir antivibracinė izoliacija laboratorijoms, kurios yra be triukšmo ir vibracijų.

Užduotis

Šešių tylių laboratorijų planavimo tikslas buvo užtikrinti, kad laboratorijų darbo sąlygos pablogėtų tik minimaliai. Skirtingi techniniai įrenginiai, tokie kaip vakuuminės siurbliai ar šilumos ir elektromagnetinių bangų šaltiniai, dažnai yra pagrindiniai trikdžių šaltiniai. Tradiciniuose eksperimentuose paprastai pakanka izoliuoti atskirus parametrus, pvz., temperatūrą. Tačiau su nanotechnologijų matavimo plėtra eksperimentai tampa jautrūs keliems ar visiems penkiems trikdžių kintamiesiems. Todėl būtina vienu metu ekranuoti temperatūrą, drėgmę, vibracijas, triukšmą ir elektromagnetinius laukus. Šiuos iššūkius galima išspręsti tik išsamiai analizuojant visą sistemą.

Parametrai

– Vibracijos v siekiama vertė (dažnių diapazonas < 10 Hz): v < 1 μm/s – Vibracijos v matuota vertė (dažnių diapazonas < 10 Hz): v < 0,3 μm/s – Vibracijos v siekiama vertė (dažnių diapazonas > 10 Hz): v < 0,5 μm/s – Vibracijos v matuota vertė (dažnių diapazonas > 10 Hz): v < 0,1 μm/s – Garso slėgio p siekiama vertė: p < 55 dBC – Garso slėgio p matuota vertė: p < 22 dBC

Išvesties charakteristikos

IBM Binnig ir Rohrer Nanotechnologijų centras Ciuriche dirba nanomokslų plėtros srityje. Čia tiriamos nanometrų diapazono struktūros siekiant sukurti naujas medžiagas informacinių ir puslaidininkių technologijų sektoriams. Akivaizdu, kad šiems tyrimų laboratorijoms keliami itin aukšti reikalavimai.

Šešios NOISE FREE laboratorijos IBM nanotechnologijų centre yra įrengtos aštuonis metrus po žeme. Tokiomis sąlygomis įmanoma vykdyti pačius jautriausius ir sudėtingiausius nanomastelio mokslinius eksperimentus. Anksčiau visi trikdžiai, svarbūs nanotechnologijoms, įskaitant vibracijas, elektromagnetinius laukus, temperatūrą, drėgmę ir garsą, turėjo būti vienu metu įvertinti ir kiek įmanoma pašalinti. Šie tikslai reikalavo naujos laboratorijų koncepcijos. Jau projektavimo etape buvome IBM Research Noise-free Lab komandos dalimi. Mūsų kompetentingos techninės konsultacijos buvo esminės projekto sėkmei. Po sėkmingų testų sukūrėme sprendimą požeminiams laboratorijoms: žemės vibracijų ir garso izoliaciją.

Problema Nr. 1 – Pagrindo vibracijos

Projekto pradžioje buvo įvertinti įvairūs labai jautrūs eksperimentai, atsižvelgiant į matavimo ir gamybos įrangą su aukščiausiais reikalavimais. Šie itin jautrūs instrumentai, tokie kaip elektronų pluošto registratoriai, transmisiniai elektronų mikroskopai ir poliarizuoti skenuojantys tuneliniai mikroskopai, turėjo būti montuojami be vibracijų.

Sprendimas Nr. 1

CAD brėžinys su aktyvios vibracijų izoliacijos Bilz AIS™ sistema, skirta Binnig ir Rohrer nanotechnologijų centrui IBM ir ETH Ciuriche.

Pamatas įrengtas ant oro pagalvių su aktyvia vibracijų slopinimo sistema.

Kiekvienoje laboratorijoje buvo įrengta betoninė bazė su maksimalia įmanoma mase. Natūralus oro pagalvių rezonansas yra 1,2–2,4 Hz. Izoliatoriai aktyviai valdomi oro guoliais. Eksperimentai vyksta ant šių 34–80 tonų cokolinių bazių, o naudotojai juda ant vibracijas izoliuojančių grindų. Šiame projekte buvo naudojamas naujas Bilz produktas: AIS™ High Performance aktyvi izoliacijos sistema, atitinkanti aukščiausius reikalavimus.

Problema Nr. 2 – Garso bangos

Mažiausios struktūros nanometrų diapazone, tokios kaip atskiros molekulės ar atomai, yra tiriamos tyliose laboratorijose. Netgi švarios patalpos sąlygos vis dar būtų per „triukšmingos“ šiai veiklai.

Sprendimas Nr. 2

Akustinė izoliacija ir optimizuota patalpų akustika: Bilz akustiniai elementai, pagaminti iš profiliuotos putos, užtikrina optimalią patalpų akustiką ir oro garso izoliaciją. Mūsų akustinės energijos sugėrimo sprendimai pasižymi maksimaliu garso slopinimu arba izoliacija bei minimaliu garso slėgio lygiu ir aidėjimo trukmės sumažinimu. Rezultatas: itin rami aplinka su drastiškai sumažintais trikdžiais.

Ten post dostępny jest także w języku: Polski (Polish) Eesti (Estonian) Latviešu (Latvian) Русский (Russian) Українська (Ukrainian) Belarussian