I saol na déantúsaíochta ultra-bheachtais, ina ndéantar lamháltais a thomhas i nanaiméadar, tá sé ríthábhachtach bunábhar struchtúrach a roghnú. Ó chórais liteagrafaíocht leathsheoltóra goComhordaigh Meaisíní Tomhais(CMM), féadfaidh aon dífhoirmiúchán struchtúrach de bharr luaineachtaí teochta, creathadh meicniúil, nó strus comhshaoil cruinneas an phróisis a mhilleadh. Cé go bhfuil miotail ar nós iarann teilgthe agus alúmanam ag freastal ar thionscail le blianta fada anuas, tá eibhir dubh nádúrtha fós ar an gcaighdeán óir gan amhras maidir le bunanna meaisíní ultra-beachtais. Ach cad é go díreach a dhéanann an chloch nádúrtha seo níos fearr ó thaobh na fisice ábhair?
Fisic na Cobhsaíochta: Ard-Dlús agus Leathnú Teirmeach Íseal
Is é an príomh-namhaid a bhaineann le cruinneas ultra-ná leathnú teirmeach. Nuair a athraíonn teocht, leathnaíonn ábhair nó crapadh. Teastaíonn ábhar ó bhunanna méadreolaíochta le Comhéifeacht Leathnú Teirmeach an-íseal (CTE). Tá dlús de thart ar $3100\\text{kg/m}^3$ ag eibhir dubh ardchaighdeáin (amhail UNPARAALLELED® Black Granite). Cruthaíonn an struchtúr ultra-dlúth seo CTE i bhfad níos ísle ná an struchtúr d'iarann teilgthe nó cruach.
| Airíonna Ábhartha | Eibhear Dubh UNPARALLELED® | Mín-Gráin Iarann Teilgthe Liath | Cruach Struchtúrtha |
| Dlús (kg/m³) | ~3,100 | ~7,100 - 7,200 | ~7,850 |
| CTE (10^{-6}/K) | 5.0 - 6.0 | 10.5 - 12.0 | 11.0 - 12.5 |
| Seoltacht Theirmeach (W/m\\cdot K) | 2.8 - 3.5 | 50 - 55 | 45 - 50 |
| Modal Leaisteachais (GPa) | 90 - 100 | 100 - 120 | 200 |
Mar a léirítear thuas, imoibríonn eibhir i bhfad níos moille ar athruithe teochta comhthimpeallacha i gcomparáid le miotail mar gheall ar a seoltacht teirmeach íseal agus CTE íseal. Cuireann an táimhe teirmeach seo cosc ar shaobhadh logánta, ag cinntiú go bhfanann leaba meaisín cothrom go hiomlán le linn a oibríochta.
Damáil Chreathadh: Athshondas Ard-Minicíochta a Bhaint as -
Teorainn fhisiceach eile ar mhiotail ná athshondas. Tá cruach agus alúmanam an-leaisteach, rud a chiallaíonn go dtaistealaíonn creathadh ó mhótair líneacha, droichid, nó timpeallacht sheachtrach tríothu mar chlog. Tá eibhir, ar an láimh eile, comhdhéanta de struchtúir criostalach idirghlasála (grianchloch, feldspar, agus mianraí dorcha). Soláthraíonn an struchtúr micreascópach ilchineálach seo frithchuimilt inmheánach nádúrtha, a scaipeann fuinneamh meicniúil. Tá toilleadh creathadh eibhir nádúrtha suas le 10 n-uaire níos airde ná cumas cruach eibhir, rud a chuireann cosc ar chreathadh micreascópacha ó chórais suite fo-mhicréin a chur i mbaol.
Friotaíocht ar Chreimeadh agus Strus Inmheánach Nialasach
Murab ionann agus miotail theilgthe, a fhulaingíonn strusanna inmheánacha iarmharacha ón bpróiseas fuaraithe (go minic a éilíonn blianta d'aois chun cobhsú iomlán a dhéanamh), tá eibhir nádúrtha ag dul in aois agus cobhsaithe ag screamh an Domhain leis na milliúin bliain. Nuair a bhíonn sé cairéalaithe agus cruinneas-lapaithe, léiríonn sé aon strus inmheánach. Ina theannta sin, tá eibhir go hiomlán resistant ó mheirge agus resistant aigéad. Ní éilíonn sé péinteáil, oiling, nó plating cosanta, rud a fhágann go bhfuil sé foirfe do thimpeallachtaí seomra glan mar urláir leathsheoltóra wafer fab.
Eochair Tógála d'Innealtóirí Dearaidh: Nuair a bhíonn ardáin struchtúracha á ndearadh le haghaidh iniúchta optúil (AOI), próiseáil léasair (femtosecond / picosecond), nó CMManna, cuireann eibhir dubh nádúrtha an t-árachas deiridh i gcoinne sruth teirmeach agus creathadh struchtúrach. Níl an t-ábhar grianchloch agus an dlús ag baint le roghanna eile níos saoire, ar nós mirlíní glasa ar dhlús níos ísle, chun lamháltais fo-mhicrón a choinneáil in imeacht ama.