勀傑科技團隊 編譯
在電子顯微鏡或電子束光刻設備附近，直流磁場強度的變化可能降低影像品質（如：導致影像失真、模糊或漂移）並影響生產效率。直流磁場變化的常見來源包括地球磁場的波動，以及鐵磁性物體的移動(如：電梯、火車、卡車和金屬門，這些物體在實驗室周圍尤其常見)。針對直流磁場干擾問題的解決方法，通常依據每個實驗室的設計和設備配置的不同而有所調整。
通常，實驗室負責人可以透過一些方式消除部分直流磁場干擾來源，例如將金屬門更換為非鐵磁性材料。然而，當無法直接移除直流磁場干擾來源時，則需採用被動式直流磁場屏蔽措施或引入主動式直流磁場消除系統。環境干擾改善團隊能夠測量實驗室中直流磁場變化的幅度，準確識別干擾源，並提供專業建議，從而優化電子顯微鏡或電子束光刻設備的性能。
什麼是直流磁場變化？
直流磁場的影響因素和變化模式較為複雜，令人較難理解。簡單來說，地球擁有一個磁場，強度範圍從 0.25 到 0.65 毫高斯，並且隨著時間和一天中的不同時段而波動。科學家普遍認為，這個變化的磁場源自地球熔融岩漿核心中的導電材料所產生的電流。因此，所有電子顯微鏡都位於地球不斷變化的直流磁場中。
此外，鐵磁性物體的移動會彎曲地球的磁場線，從而導致直流磁場強度的變化。在最簡單的情況下，直流磁場強度變化的幅度與移動的鐵磁源的質量以及該源與測量點（即電子顯微鏡或電子束光刻設備）之間的距離有關。因此，從數百米外經過的火車與距離不到一米的金屬旋轉椅移動所造成的磁場變化幅度可能是相同的。
為什麼直流磁場變化對電子顯微鏡和電子束光刻設備是個問題？
直流磁場變化會使電子束移動或偏移，從而導致影像失真、模糊和漂移。位於大城市中的實驗室尤其容易受到這些直流磁場變化的影響，因為火車、卡車、電梯和鐵磁源在這些地方十分常見。因此，電子顯微鏡使用者可能會因無法解決漂移問題而浪費數小時嘗試獲取影像，或導致電子束光刻設備使用者無法達成生產目標。
如何減少直流磁場變化的影響？
有幾種方法可以減少直流磁場變化的影響，其中消除源頭是最佳選擇。如上所述，實驗室負責人可以將金屬門更換為木芯門，限制實驗室中使用手機（因為手機內含有磁鐵），並將所有金屬椅子和垃圾桶更換為塑膠材質。然而，對於像火車、電梯和卡車等源頭，實驗室則需要安裝被動屏蔽裝置或直流主動消磁系統。
被動式磁場屏蔽需要使用具有非常高磁導率的材料，例如μ金屬。然而，有效的直流磁場屏蔽需要將μ金屬安裝在所有牆壁、地板和天花板上，加上μ金屬的材料成本較高，可能導致整體成本非常昂貴。
另一種選擇是安裝直流主動消磁系統，例如Spicer Consulting的SC24。主動消磁系統相對容易安裝，且比被動式磁場屏蔽便宜。無論是在電子顯微鏡安裝之前還是之後，都可以安裝主動消磁系統，這是一種具有成本效益且不會干擾實驗室其他設備運作的直流磁場干擾解決方案。
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