太赫茲通信系統(tǒng)依賴(lài)電子束曝光實(shí)現(xiàn)電磁波束賦形技術(shù)革新。在硅-液晶聚合物異質(zhì)集成中構(gòu)建三維螺旋諧振單元陣列，通過(guò)振幅相位雙調(diào)控優(yōu)化波前分布。特殊設(shè)計(jì)的漸變介電常數(shù)結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)天線(xiàn)±30°掃描角度限制，實(shí)現(xiàn)120°廣域覆蓋與零盲區(qū)切換。實(shí)測(cè)0.3THz頻段下軸比優(yōu)化至1.2dB，輻射效率超80%，比金屬波導(dǎo)系統(tǒng)體積縮小90%。在6G天地一體化網(wǎng)絡(luò)中，該天線(xiàn)模塊支持20Gbps空地?cái)?shù)據(jù)傳輸，誤碼率降至10?12。電子束曝光推動(dòng)核電池向微型化、智能化演進(jìn)。通過(guò)納米級(jí)輻射阱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化放射源空間排布，在金剛石屏蔽層內(nèi)形成自屏蔽通道網(wǎng)絡(luò)。多級(jí)安全隔離機(jī)制實(shí)現(xiàn)輻射泄漏量百萬(wàn)分級(jí)的突破，在醫(yī)用心臟起搏器中可保障十年期安全運(yùn)行。獨(dú)特的熱電轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)使能量利用效率提升至8%，同等體積下功率密度達(dá)傳統(tǒng)化學(xué)電池的50倍，為深海探測(cè)器提供全氣候自持能源。電子束曝光實(shí)現(xiàn)太赫茲波段的電磁隱身超材料智能設(shè)計(jì)制造。天津套刻電子束曝光技術(shù)
電子束曝光推動(dòng)全息存儲(chǔ)技術(shù)突破物理極限，通過(guò)在光敏材料表面構(gòu)建三維體相位光柵實(shí)現(xiàn)信息編碼。特殊設(shè)計(jì)的納米級(jí)像素單元可同時(shí)記錄振幅與相位信息，支持多層次數(shù)據(jù)疊加。自修復(fù)型抗蝕劑保障存儲(chǔ)單元10年穩(wěn)定性，在銀行級(jí)冷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)單盤(pán)1.6PB容量。讀寫(xiě)頭集成動(dòng)態(tài)變焦功能，數(shù)據(jù)傳輸速率較藍(lán)光提升100倍，為數(shù)字文化遺產(chǎn)長(zhǎng)久保存提供技術(shù)基石。電子束曝光革新海水淡化膜設(shè)計(jì)范式，基于氧化石墨烯的分形納米通道優(yōu)化水分子傳輸路徑。仿生葉脈式支撐結(jié)構(gòu)增強(qiáng)膜片機(jī)械強(qiáng)度，鹽離子截留率突破99.97%。自清潔表面特性實(shí)現(xiàn)抗生物污染功能，在海洋漂浮式平臺(tái)連續(xù)運(yùn)行5000小時(shí)通量衰減低于5%。該技術(shù)使單噸淡水能耗降至2kWh，為干旱地區(qū)提供可持續(xù)水資源解決方案。廣東納米器件電子束曝光加工平臺(tái)電子束曝光推動(dòng)自發(fā)光量子點(diǎn)顯示的色彩轉(zhuǎn)換層高效集成。
圍繞電子束曝光在半導(dǎo)體激光器腔面結(jié)構(gòu)制備中的應(yīng)用，研究所進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān)。激光器腔面的平整度與垂直度直接影響其出光效率與壽命，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)控制電子束曝光的劑量分布，在腔面區(qū)域制備高精度掩模，再結(jié)合干法刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)陡峭的腔面結(jié)構(gòu)。利用光學(xué)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)比不同腔面結(jié)構(gòu)的激光器性能，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的腔面使器件的閾值電流降低，斜率效率有所提升。這項(xiàng)研究充分發(fā)揮了電子束曝光的納米級(jí)加工優(yōu)勢(shì)，為高性能半導(dǎo)體激光器的制備提供了工藝支持，相關(guān)成果已應(yīng)用于多個(gè)研發(fā)項(xiàng)目。
研究所將電子束曝光技術(shù)應(yīng)用于生物傳感器的微納電極制備中，探索其在跨學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用。生物傳感器的電極尺寸與間距會(huì)影響檢測(cè)靈敏度，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)電子束曝光制備納米級(jí)間隙的電極對(duì)，研究間隙尺寸與生物分子檢測(cè)信號(hào)的關(guān)系。利用電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)比不同電極結(jié)構(gòu)的檢測(cè)限與響應(yīng)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)納米間隙電極能明顯提升對(duì)特定生物分子的檢測(cè)靈敏度。這項(xiàng)研究展示了電子束曝光技術(shù)在交叉學(xué)科研究中的應(yīng)用潛力，為生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)器件的發(fā)展提供了新思路。圍繞電子束曝光的能量分布模擬與優(yōu)化，科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究。通過(guò)蒙特卡洛方法模擬電子束在抗蝕劑與半導(dǎo)體材料中的散射過(guò)程，預(yù)測(cè)不同能量下的電子束射程與能量沉積分布，指導(dǎo)曝光參數(shù)的設(shè)置。電子束曝光在半導(dǎo)體領(lǐng)域主導(dǎo)光罩精密制作及第三代半導(dǎo)體器件的亞納米級(jí)結(jié)構(gòu)加工。
將電子束曝光技術(shù)與深紫外發(fā)光二極管的光子晶體結(jié)構(gòu)制備相結(jié)合，是研究所的另一項(xiàng)應(yīng)用探索。光子晶體可調(diào)控光的傳播方向，提升器件的光提取效率，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)電子束曝光在器件表面制備亞波長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，研究周期參數(shù)對(duì)光提取效率的影響。利用光學(xué)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)比不同光子晶體圖形下器件的發(fā)光強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)特定周期的結(jié)構(gòu)能使深紫外光的出光效率提升一定比例。這項(xiàng)工作展示了電子束曝光在光學(xué)功能結(jié)構(gòu)制備中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為提升光電子器件性能提供了新途徑。電子束曝光推動(dòng)仿生視覺(jué)芯片的神經(jīng)形態(tài)感光結(jié)構(gòu)精密制造。福建NEMS器件電子束曝光外協(xié)
電子束曝光在MEMS器件加工中實(shí)現(xiàn)微諧振結(jié)構(gòu)的亞納米級(jí)精度控制。天津套刻電子束曝光技術(shù)
針對(duì)電子束曝光在異質(zhì)結(jié)器件制備中的應(yīng)用，科研團(tuán)隊(duì)研究了不同材料界面處的圖形轉(zhuǎn)移規(guī)律。異質(zhì)結(jié)器件的多層材料可能具有不同的刻蝕選擇性，團(tuán)隊(duì)通過(guò)電子束曝光在頂層材料上制備圖形，再通過(guò)分步刻蝕工藝將圖形轉(zhuǎn)移到下層不同材料中，研究刻蝕時(shí)間與氣體比例對(duì)跨材料圖形一致性的影響。在氮化物 / 硅異質(zhì)結(jié)器件的制備中，優(yōu)化后的工藝使不同材料層的圖形線(xiàn)寬偏差控制在較小范圍內(nèi)，保證了器件的電學(xué)性能。科研團(tuán)隊(duì)在電子束曝光設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化適配方面進(jìn)行了探索。為降低對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依賴(lài)，團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)設(shè)備廠(chǎng)商合作，測(cè)試國(guó)產(chǎn)電子束曝光系統(tǒng)的性能參數(shù)，針對(duì)第三代半導(dǎo)體材料的需求提出改進(jìn)建議。通過(guò)調(diào)整設(shè)備的控制軟件與硬件參數(shù)，使國(guó)產(chǎn)設(shè)備在 6 英寸晶圓上的曝光精度達(dá)到實(shí)用要求，與進(jìn)口設(shè)備的差距縮小了一定比例。天津套刻電子束曝光技術(shù)
