NEMS器件电子束曝光实验室

围绕电子束曝光在半导体激光器腔面结构制备中的应用，研究所进行了专项攻关。激光器腔面的平整度与垂直度直接影响其出光效率与寿命，科研团队通过控制电子束曝光的剂量分布，在腔面区域制备高精度掩模，再结合干法刻蚀工艺实现陡峭的腔面结构。利用光学测试平台，对比不同腔面结构的激光器性能，发现优化后的腔面使器件的阈值电流降低，斜率效率有所提升。这项研究充分发挥了电子束曝光的纳米级加工优势，为高性能半导体激光器的制备提供了工艺支持，相关成果已应用于多个研发项目。电子束曝光通过仿生微结构设计实现太阳能海水淡化系统性能跃升。NEMS器件电子束曝光实验室

磁存储器技术通过电子束曝光实现密度与能效突破。在垂直磁各向异性薄膜表面制作纳米盘阵列，直径20nm下仍保持单畴磁结构。特殊设计的边缘畴壁锁定结构提升热稳定性300%，使存储单元临界尺寸突破5nm物理极限。在存算一体架构中，自旋波互连网络较传统铜互连功耗降低三个数量级，支持神经网络权重实时更新。实测10层Transformer模型推理能效比达50TOPS/W，较GPU方案提升100倍。电子束曝光赋能声学超材料实现频谱智能管理。通过变周期亥姆霍兹共振腔阵列设计，在0.5mm薄层内构建宽频带隙结构。梯度渐变阻抗匹配层消除声波界面反射，使200-5000Hz频段吸声系数＞0.95。在高速列车风噪控制中，该材料使车厢内声压级从85dB降至62dB，语音清晰度指数提升0.45。自适应变腔体技术配合主动降噪算法，实现工况环境下的实时频谱优化。吉林光芯片电子束曝光加工平台电子束曝光为微振动检测系统提供超高灵敏度纳米机械谐振结构。

将电子束曝光技术与深紫外发光二极管的光子晶体结构制备相结合，是研究所的另一项应用探索。光子晶体可调控光的传播方向，提升器件的光提取效率，科研团队通过电子束曝光在器件表面制备亚波长周期结构，研究周期参数对光提取效率的影响。利用光学测试平台，对比不同光子晶体图形下器件的发光强度，发现特定周期的结构能使深紫外光的出光效率提升一定比例。这项工作展示了电子束曝光在光学功能结构制备中的独特优势，为提升光电子器件性能提供了新途径。

量子点显示技术借力电子束曝光突破色彩转换瓶颈。在InGaN蓝光晶圆表面构建光学校准微腔，精细调控量子点受激辐射波长。多层抗蚀剂工艺形成倒金字塔反射结构，使红绿量子点光转化效率突破95%。色彩一致性控制达DeltaE<0.5，支持全色域显示无差异。在元宇宙虚拟现实装备中，该技术实现20000nit峰值亮度下的像素级控光，动态对比度突破10⁶:1，消除动态模糊伪影。电子束曝光在人工光合系统实现光能-化学能定向转化。通过多级分形流道设计优化二氧化碳传输路径，在二氧化钛光催化层表面构建纳米锥阵列陷阱结构。特殊的双曲等离激元共振结构使可见光吸收谱拓宽至800nm，太阳能转化效率达2.3%。工业级测试显示，每平方米反应器日合成甲酸量达15升，转化选择性>99%。该技术将加速碳中和技术落地，在沙漠地区建立分布式能源-化工联产系统。电子束曝光为人工光合系统提供光催化微腔一体化制造。

研究所利用电子束曝光技术制备微纳尺度的热管理结构，探索其在功率半导体器件中的应用。功率器件工作时产生的热量需快速散出，团队通过电子束曝光在器件衬底背面制备周期性微通道结构，增强散热面积。结合热仿真与实验测试，分析微通道尺寸与排布方式对散热性能的影响，发现特定结构的微通道能使器件工作温度降低一定幅度。依托材料外延平台，可在制备散热结构的同时保证器件正面的材料质量，实现散热与电学性能的平衡，为高功率器件的热管理提供了新解决方案。电子束曝光与电镜联用实现纳米器件的原位加工、表征一体化平台。重庆纳米电子束曝光加工工厂

电子束刻蚀推动人工视觉芯片的光电转换层高效融合。NEMS器件电子束曝光实验室

电子束曝光在量子计算领域实现离子阱精密制造突破。氧化铝基板表面形成共面波导微波馈电网络，微波场操控精度达μK量级。三明治电极结构配合双光子聚合抗蚀剂，使三维势阱定位误差＜10nm。在40Ca⁺离子操控实验中，量子门保真度达99.995%，单比特操作速度提升至1μs。模块化阱阵列为大规模量子计算机提供可扩展物理载体，支持1024比特协同操控。电子束曝光推动仿生视觉芯片突破生物极限。在柔性基底构建对数响应感光阵列，动态范围扩展至160dB，支持10⁻³lux至10⁵lux照度无失真成像。神经形态脉冲编码电路模仿视网膜神经节细胞，信息压缩率超1000:1。在自动驾驶场景测试中，该芯片在120km/h时速下识别距离达300米，较传统CMOS传感器响应速度提升10倍，动态模糊消除率99.2%。NEMS器件电子束曝光实验室