甘肃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。电子束曝光在超高密度存储领域实现纳米全息结构的精确编码。甘肃NEMS器件电子束曝光实验室

电子束曝光在超导量子比特制造中实现亚微米约瑟夫森结的精确布局。通过100kV加速电压的微束斑（<2nm）在铌/铝异质结构上直写量子干涉器件，结区尺寸控制精度达±3nm。采用多层PMMA胶堆叠技术配合低温蚀刻工艺，有效抑制涡流损耗，明显提升量子比特相干时间至200μs以上，为量子计算机提供主要加工手段。MEMS陀螺仪谐振结构的纳米级质量块制作依赖电子束曝光。在SOI晶圆上通过双向剂量调制实现复杂梳齿电极（间隙<100nm），边缘粗糙度<1nmRMS。关键技术包括硅深反应离子刻蚀模板制作和应力释放结构设计，谐振频率漂移降低至0.01%/℃，广泛应用于高精度惯性导航系统。浙江图形化电子束曝光加工电子束刻合提升微型燃料电池的界面质子传导效率。

电子束曝光解决微型燃料电池质子传导效率难题。石墨烯质子交换膜表面设计螺旋微肋条通道，降低质传阻力同时增强水管理能力。纳米锥阵列催化剂载体使铂原子利用率达80%，较商业产品提升5倍。在5cm²微型电堆中实现2W/cm²功率密度，支持无人机持续飞行120分钟。自呼吸双极板结构通过多孔层梯度设计，消除水淹与膜干问题，系统寿命超5000小时。电子束曝光推动拓扑量子计算迈入实用阶段。在InAs纳米线表面构造马约拉纳零模定位阵列，超导铝层覆盖精度达单原子层。对称性保护机制使量子比特退相干时间突破毫秒级，在5×5量子点阵列实验中实现容错逻辑门操作。该技术将加速拓扑量子计算机工程化，为复杂分子模拟提供硬件平台。

研究所利用多平台协同优势，研究电子束曝光图形在后续工艺中的转移完整性。电子束曝光形成的抗蚀剂图形需要通过刻蚀工艺转移到半导体材料中，团队将曝光系统与电感耦合等离子体刻蚀设备结合，研究不同刻蚀气体比例对图形转移精度的影响。通过材料分析平台的扫描电镜观察，发现曝光图形的线宽偏差会在刻蚀过程中产生一定程度的放大，据此建立了曝光线宽与刻蚀结果的校正模型。这项研究为从设计图形到器件结构的精细转化提供了技术支撑，提高了器件制备的可预测性。电子束曝光提升热电制冷器界面传输效率与可靠性。

电子束曝光推动基因测序进入单分子时代，在氮化硅膜制造原子级精孔。量子隧穿电流检测实现DNA碱基直接识别，测序精度99.999%。快速测序芯片完成人类全基因组30分钟解析，成本降至100美元。在防控中成功追踪病毒株变异路径，为疫苗研发节省三个月关键期。电子束曝光实现灾害预警精确化，为地震传感器开发纳米机械谐振结构。双梁耦合设计将检测灵敏度提升百万倍，识别0.001g重力加速度变化。青藏高原监测网成功预警7次6级以上地震，平均提前28秒发出警报。自供电系统与卫星直连模块保障无人区实时监控，地质灾害防控体系响应速度进入秒级时代。电子束曝光推动环境微能源采集器的仿生学设计与性能革新。珠海AR/VR电子束曝光技术

电子束曝光为超高灵敏磁探测装置制备微纳超导传感器件。甘肃NEMS器件电子束曝光实验室

研究所将电子束曝光技术应用于 IGZO 薄膜晶体管的沟道图形制备中，探索其在新型显示器件领域的应用潜力。IGZO 材料对曝光过程中的电子束损伤较为敏感，科研团队通过控制曝光剂量与扫描方式，减少电子束与材料的相互作用对薄膜性能的影响。利用器件测试平台，对比不同曝光参数下晶体管的电学性能，发现优化后的曝光工艺能使器件的开关比提升一定幅度，阈值电压稳定性也有所改善。这项应用探索不仅拓展了电子束曝光的技术场景，也为新型显示器件的高精度制备提供了技术支持。甘肃NEMS器件电子束曝光实验室