电子束曝光颠覆传统制冷模式，在半导体制冷片构筑量子热桥结构。纳米级界面声子工程使热电转换效率提升三倍，120W/cm²热流密度下维持芯片38℃恒温。在量子计算机低温系统中替代液氦制冷，冷却能耗降低90%。模块化设计支持三维堆叠，为10kW级数据中心机柜提供零噪音散热方案。电子束曝光助力深空通信升级，为卫星激光网络制造亚波长光学器件。8级菲涅尔透镜集成波前矫正功能，50000公里距离光斑扩散小于1米。在北斗四号星间链路系统中，数据传输速率达100Gbps，误码率小于10⁻¹⁵。智能热补偿机制消除太空温差影响，保障十年在轨无性能衰减。电子束曝光是制备超导量子比特器件的关键工艺，能精确控制约瑟夫森结尺寸以提高量子相干性。云南纳米电子束曝光实验室
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。吉林AR/VR电子束曝光实验室电子束刻蚀为量子离子阱系统提供高精度电极阵列。
将模拟结果与实际曝光图形对比，不断修正模型参数，使模拟预测的线宽与实际结果的偏差缩小到一定范围。这种理论指导实验的研究模式，提高了电子束曝光工艺优化的效率与精细度。科研人员探索了电子束曝光与原子层沉积技术的协同应用，用于制备高精度的纳米薄膜结构。原子层沉积能实现单原子层精度的薄膜生长，而电子束曝光可定义图形区域，两者结合可制备复杂的三维纳米结构。团队通过电子束曝光在衬底上定义图形，再利用原子层沉积在图形区域生长功能性薄膜，研究沉积温度与曝光图形的匹配性。在氮化物半导体表面制备的纳米尺度绝缘层，其厚度均匀性与图形一致性均达到较高水平，为纳米电子器件的制备提供了新方法。
电子束曝光推动高温超导材料实用化进程，在钇钡铜氧带材表面构筑纳米柱钉扎中心阵列。磁通涡旋精细锚定技术抑制电流衰减，77K条件下载流能力提升300%。模块化双面涂层工艺实现千米级带材连续生产，使可控核聚变装置磁体线圈体积缩小50%。在华南核聚变实验堆中实现1亿安培等离子体稳定约束。电子束曝光开创神经形态计算硬件新路径，在二维材料表面集成忆阻器交叉阵列。多级阻变单元模拟生物突触权重特性，光脉冲触发机制实现毫秒级学习能力。能效比传统CPU架构提升万倍，在边缘AI设备中实现实时人脸情绪识别。自动驾驶系统测试表明决策延迟降至5毫秒，事故规避成功率99.8%。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。
研究所利用人才团队的技术优势，在电子束曝光的反演光刻技术上取得进展。反演光刻通过计算机模拟优化曝光图形，可补偿工艺过程中的图形畸变，科研人员针对氮化物半导体的刻蚀特性，建立了曝光图形与刻蚀结果的关联模型。借助全链条科研平台的计算资源，团队对复杂三维结构的曝光图形进行模拟优化，在微纳传感器的腔室结构制备中，使实际图形与设计值的偏差缩小了一定比例。这种基于模型的工艺优化方法，为提高电子束曝光的图形保真度提供了新思路。电子束刻蚀助力拓扑量子材料异质结构建与性能优化。吉林AR/VR电子束曝光实验室
电子束曝光实现特定频段声波调控的低频降噪超材料设计制造。云南纳米电子束曝光实验室
针对电子束曝光在异质结器件制备中的应用，科研团队研究了不同材料界面处的图形转移规律。异质结器件的多层材料可能具有不同的刻蚀选择性，团队通过电子束曝光在顶层材料上制备图形，再通过分步刻蚀工艺将图形转移到下层不同材料中，研究刻蚀时间与气体比例对跨材料图形一致性的影响。在氮化物 / 硅异质结器件的制备中，优化后的工艺使不同材料层的图形线宽偏差控制在较小范围内，保证了器件的电学性能。科研团队在电子束曝光设备的国产化适配方面进行了探索。为降低对进口设备的依赖，团队与国内设备厂商合作，测试国产电子束曝光系统的性能参数，针对第三代半导体材料的需求提出改进建议。通过调整设备的控制软件与硬件参数，使国产设备在 6 英寸晶圆上的曝光精度达到实用要求，与进口设备的差距缩小了一定比例。云南纳米电子束曝光实验室
