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。电子束曝光为光学微腔器件提供亚波长精度的定制化制备解决方案。贵州电子束曝光实验室
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。贵州电子束曝光实验室电子束曝光为新型光伏器件构建高效陷光结构以提升能源转化效率。
电子束曝光重塑人工视觉极限，仿生像素阵列模拟视网膜感光细胞分布。脉冲编码机制实现动态范围160dB，强光弱光场景无损成像。神经形态处理内核每秒处理100亿次突触事件，动态目标追踪延迟只有0.5毫秒。在盲人视觉重建临床实验中，植入芯片成功恢复0.3以上视力，识别亲友面孔准确率95.7%。电子束曝光突破芯片散热瓶颈，在微流道系统构建湍流增效结构。仿鲨鱼鳞片肋条设计增强流体扰动，换热系数较传统提高30倍。相变微胶囊冷却液实现汽化潜热高效利用，1000W/cm²热密度下芯片温差＜10℃。在英伟达H100超算模组中，散热能耗占比降至5%，计算性能释放99%。模块化集成支持液冷系统体积减少80%，重塑数据中心能效标准。
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。电子束曝光用于高成本、高精度的光罩母版制造，是现代先进芯片生产的关键环节。
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。电子束曝光的分辨率取决于束斑控制、散射抑制和抗蚀剂性能的综合优化。北京量子器件电子束曝光厂商
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。贵州电子束曝光实验室
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。贵州电子束曝光实验室
