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日期: 2026-05-20 | 来源: DeepTech深科技 | 有0人参与评论 | 字体: 小 中 大
为此，达博在数学和物理层面花费了很多时间和精力进行证明。达博进一步解释道：“学术界更看重的是方法创新，假如在 100 次实验中成功一次可能就可以发表论文，但产业界的期望是 100 次实验中一次失败都不要有。”
图丨“白色电子”方法的可视化（来源：Nature Communications）
这种学术与产业的认知差异，也让达博在先进制程量产研发中有了更深体悟，其中就包括台积电 3 nm 产线关键部件研发。在他看来，成熟制程与先进制程的本质区别是，前者是“长板驱动”，即追求某几个关键部件的极致性能，其他部件的问题是可以被掩盖的；而后者是“短板致死”，尤其是在量产线上，整个装备中尤其是工作在等离子体、腐蚀气体、高温或高真空的所有材料与部件，其任何微弱的影响都可能破坏整体性能的表现。这就像是牵一发而动全身，因此先进制程在量产线上，是一个不断对部件找问题、找方案的过程。
在这个过程中，达博意识到一个更根本的问题：现有电子束设备中，可被有效利用的电子束流比例极低。要突破这一瓶颈，必须从材料本身的结构入手。为此，达博制备出圆柱对称旋转晶体
（CSRC，cylindrical symmetric rotating crystals）[4]，并开创衍射电子光学
领域，NIMS 时任理事长桥本和仁（Kazuhito Hashimoto）评价这项成果为“具有与准晶发现相当的原创性意义”。
（来源：Science and Technology of Advanced Materials: Methods）
在传统认知中，认为有序的材料就是晶体，例如单晶和多晶等。2011 年诺贝尔化学奖授予了一种短程无序、长程有序的材料——准晶（Quasicrystal）。圆柱对称旋转晶体与准晶类似，不同点在于，准晶需要旋转后再平移，而圆柱对称旋转晶体是与单晶、准晶同体系下的新结构，它不需要平移，仅需旋转即可实现原子排序，这是在球坐标下对称性最高的状态。
这种新结构的独特之处在于，改变了电子与材料相互作用的方式。传统电子束依赖电场和磁场调控，如同用磁铁去约束四处飞溅的水花。但是，电子发射大多数情况下发散分布，比如热场发射灯丝，发射的电子束流是毫安量级（10-3），但真正又细又直、能被探测到的往往只有纳安量级（10-9），中间差了百万倍。
而圆柱对称旋转晶体是衍射方式约束聚焦，对电子的方向和速度都不敏感。它利用衍射效应，类似于光学中利用衍射透镜对光线进行聚焦，把原本发散电子的方向重新约束起来，从而让薄膜材料也具备了类似电子凸透镜的功能。至此，类比光学中的衍射光学分支，这一材料的诞生，使电子光学领域中，多了衍射电子光学这一细分领域。
据理论估算，即使是非单色，非准直的电子束穿过圆柱对称旋转晶体，在恰当的条件下，其聚焦效率可以接近 1%，如果采用块体电子发射源，其可被有效聚焦利用的束流强度，理论上有望比传统方案提高数万倍甚至十万倍。未来如果该方法可行，并行电子束曝光机的效率将有机会超过现有的 EUV，进而有望改变整个半导体行业的生态。- 新闻来源于其它媒体，内容不代表本站立场！
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