“超分辨光刻裝備項(xiàng)目”通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收

國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目“超分辨光刻裝備研制”于11月29日通過(guò)驗(yàn)收。該光刻機(jī)光刻分辨力達(dá)到22納米，結(jié)合雙重曝光技術(shù)后，未來(lái)還可用于制造10納米級(jí)別的芯片。

中科院理化技術(shù)研究所許祖彥院士等驗(yàn)收組專(zhuān)家一致表示，該光刻機(jī)在365納米光源波長(zhǎng)下，單次曝光最高線寬分辨力達(dá)到22納米。項(xiàng)目在原理上突破分辨力衍射極限，建立了一條高分辨、大面積的納米光刻裝備研發(fā)新路線，繞過(guò)國(guó)外相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘。

光刻機(jī)是制造芯片的核心裝備，我國(guó)在這一領(lǐng)域長(zhǎng)期落后。它采用類(lèi)似照片沖印的技術(shù)，把母版上的精細(xì)圖形通過(guò)曝光轉(zhuǎn)移至硅片上，一般來(lái)說(shuō)，光刻分辨力越高，加工的芯片集成度也就越高，但傳統(tǒng)光刻技術(shù)由于受到光學(xué)衍射效應(yīng)的影響，分辨力進(jìn)一步提高受到很大限制。為獲得更高分辨力，傳統(tǒng)上采用縮短光波、增加成像系統(tǒng)數(shù)值孔徑等技術(shù)路徑來(lái)改進(jìn)光刻機(jī)，但技術(shù)難度極高，裝備成本也極高。

項(xiàng)目副總設(shè)計(jì)師胡松介紹，此次通過(guò)驗(yàn)收的表面等離子體超分辨光刻裝備，打破了傳統(tǒng)路線格局，形成一條全新的納米光學(xué)光刻技術(shù)路線，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為超材料/超表面、第三代光學(xué)器件、廣義芯片等變革性領(lǐng)域的跨越式發(fā)展提供了制造工具。

據(jù)了解，這種超分辨光刻裝備制造的相關(guān)器件已在中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第八研究院、電子科技大學(xué)、四川大學(xué)華西醫(yī)院、中科院微系統(tǒng)所等多家科研院所和高校的重大研究任務(wù)中得到應(yīng)用。

世界海拔最高的天文科普站在西藏阿里掛牌

11月27日，“阿里天文臺(tái)科普站”掛牌儀式在北京中國(guó)科技館和西藏阿里天文臺(tái)兩地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)的方式同步舉行。“阿里天文臺(tái)科普站”海拔5100米，由中國(guó)科協(xié)支持建設(shè)，國(guó)家天文臺(tái)協(xié)同配合，中國(guó)科技館、西藏科協(xié)、阿里天文臺(tái)、阿里地區(qū)共同實(shí)施，是科研與科普緊密結(jié)合、通力協(xié)作的一次創(chuàng)新性嘗試。

國(guó)產(chǎn)超分辨光刻機(jī)誕生

中國(guó)科協(xié)有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，通過(guò)以科研帶科普、以科普促科研的形式，充分發(fā)揮中國(guó)科協(xié)的科普資源開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)和阿里天文臺(tái)觀測(cè)條件優(yōu)良、科研創(chuàng)新能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，力爭(zhēng)將阿里天文臺(tái)科普站打造成為集天文觀測(cè)、科普展教于一體，世界海拔最高、獨(dú)具特色的天文科普教育基地，實(shí)現(xiàn)我國(guó)高原天文科普?qǐng)鏊鶑臒o(wú)到有的突破。

據(jù)悉，此站還將充分利用日益成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)開(kāi)放融合、互動(dòng)共享、特色鮮明的網(wǎng)上天文科普平臺(tái)。日后，全國(guó)乃至全世界的天文愛(ài)好者足不出戶便可通過(guò)這一平臺(tái)遠(yuǎn)程操控望遠(yuǎn)鏡實(shí)時(shí)觀測(cè)西藏高原的美麗星空、神奇天象。

阿里天文臺(tái)位于西藏阿里地區(qū)，于2010年啟動(dòng)建設(shè)，目前有8臺(tái)25厘米至50厘米口徑的望遠(yuǎn)鏡，是中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)與阿里地區(qū)行署合作共建的機(jī)構(gòu)，天文觀測(cè)條件優(yōu)良，是我國(guó)重要的天文觀測(cè)、科研基地。依托阿里天文臺(tái)，我國(guó)科學(xué)家成功開(kāi)展了墨子號(hào)衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)，并正在建設(shè)宇宙原初引力波探測(cè)試驗(yàn)站，一系列天文科學(xué)計(jì)劃正在實(shí)施。

我國(guó)首次制備出超高純稀土改性氧化鋁

11月25日，由我國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)的稀土改性高純度藍(lán)寶石原料中試項(xiàng)目正式投產(chǎn)，生產(chǎn)線首次產(chǎn)出5N（純度大于99.999%）高純氧化鋁產(chǎn)品。高純度氧化鋁是鋁產(chǎn)業(yè)的高端產(chǎn)品，又是人造藍(lán)寶石的主要原材料，新項(xiàng)目彌補(bǔ)了國(guó)際稀土高純鋁制備技術(shù)的空白，也將使高純鋁產(chǎn)業(yè)鏈和人造藍(lán)寶石產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)全線貫通。

該研發(fā)團(tuán)隊(duì)擁有國(guó)內(nèi)首套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超高純鋁提純工藝及裝備。新技術(shù)將高純度氧化鋁提純工藝和稀土新材料制備技術(shù)完美融合，添加稀土后，產(chǎn)品不僅在韌性上有了很大提高，在色彩亮度和硬度上也實(shí)現(xiàn)了極大提升，現(xiàn)可制備6N超高純鋁錠，并進(jìn)行5N超高純鋁錠的規(guī)?；a(chǎn)，為我國(guó)超高純度氧化鋁原料的批量生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

據(jù)了解，以高純鋁水解制備的純度超過(guò)5N的高純氧化鋁，是生產(chǎn)LED襯底藍(lán)寶石單晶片的主要原材料，全球超過(guò)90%的LED企業(yè)均采用藍(lán)寶石作為襯底材料。此外，高純度氧化鋁還廣泛應(yīng)用于鋰電池隔膜材料、高端熒光粉、催化劑、半導(dǎo)體陶瓷等。

該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人說(shuō)：“此種新產(chǎn)品以前在市場(chǎng)上是沒(méi)有的，超高純度鋁錠填補(bǔ)了這項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)的空白，我們的上游是鋁工業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，下游是人造藍(lán)寶石晶體的產(chǎn)業(yè)鏈，這一新產(chǎn)品首次實(shí)現(xiàn)了我國(guó)這兩條產(chǎn)業(yè)鏈的無(wú)縫對(duì)接。接下來(lái)，我們將會(huì)把產(chǎn)品逐步推向手機(jī)屏幕、相機(jī)鏡頭、高端陶瓷靶材等多個(gè)生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。”

我國(guó)創(chuàng)脈沖平頂磁場(chǎng)強(qiáng)度世界新紀(jì)錄

11月22日，國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心成功實(shí)現(xiàn)64特斯拉脈沖平頂磁場(chǎng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了脈沖平頂磁場(chǎng)強(qiáng)度新的世界紀(jì)錄。

此次64特斯拉脈沖平頂磁場(chǎng)，使用了具有獨(dú)立層間加固結(jié)構(gòu)的單線圈磁體，孔徑為21毫米，電容器型脈沖電源供電，能耗7兆焦。磁體重量、電源能量不到國(guó)際同類(lèi)型磁場(chǎng)系統(tǒng)的1/10，磁場(chǎng)強(qiáng)度更是一舉超過(guò)此前美國(guó)國(guó)家強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造的60特斯拉脈沖平頂磁場(chǎng)強(qiáng)度世界紀(jì)錄，成為全球最高強(qiáng)度的脈沖平頂磁場(chǎng)。

據(jù)中國(guó)工程院潘垣院士介紹，脈沖平頂磁場(chǎng)兼具穩(wěn)態(tài)和脈沖兩種磁場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的強(qiáng)度且在一段時(shí)間保持很高的穩(wěn)定度。此次在測(cè)試64特斯拉平頂磁場(chǎng)的同時(shí)，國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心也成功開(kāi)展了重費(fèi)米子材料CeRhIn5的比熱測(cè)量，這表明過(guò)去只能在穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)下開(kāi)展的核磁共振、比熱、拉曼光譜等研究工作在更高場(chǎng)強(qiáng)下成為可能。

為了獲取高強(qiáng)度和高穩(wěn)定度的脈沖平頂磁場(chǎng)，需要解決磁場(chǎng)產(chǎn)生過(guò)程中的大電流精確調(diào)控和強(qiáng)電磁力下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的難題，目前國(guó)外主要采用的大電源、大磁體的方案存在著體積大、磁體冷卻速度慢和實(shí)驗(yàn)效率低等問(wèn)題。為此，我國(guó)科學(xué)家提出了雙電容器耦合態(tài)調(diào)控新方案，首次實(shí)現(xiàn)了電容器驅(qū)動(dòng)的脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)波形調(diào)控，并成功實(shí)現(xiàn)64特斯拉、3‰穩(wěn)定度的脈沖平頂磁場(chǎng)，使我國(guó)脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)走在了世界最前列。

國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心主任李亮教授介紹說(shuō)，國(guó)際上其他脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室都是通過(guò)研制不同磁體分別實(shí)現(xiàn)這三類(lèi)磁場(chǎng)，而國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心基于強(qiáng)磁場(chǎng)核心技術(shù)的全面掌握，通過(guò)電源與磁體的協(xié)同控制，可以讓同一個(gè)實(shí)驗(yàn)站的同一個(gè)磁體產(chǎn)生高強(qiáng)度、高穩(wěn)定度和高重頻的脈沖磁場(chǎng)，為相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究提供獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)條件。此次實(shí)現(xiàn)64特斯拉平頂磁場(chǎng)的磁體還產(chǎn)生了45特斯拉/50赫茲的超高重頻磁場(chǎng)，將國(guó)際同類(lèi)磁場(chǎng)重復(fù)頻率提高了2個(gè)數(shù)量級(jí)。

脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置是國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，也是首個(gè)對(duì)外開(kāi)放的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，已累計(jì)為60多家國(guó)內(nèi)外高校和科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)下的科學(xué)研究700余項(xiàng)，相關(guān)科研成果在Science、Nature及子刊等高水平期刊發(fā)表論文600余篇，有力地支撐了我國(guó)凝聚態(tài)物理、材料、化學(xué)、生命等前沿基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。在2018年5月的國(guó)際評(píng)估中，該裝置被來(lái)自美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)際強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室的專(zhuān)家評(píng)價(jià)為“國(guó)際領(lǐng)先的脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)施之一”。

超導(dǎo)質(zhì)子醫(yī)療設(shè)備

我國(guó)超導(dǎo)質(zhì)子醫(yī)療設(shè)備研發(fā)取得突破

我國(guó)國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目“超導(dǎo)回旋質(zhì)子治療系統(tǒng)”11月22日取得突破，其核心部件之一“±185度旋轉(zhuǎn)機(jī)架”工程成功調(diào)試完成，關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)完全滿足治療需求，為推進(jìn)質(zhì)子治療設(shè)備國(guó)產(chǎn)化邁出重要一步。

質(zhì)子和重離子放療是當(dāng)前國(guó)際前沿的先進(jìn)抗癌技術(shù)之一，質(zhì)子醫(yī)療的重要優(yōu)勢(shì)是“精準(zhǔn)定位”人體腫瘤，高旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)機(jī)架是精確控制治療系統(tǒng)束流從不同角度照射病灶的關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過(guò)多輪技術(shù)攻關(guān)，科研團(tuán)隊(duì)先后解決了大型回轉(zhuǎn)設(shè)備高精度高穩(wěn)定性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、大跨度支撐下保證變形小于1毫米等關(guān)鍵技術(shù)難題，采用大型齒圈加雙主動(dòng)齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)機(jī)架驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)精度0.1度水平運(yùn)行狀態(tài)平穩(wěn)。測(cè)試結(jié)果優(yōu)于該領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)子碳離子審查指導(dǎo)原則要求。