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清華大學(xué)工程物理系教授唐傳祥研究組與德國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)25日在《自然》雜志上發(fā)表論文，報(bào)告了一種名為“穩(wěn)態(tài)微聚束”(SSMB)的新型粒子加速器光源的原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。據(jù)悉，這項(xiàng)重要研究有望為光子科學(xué)研究提供新的機(jī)遇，并助力EUV(極紫外)光刻機(jī)的自主研發(fā)。

據(jù)了解，在實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)利用波長(zhǎng)1064納米的激光操控環(huán)形加速器內(nèi)的電子束，使電子束繞加速器一整圈(周長(zhǎng)48米)后形成精細(xì)的微結(jié)構(gòu)，即“微聚束”。研究人員發(fā)現(xiàn)，微聚束會(huì)在激光波長(zhǎng)及其高次諧波上輻射出高強(qiáng)度的窄帶寬相干光，通過(guò)探測(cè)該輻射可驗(yàn)證微聚束的形成，由此證明了電子的光學(xué)相位能以短于激光波長(zhǎng)的精度逐圈關(guān)聯(lián)起來(lái)，使得微聚束可被“穩(wěn)態(tài)”地保持，從而驗(yàn)證了SSMB的工作機(jī)理。

“SSMB光源的潛在應(yīng)用之一是作為未來(lái)EUV光刻機(jī)的光源。”唐傳祥教授表示。光刻是集成電路芯片制造中復(fù)雜和關(guān)鍵的工藝步驟，光刻機(jī)是芯片產(chǎn)業(yè)鏈中必不可少的精密設(shè)備。目前業(yè)界公認(rèn)的新一代主流光刻技術(shù)是采用波長(zhǎng)為13.5納米光源的EUV光刻。而大功率的EUV光源是EUV光刻機(jī)的核心基礎(chǔ)。

“光刻機(jī)需要的EUV光，要求是波長(zhǎng)短、功率大。”唐傳祥說(shuō)，大功率EUV光源的突破對(duì)于EUV光刻進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展至關(guān)重要，“基于SSMB的EUV光源有望實(shí)現(xiàn)大的平均功率，并具備向更短波長(zhǎng)擴(kuò)展的潛力，為大功率EUV光源的突破提供全新的解決思路。”

對(duì)于此項(xiàng)研究，《自然》的相關(guān)評(píng)論文章中指出，“該實(shí)驗(yàn)展示了如何結(jié)合現(xiàn)有兩類(lèi)主要加速器光源——同步輻射光源及自由電子激光的特性，SSMB光源未來(lái)有望應(yīng)用于EUV光刻和角分辨光電子能譜學(xué)等領(lǐng)域。”(記者 魏夢(mèng)佳)