原子级制造测量与表征研究现状综述

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作   者：

居冰峰;  姜澜;  孙立涛;  陈远流;  胡洁;  韩伟娜;  徐涛;  刘大猛;  杨琛;  张军辉;  唐金岩;  孙靖雅;  郭宝山; 

关键词：

超高时空分辨;  原子结构演变动态表征;  原子级制造过程在线监测;  原子级制造测量与表征; 

期刊名称：

中国科学基金

i s s n：

1000-8217

年卷期：

2024 年 38 卷 001 期

页   码：

132-145

摘   要：

原子级制造是指将能量作用于原子,通过原子级材料的可控去除或者原子/分子级结构的大规模操控及组装,实现产品性能与功能跃迁的前沿制造技术,是一种可以大规模、批量化的先进制造技术.该过程需要在1 0-10 m空间尺度下精确操控原子.同时,制造过程中原子的键合时间、电子动力学变化均发生在飞秒(10-15 s)至阿秒(10-18 s)量级.因此,只有具备超快时间和空间分辨在线检测与表征能力,才能够深入了解并利用原子级制造过程中原子尺度的新原理、新效应,保障原子级制造的可达性与可控性;只有实现原子级制造过程的高通量、大范围的在线监测,才能保障原子级制造的可靠性.基于此,原子级制造的测量与表征是指在原子级的时间、空间、能量尺度上对材料、结构或器件进行精确的测量和表征,以保障原子级制造的可达性、可控性与可靠性.本文介绍了原子级制造所需的测量表征手段的研究现状,从原子级超快动力学过程观测、原子结构演变原位表征、原子级制造过程在线质量监测三大方向进行系统梳理,总结了 目前原子级制造测量与表征的挑战并针对未来发展给出建议.