在电子束曝光与材料外延生长的协同研究中，科研团队探索了先曝光后外延的工艺路线。针对特定氮化物半导体器件的需求，团队在衬底上通过电子束曝光制备图形化掩模，再利用材料外延平台进行选择性外延生长，实现了具有特定形貌的半导体 nanostructure。研究发现，曝光图形的尺寸与间距会影响外延材料的晶体质量，通过调整曝光参数可调控外延层的生长速率与形貌，目前已在纳米线阵列的制备中获得了较为均匀的结构分布。研究所针对电子束曝光在大面积晶圆上的均匀性问题开展研究。由于电子束在扫描过程中可能出现能量衰减，6 英寸晶圆边缘的图形质量有时会与中心区域存在差异，科研团队通过分区校准曝光剂量的方式，改善了晶圆面内的曝光均匀性。电子束曝光为液体活检芯片提供高精度细胞分离结构。甘肃光掩模电子束曝光加工厂
围绕电子束曝光在半导体激光器腔面结构制备中的应用，研究所进行了专项攻关。激光器腔面的平整度与垂直度直接影响其出光效率与寿命，科研团队通过控制电子束曝光的剂量分布，在腔面区域制备高精度掩模，再结合干法刻蚀工艺实现陡峭的腔面结构。利用光学测试平台，对比不同腔面结构的激光器性能，发现优化后的腔面使器件的阈值电流降低，斜率效率有所提升。这项研究充分发挥了电子束曝光的纳米级加工优势，为高性能半导体激光器的制备提供了工艺支持，相关成果已应用于多个研发项目。东莞光掩模电子束曝光实验室电子束曝光在单分子测序领域实现原子级精度的生物纳米孔制造。
围绕电子束曝光在第三代半导体功率器件栅极结构制备中的应用，科研团队开展了专项研究。功率器件的栅极尺寸与形状对其开关性能影响明显，团队通过电子束曝光制备不同线宽的栅极图形，研究尺寸变化对器件阈值电压与导通电阻的影响。利用电学测试平台，对比不同栅极结构的器件性能，优化出适合高压应用的栅极尺寸参数。这些研究成果已应用于省级重点科研项目中，为高性能功率器件的研发提供了关键技术支撑。科研人员研究了电子束曝光过程中的电荷积累效应及其应对措施。绝缘性较强的半导体材料在电子束照射下容易积累电荷，导致图形偏移或畸变，团队通过在曝光区域附近设置导电辅助层与接地结构，加速电荷消散。
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。电子束曝光与电镜联用实现纳米器件的原位加工、表征一体化平台。
研究所将电子束曝光技术应用于生物传感器的微纳电极制备中，探索其在跨学科领域的应用。生物传感器的电极尺寸与间距会影响检测灵敏度，科研团队通过电子束曝光制备纳米级间隙的电极对，研究间隙尺寸与生物分子检测信号的关系。利用电化学测试平台，对比不同电极结构的检测限与响应时间，发现纳米间隙电极能明显提升对特定生物分子的检测灵敏度。这项研究展示了电子束曝光技术在交叉学科研究中的应用潜力，为生物医学检测器件的发展提供了新思路。围绕电子束曝光的能量分布模拟与优化，科研团队开展了理论与实验相结合的研究。通过蒙特卡洛方法模拟电子束在抗蚀剂与半导体材料中的散射过程，预测不同能量下的电子束射程与能量沉积分布，指导曝光参数的设置。电子束曝光通过仿生微结构设计实现太阳能海水淡化系统性能跃升。东莞光掩模电子束曝光实验室
电子束曝光在固态电池领域优化电解质/电极界面离子传输效率。甘肃光掩模电子束曝光加工厂
磁存储器技术通过电子束曝光实现密度与能效突破。在垂直磁各向异性薄膜表面制作纳米盘阵列，直径20nm下仍保持单畴磁结构。特殊设计的边缘畴壁锁定结构提升热稳定性300%，使存储单元临界尺寸突破5nm物理极限。在存算一体架构中，自旋波互连网络较传统铜互连功耗降低三个数量级，支持神经网络权重实时更新。实测10层Transformer模型推理能效比达50TOPS/W，较GPU方案提升100倍。电子束曝光赋能声学超材料实现频谱智能管理。通过变周期亥姆霍兹共振腔阵列设计，在0.5mm薄层内构建宽频带隙结构。梯度渐变阻抗匹配层消除声波界面反射，使200-5000Hz频段吸声系数＞0.95。在高速列车风噪控制中，该材料使车厢内声压级从85dB降至62dB，语音清晰度指数提升0.45。自适应变腔体技术配合主动降噪算法，实现工况环境下的实时频谱优化。甘肃光掩模电子束曝光加工厂
