原標題：同濟大學程鑫彬教授團隊 為納米製造鑄一把“精準尺規

　　7月8日，2025年度國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。由同濟大學物理科學與工程學院程鑫彬教授領銜完成的項目“量子化光晶格常數的納米計量關鍵技術及積體電路應用”榮獲國家科學技術進步獎一等獎。

　　該項目由同濟大學、上海禦微半導體技術有限公司、中國計量科學研究院、桂林電子科技大學、上海市計量測試技術研究院有限公司合作完成。歷經20餘年攻關，項目團隊製造出一系列納米級長度和角度國家一級標準物質，為積體電路等納米製造領域提供了用於儀器校準與標定的“精準尺規”。

　　計量是測量的科學及應用。只有測得出，才能造得出；只有測得準，才能造得精。納米計量是實現納米製造準確性的前提和保障。項目團隊抓住國際單位制（SI）量子化變革的機遇，發明瞭量子化光晶格常數的納米計量技術，縮短了納米計量傳遞鏈，提升了扁平化水準，更適用於解決産業應用問題。

　　一把精準的量子化納米尺規，其刻度歸根結底由原子構成。原子在固定位置，只有排列得越整齊，刻度才越精準，納米尺規就越準確。可是，如何讓億萬個原子準確均勻一致地排列到量子化常數的固定位置上？

　　項目團隊創新採用了“量子化光晶格”技術。“量子化”，源於鉻原子在真空中的量子躍遷波長——天然的量子化納米常數。利用光頻梳把鐳射鎖定在這個量子化波長上，兩束相向而行的鐳射便在空間中疊出一列明暗相間、週期恒定的駐波，這就是“量子化光晶格”——宛如一副用光鑄成的“模具”，格點週期（即晶格常數）恰好等於量子化鐳射波長的一半，與鉻原子的量子化躍遷波長這一自然常數牢牢“鎖定”。

　　隨後，經鐳射橫向冷卻而“安靜”下來的鉻“冷原子”穿過光晶格，被光場逐一引導、落位到格點之上，在基底上生長出一排排整齊的刻線。刻度不是機器刻出來的，而是原子照著自然界常數這張“圖紙”自己“站”出來的——機器會磨損、會漂移，但自然界常數不會，因此刻度天然就是精準的、一致的。

　　基於上述原理，項目團隊創建了量子化光晶格物化為直接溯源光柵標準（納米尺規）的超穩製造技術和裝置，系列光柵獲批5項國家一級標準物質。納米長度標準物質的3年長期穩定性、樣品間一致性均達到皮米量級（千分之一納米）水準，還首次建立了我國納米尺度下的角度標準物質。精準的“納米尺規”可為積體電路等先進納米製造的校準與標定提供有力支撐。

　　傳統納米計量為納米製造産業提供校準和標定，需要多級的量值傳遞，好比一場“接力賽”，每“接力”一次，累計誤差就會增加。量子化光晶格常數鑄出的“納米尺規”，是具備復現“米”定義功能的標準物質，無需層層“接力”，便可實現産業現場一步校準、直接溯源，更適用於“扁平化、嵌入式、小型化”等現場應用需求強的場景。該成果作為核心技術之一，支撐實現“我國首批高端儀器裝備計量測評裝置研製成功”。項目團隊正是用這一理念，為解決積體電路量檢測設備所需晶圓級標準片的製造、定值和應用難題提供了特色方案，系列晶圓級標準片獲批國家二級標準物質，在國産積體電路量檢測設備企業實現應用，2025年入選工業和信息化部第一批先進適用技術名單。

　　2024年1月，經國家市場監督管理總局批准，以同濟大學為主體的“國家積體電路微納檢測設備産業計量測試中心（上海）”正式啟動籌建，成為全國積體電路領域首批獲批籌建的國家級産業計量測試中心之一；研究團隊獲評首批“國家級計量創新團隊”。伴隨著國際計量學界“計量單位量子化”與“量值傳遞扁平化”的發展趨勢，項目組基於量子化光晶格常數為納米製造鑄造的“精準尺規”，作為支撐先進納米製造的品質基礎和共性關鍵技術之一，將不斷迸發蓬勃生機，有力支撐納米製造産業高品質發展。