【进展】新研究提出用光为量子自旋“护航”；中国科学院微电子研究所在EUV光刻收集镜红外辐射抑制方面取得新进展；中国科学院国家纳米科学中心鄢勇团队在基于离子型神经形态器件构筑智能味觉系统方面取得进展

1.新研究提出用光为量子自旋“护航”

2.中国科学院微电子研究所在EUV光刻收集镜红外辐射抑制方面取得新进展

3.中国科学院国家纳米科学中心鄢勇团队在基于离子型神经形态器件构筑智能味觉系统方面取得进展

1.新研究提出用光为量子自旋“护航”

以色列和美国的研究人员日前在美国《物理评论快报》上发表论文说，他们合作发现了一种利用激光束保护原子“自旋”不受干扰的全新方法，为提升量子传感器、导航系统等关键技术的稳定性和实用性打开新路径。

在量子技术中，原子内部的磁性取向（即“自旋”）是存储和感知信息的核心。然而，当原子相互碰撞或撞击容器壁时，自旋容易失去同步，即所谓“自旋弛豫”现象，导致信息丢失。长期以来，这一问题限制了量子设备的性能与稳定性。

传统上，科学家往往通过在极低磁场环境中结合复杂笨重的磁屏蔽结构来延缓这种信息丢失。来自耶路撒冷希伯来大学和美国康奈尔大学的研究人员发现，使用一束经过精确调谐的激光照射原子气体，可显著降低这一信息丢失速度。研究团队通过对温热的铯蒸气进行实验，发现该技术可使原子的自旋保持同步，即使在频繁碰撞或与容器壁接触的条件下，仍能保持较长时间的“相干态”。实验结果显示，原子自旋的衰减速度减少了约90%，磁灵敏度显著增强。

研究人员将这项技术称为“光学保护”，它通过激光细致调整原子能级，使自旋自然趋于一致，从而抵抗外部干扰带来的去相干影响。这种方法无需传统磁屏蔽，也不依赖极低温或特殊磁场设置，更加简洁高效。

“就像数百个陀螺仪在一个盒子里高速旋转并不断碰撞，这束激光就像一名指挥家，让它们在激烈的环境中依旧保持和谐旋转。”耶路撒冷希伯来大学在新闻公报中介绍。

研究人员说，这项研究展示了如何借助光与原子自旋间的相互作用，在更广泛的现实条件下保持量子态的稳定。这种技术可广泛应用于量子磁力仪、量子导航系统、无需卫星支持的精准定位设备，乃至量子信息存储等领域。由于该技术可在“温暖环境”下运行，无需复杂低温系统与繁琐调试，其在医疗成像、考古探测、航天探索等领域的实际应用前景广阔。(新华网)

2.中国科学院微电子研究所在EUV光刻收集镜红外辐射抑制方面取得新进展

极紫外光刻（EUVL）技术是推进半导体制造工艺迈向更先进制程的关键技术路径。目前主流的LPP-EUV光源系统通过10.6微米波长的红外激光（IR）轰击锡等离子体，从而产生极紫外辐射，并由收集镜将这些辐射聚焦到中间焦点（IF）位置。然而，系统中残余的红外辐射若进入曝光光学系统，会产生不必要的热负载，进而影响光刻系统的稳定性和曝光质量。因此，有效抑制红外辐射对保障光刻机性能至关重要。

目前业界通常在EUV收集镜表面集成光谱纯化滤波结构（Spectral Purity Filters, SPFs）来过滤红外辐射能量，但现有评估方法仅依靠衍射效率这一单一物理量来评估抑制效果，缺乏全面性。

![图1 （a）集成SPFs的收集镜示意图，（b）中间焦点处孔径光阑表面的红外能量分布，（c）LPP-EUV系统光路示意图]

近期，中国科学院微电子研究所齐月静研究员团队在这一领域取得突破性进展。团队提出了基于线性辐射通量密度的红外抑制比（Infrared Suppression Ratio, IRSR）理论模型。该模型能够对收集镜红外辐射通量进行积分及降维映射，有效整合了光源能量分布、收集镜几何面形、多层膜反射特性和光栅衍射效率等多项关键因素，实现了对各因素在收集镜局部和全局IRSR贡献机制及定量权重的精确分析。

![图2 在（a）均匀分布、（b）朗伯分布和（c）高斯分布的红外辐射源条件下，收集镜表面的线性辐射通量密度随归一化入射口径和椭圆率的变化]

与现有仅依赖单一物理量的评估方法相比，该模型引入了多变量综合分析框架，证实了全局IRSR实际上是局部IRSR的加权调和平均积分，其中权函数为收集镜表面的线性辐射通量密度。这一研究为收集镜和SPF的协同优化以及IRSR的精密测量奠定了坚实的理论基础。

![图3 在（a）均匀分布、（b）朗伯分布和（c）高斯分布的红外辐射源条件下，入射与零级衍射的红外光沿收集镜子午方向的线性辐射通量微分]

相关研究成果以"Modeling and evaluation for the infrared suppression ratio of an EUV collector with integrated spectral purity filters"为题发表在光学领域期刊《Optics Express》上。微电子所博士生金浩为论文第一作者，齐月静研究员担任通讯作者。该研究获得了中国科学院战略先导科技专项（XDA0380000）的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1364/OE.566106(中国科学院微电子研究所)

3.中国科学院国家纳米科学中心鄢勇团队在基于离子型神经形态器件构筑智能味觉系统方面取得进展

近日，中国科学院国家纳米科学中心鄢勇团队在基于离子型神经形态器件构筑智能味觉系统方面取得进展。

当前，仿生“类脑计算”是人工智能领域的核心研究方向之一，模拟人体感官的感存算一体化系统是该方向的重要研究课题之一。相比于视觉与触觉感知，仿生味觉感存算一体化系统在环境监测、食品安全、健康监测、疾病诊断以及味觉重构等方面将发挥独特功能。与视觉和触觉不同，味觉感知涉及化学（生物）物质交换，器件工作往往要求液相生理环境，具有更复杂的过程。因此，实现仿生味觉感存算一体极具挑战。

该研究基于层叠的氧化石墨烯薄膜，开发出集传感与计算功能于一体、可在水相中工作的新型纳米离子器件。离子动力学表征与有限元理论模拟研究显示，氧化石墨烯片层中界面吸附-解吸附过程可显著迟滞离子的迁移速度，从而赋予该器件离子传感和忆阻特性。研究利用这一器件的传感功能构建了多种味型的化学样本库，并基于其神经形态计算功能构建了储备池计算网络以模拟人工味觉系统。该系统可实现酸、苦、咸、甜四种基本味型以及咖啡、可乐等复杂风味的准确识别。

在生理环境下，该成果在同一器件中实现了传感与计算双功能，为液体环境中感存算一体的智能味觉的发展奠定了基础。