近日，一项基于量子化光晶格技术的纳米标准物质研究成果引发关注。该技术由同济大学邓晓教授团队主导，旨在解决纳米尺度下测量精度不足的难题。传统标准物质量值依赖层层校准，而新方法直接从原子跃迁波长出发，将“米”定义的精准复现融入纳米标准物质制造全过程，研制出可直接溯源的“纳米尺”。这一成果为高端量测设备的准确性提供了全新解决方案。
希鸥网观察到，这项技术的核心在于利用铬原子在真空中的量子跃迁波长作为天然常数。团队通过光频梳将激光锁定在此波长上，两束相向激光在空间中叠出一列明暗相间、周期恒定的驻波，形成“量子化光晶格”。这一光铸“模具”的格点周期恰好等于量子化激光波长的一半，与自然常数牢牢绑定，从而确保刻度的天然精准性，避免了传统机械刻度因磨损或漂移而导致的误差。
在具体应用中，团队让经激光冷却后的铬“冷原子”穿过光晶格，被光场逐一引导至格点位置，在基底上生长出整齐的刻线。这些刻线并非由机器直接刻制，而是原子依据自然常数自行排列而成。基于这一原理，项目团队创建了超稳制造技术和装置，系列光栅已获批5项国家一级标准物质，并首次建立了我国纳米尺度下的角度标准物质。
传统纳米计量依赖多级量值传递，如同“接力赛”，每传递一次都会累积误差。而量子化光晶格常数铸出的“纳米标尺”具备复现“米”定义的功能，无需层层传递，即可在产业现场实现一步校准和直接溯源。这种“扁平化、嵌入式、小型化”的特性，特别适用于对现场应用需求较高的场景，如集成电路量检测设备的校准。
该成果作为核心技术之一，支撑了“我国首批高端仪器装备计量测评装置”的研制。项目团队利用这一理念，解决了集成电路量检测设备所需晶圆级标准片的制造、定值和应用难题，系列晶圆级标准片已获批国家二级标准物质，并在国产集成电路量检测设备企业实现应用。该技术于2025年入选工信部第一批先进适用技术名单。
希鸥网认为，这项技术抓住了国际计量学“计量单位量子化”与“量值传递扁平化”的发展趋势，为纳米制造产业的高质量发展提供了关键支撑。随着纳米制造向原子级制造推进，对更高测量尺度的需求日益增长，这一“精准标尺”有望在半导体、精密仪器等前沿领域释放更大价值，契合国家科技自立自强的战略方向。
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