1.新研究提出用光為量子自旋“護航”

2.中國科學院微電子研究所在EUV光刻收集鏡紅外輻射抑制方面取得新進展

3.中國科學院國家納米科學中心鄢勇團隊在基于離子型神經(jīng)形態(tài)器件構筑智能味覺系統(tǒng)方面取得進展

1.新研究提出用光為量子自旋“護航”

以色列和美國的研究人員日前在美國《物理評論快報》上發(fā)表論文說，他們合作發(fā)現(xiàn)了一種利用激光束保護原子“自旋”不受干擾的全新方法，為提升量子傳感器、導航系統(tǒng)等關鍵技術的穩(wěn)定性和實用性打開新路徑。

在量子技術中，原子內(nèi)部的磁性取向（即“自旋”）是存儲和感知信息的核心。然而，當原子相互碰撞或撞擊容器壁時，自旋容易失去同步，即所謂“自旋弛豫”現(xiàn)象，導致信息丟失。長期以來，這一問題限制了量子設備的性能與穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)上，科學家往往通過在極低磁場環(huán)境中結合復雜笨重的磁屏蔽結構來延緩這種信息丟失。來自耶路撒冷希伯來大學和美國康奈爾大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，使用一束經(jīng)過精確調諧的激光照射原子氣體，可顯著降低這一信息丟失速度。研究團隊通過對溫熱的銫蒸氣進行實驗，發(fā)現(xiàn)該技術可使原子的自旋保持同步，即使在頻繁碰撞或與容器壁接觸的條件下，仍能保持較長時間的“相干態(tài)”。實驗結果顯示，原子自旋的衰減速度減少了約90%，磁靈敏度顯著增強。

研究人員將這項技術稱為“光學保護”，它通過激光細致調整原子能級，使自旋自然趨于一致，從而抵抗外部干擾帶來的去相干影響。這種方法無需傳統(tǒng)磁屏蔽，也不依賴極低溫或特殊磁場設置，更加簡潔高效。

“就像數(shù)百個陀螺儀在一個盒子里高速旋轉并不斷碰撞，這束激光就像一名指揮家，讓它們在激烈的環(huán)境中依舊保持和諧旋轉?！币啡隼湎２畞泶髮W在新聞公報中介紹。

研究人員說，這項研究展示了如何借助光與原子自旋間的相互作用，在更廣泛的現(xiàn)實條件下保持量子態(tài)的穩(wěn)定。這種技術可廣泛應用于量子磁力儀、量子導航系統(tǒng)、無需衛(wèi)星支持的精準定位設備，乃至量子信息存儲等領域。由于該技術可在“溫暖環(huán)境”下運行，無需復雜低溫系統(tǒng)與繁瑣調試，其在醫(yī)療成像、考古探測、航天探索等領域的實際應用前景廣闊。(新華網(wǎng))

2.中國科學院微電子研究所在EUV光刻收集鏡紅外輻射抑制方面取得新進展

極紫外光刻（EUVL）技術是推進半導體制造工藝邁向更先進制程的關鍵技術路徑。目前主流的LPP-EUV光源系統(tǒng)通過10.6微米波長的紅外激光（IR）轟擊錫等離子體，從而產(chǎn)生極紫外輻射，并由收集鏡將這些輻射聚焦到中間焦點（IF）位置。然而，系統(tǒng)中殘余的紅外輻射若進入曝光光學系統(tǒng)，會產(chǎn)生不必要的熱負載，進而影響光刻系統(tǒng)的穩(wěn)定性和曝光質量。因此，有效抑制紅外輻射對保障光刻機性能至關重要。

目前業(yè)界通常在EUV收集鏡表面集成光譜純化濾波結構（Spectral Purity Filters, SPFs）來過濾紅外輻射能量，但現(xiàn)有評估方法僅依靠衍射效率這一單一物理量來評估抑制效果，缺乏全面性。

![圖1 （a）集成SPFs的收集鏡示意圖，（b）中間焦點處孔徑光闌表面的紅外能量分布，（c）LPP-EUV系統(tǒng)光路示意圖]

近期，中國科學院微電子研究所齊月靜研究員團隊在這一領域取得突破性進展。團隊提出了基于線性輻射通量密度的紅外抑制比（Infrared Suppression Ratio, IRSR）理論模型。該模型能夠對收集鏡紅外輻射通量進行積分及降維映射，有效整合了光源能量分布、收集鏡幾何面形、多層膜反射特性和光柵衍射效率等多項關鍵因素，實現(xiàn)了對各因素在收集鏡局部和全局IRSR貢獻機制及定量權重的精確分析。

![圖2 在（a）均勻分布、（b）朗伯分布和（c）高斯分布的紅外輻射源條件下，收集鏡表面的線性輻射通量密度隨歸一化入射口徑和橢圓率的變化]

與現(xiàn)有僅依賴單一物理量的評估方法相比，該模型引入了多變量綜合分析框架，證實了全局IRSR實際上是局部IRSR的加權調和平均積分，其中權函數(shù)為收集鏡表面的線性輻射通量密度。這一研究為收集鏡和SPF的協(xié)同優(yōu)化以及IRSR的精密測量奠定了堅實的理論基礎。

![圖3 在（a）均勻分布、（b）朗伯分布和（c）高斯分布的紅外輻射源條件下，入射與零級衍射的紅外光沿收集鏡子午方向的線性輻射通量微分]

相關研究成果以"Modeling and evaluation for the infrared suppression ratio of an EUV collector with integrated spectral purity filters"為題發(fā)表在光學領域期刊《Optics Express》上。微電子所博士生金浩為論文第一作者，齊月靜研究員擔任通訊作者。該研究獲得了中國科學院戰(zhàn)略先導科技專項（XDA0380000）的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.566106(中國科學院微電子研究所)

3.中國科學院國家納米科學中心鄢勇團隊在基于離子型神經(jīng)形態(tài)器件構筑智能味覺系統(tǒng)方面取得進展

近日，中國科學院國家納米科學中心鄢勇團隊在基于離子型神經(jīng)形態(tài)器件構筑智能味覺系統(tǒng)方面取得進展。

當前，仿生“類腦計算”是人工智能領域的核心研究方向之一，模擬人體感官的感存算一體化系統(tǒng)是該方向的重要研究課題之一。相比于視覺與觸覺感知，仿生味覺感存算一體化系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測、食品安全、健康監(jiān)測、疾病診斷以及味覺重構等方面將發(fā)揮獨特功能。與視覺和觸覺不同，味覺感知涉及化學（生物）物質交換，器件工作往往要求液相生理環(huán)境，具有更復雜的過程。因此，實現(xiàn)仿生味覺感存算一體極具挑戰(zhàn)。

該研究基于層疊的氧化石墨烯薄膜，開發(fā)出集傳感與計算功能于一體、可在水相中工作的新型納米離子器件。離子動力學表征與有限元理論模擬研究顯示，氧化石墨烯片層中界面吸附-解吸附過程可顯著遲滯離子的遷移速度，從而賦予該器件離子傳感和憶阻特性。研究利用這一器件的傳感功能構建了多種味型的化學樣本庫，并基于其神經(jīng)形態(tài)計算功能構建了儲備池計算網(wǎng)絡以模擬人工味覺系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)酸、苦、咸、甜四種基本味型以及咖啡、可樂等復雜風味的準確識別。

在生理環(huán)境下，該成果在同一器件中實現(xiàn)了傳感與計算雙功能，為液體環(huán)境中感存算一體的智能味覺的發(fā)展奠定了基礎。