近日，國家市場監(jiān)督管理總局正式發(fā)文批準(zhǔn)了同濟(jì)大學(xué)、中國計量科學(xué)研究院、中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所聯(lián)合研制的兩種超精密納米光柵成為國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。具體名稱為：一是一維鉻納米光柵標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，光柵間距212.8nm±1.1nm（k=2），GBW13982；二是一維硅納米光柵標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，光柵間距106.4nm±0.7nm（k=2），GBW13983。上述標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)填補(bǔ)了我國300nm尺度以下有證光柵標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的空白，為實(shí)現(xiàn)我國在納米長度計量方面自主溯源提供了標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)支撐。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是國家依法管理的計量標(biāo)準(zhǔn)器具，作為高度均勻、良好穩(wěn)定和量值準(zhǔn)確的測量標(biāo)準(zhǔn)，具有復(fù)現(xiàn)、保存和量值傳遞的基本作用。超精密光柵是精密位移測量、微納加工檢測裝備校準(zhǔn)、高端儀器開發(fā)等領(lǐng)域的關(guān)鍵器件。依托同濟(jì)大學(xué)物理科學(xué)與工程學(xué)院的先進(jìn)微結(jié)構(gòu)材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，李同保院士團(tuán)隊自2002年起即在國內(nèi)率先開展了原子光刻技術(shù)研制可溯源至自然常數(shù)的超精密光柵的研制工作，所研制的間距為212.8nm的鉻光柵具有跨尺度（從百納米到毫米）的均勻性。同時，研究團(tuán)隊在國際上首次提出基于“原子光刻+軟X射線干涉光刻”的超精密光柵倍頻新方法，聯(lián)合上海光源邰仁忠研究員團(tuán)隊研制了間距為106.4nm硅光柵。上述兩種超精密光柵經(jīng)過中國計量科學(xué)研究院納米計量團(tuán)隊進(jìn)行長達(dá)一年的均勻性檢驗(yàn)、穩(wěn)定性檢驗(yàn)及可溯源至“米”定義的計量定值，表明光柵關(guān)鍵參數(shù)穩(wěn)定可靠、質(zhì)量達(dá)到實(shí)用化水平，可用于各類納米測量儀器的校準(zhǔn)與精密位移測量，為半導(dǎo)體、光電子、人工智能等領(lǐng)域的發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐。

計量單位量子化、量值傳遞扁平化是國際計量科學(xué)的發(fā)展趨勢。在科技部“國家質(zhì)量基礎(chǔ)的共性技術(shù)研究與應(yīng)用”重點(diǎn)專項(xiàng)中，明確在任務(wù)鏈中布局開展“高準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和量值傳遞扁平化”的研究任務(wù)，由我校李同保院士團(tuán)隊牽頭承擔(dān)的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目“納米級晶圓光刻標(biāo)校光柵標(biāo)準(zhǔn)器關(guān)鍵技術(shù)研究及計量標(biāo)準(zhǔn)器研制”（項(xiàng)目編號：2019YFF0216400）即是該研究任務(wù)的重要組成部分。此次我校獲批的兩項(xiàng)光柵國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其光柵間距可以直接溯源到鉻躍遷頻率，具有極高的準(zhǔn)確性、均勻性與一致性，具備自溯源特征。2019年，經(jīng)德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB）計量定值驗(yàn)證表明，兩種自溯源光柵的準(zhǔn)確性、均勻性與一致性均可以達(dá)到皮米量級，具備無需定值即可作為長度標(biāo)準(zhǔn)使用的天然優(yōu)勢。目前，項(xiàng)目團(tuán)隊正在開展基于自溯源光柵的測量與加工儀器校準(zhǔn)、精密位移測量、自然常數(shù)比對等研究工作，并積極推廣在光電子和微電子產(chǎn)業(yè)方面的示范應(yīng)用。（文/陳杰     圖/鄧曉）