原子级制造的关键基础科学问题
原子级制造的关键基础科学问题 雒建斌1，郭东明2，杨华勇3，叶鑫4，钱林茂5，居冰峰3，姜澜6，邵金友7，振宇2，陈磊5，陈远流3，胡洁6，李祥明7，冯俊元2，韩伟娜6，谭新峰1，解国新1，赖一楠4，苗鸿雁4，王岐东4 （1.清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室；2.大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室；3.浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室；4.国家自然科学基金委员会工程与材料科学部；5.西南交通大学机械工程学院；6.北京理工大学机械与车辆学院；7.西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室）
摘要：人类的制造技术逐步向原子级推进,原子作为化学反应中的最小粒子,虽然它可以分成更小的原子核、电子等,但是从制造的角度看,原子级制造可以说是人类制造的最底层技术,也是继微纳制造之后新的制造范式,可将制造精度以及产品性能推向极致水平,代表着人类对物质世界认知和制造能力发展的新阶段,是引领未来产业变革发展的战略性技术,也是保障国家安全和推动国计民生重大装备跨代升级的重要前沿方向。本文基于第330期双清论坛总结了原子级制造的研究现状、发展趋势及机遇挑战,凝练出未来5~10年原子级制造的焦点问题和亟需解决的关键科学问题,探讨了相关领域的前沿发展方向和科学基金资助战略。
关键词：原子级制造;原子层制造;团簇与器件制造;原子级精度制造;原子级测量与表征;学科交叉
目录介绍
1 原子级制造的重大机遇与挑战
1.1 原子级制造的发展现状与紧迫性
1.2 原子级制造的发展机遇与挑战
2 原子级制造的研究进展
2.1 原子层制造
2.2 原子/分子团簇与器件制造
2.3 原子级制造测量与表征
3 未来5~10年原子级制造的发展目标及资助重点
3.1 发展目标
3.2 资助重点
3.2.1 原子层制造
(1)原子层抛光新原理与新技术
(2)原子层沉积/刻蚀精准调控机制
(3)高效高一致性原子层制造工艺与装备
3.2.2 原子/分子团簇与器件制造
(1)原子/分子团簇新材料的宏量制造方法
(2)高性能器件或构件的原子/分子团簇构筑机制与方法
(3)团簇—微纳结构—器件性能的映射关系与高性能制造技术
3.2.3 原子级精度制造新原理新方法
(1)能场辅助原子级切削机理研究
(2)多元能场原子有序排布机理
(3)突破光学衍射极限的原子级精度制造机理
3.2.4 原子级制造测量与表征
(1)高时空分辨多维动态超快观测
(2)原子级制造过程超精密原位动态表征
(3)原子级制造性能评价新方法
4 结语
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