上海光源成功制备出超精密纳米光栅并获批国家一级标准物质

近日，国家市场监督管理总局正式发文批准了同济大学、中国科学院上海应用物理研究所（上海光源团队）和中国计量科学研究院联合研制的超精密纳米光栅成为国家一级标准物质。具体名称为：一维硅纳米光栅标准物质，光栅间距106.4nm±0.7nm （k=2），编号GBW13983。上述标准物质填补了我国300nm尺度以下有证光栅标准物质的空白，为实现我国在纳米长度计量自主溯源提供了标准物质支撑。

标准物质是国家依法管理的计量标准器具，作为高度均匀、良好稳定和量值准确的测量标准，具有复现、保存和量值传递的基本作用。超精密光栅是精密位移测量、微纳加工检测装备校准、高端仪器开发等领域的关键器件。自2016年起，上海光源邰仁忠研究员团队与同济大学李同保院士团队开展合作，基于上海光源软X射线干涉光刻线站（BL08U1B），采用“原子光刻+软X射线干涉光刻”的超精密光栅倍频新方法，联合研制纳米节距标准物质。经过五年的努力，通过不断改善曝光装置稳定性，摸索曝光显影工艺条件，已经建立起一套成熟的基于原子光刻和软X射线干涉光刻的自溯源光栅倍频工艺，在硅基底上成功实现106.4nm节距光栅标准物质样品的制备。2019年，经德国联邦物理技术研究院（PTB）计量定值验证表明，该自溯源光栅的准确性、均匀性与一致性均可以达到皮米量级，具备无需定值即可作为长度标准使用的天然优势。

该标准物质的研制成功表明我国已能制备出与国际先进水平同步的纳米标准物质。该标准物质将主要应用于：1）扫描电子显微镜和扫描探针显微镜等计量器具的校准；2）纳米长度测量标准计量方法的研究与评价；3）二级标准物质的鉴定。