实验室简介

实验室于 2025 年 12 月经北京市科委批准成立，面向原子级制造的核心科学问题与工程需求，围绕原子尺度精准调控与跨尺度协同制造开展研究，服务先进制程集成电路、高端芯片及新型半导体器件等领域。重点布局原子级设计与仿真、基元材料与器件构筑、抛光与界面调控工艺、动态测量与高分辨表征技术，以及关键装备与系统集成，着力突破规模化制造与一致性控制瓶颈，构建“基础研究 - 技术开发 - 成果转化 - 产业应用”的全链条创新体系。

依托清华大学机械工程等优势学科，联合材料、化学及精密仪器等多学科力量，实验室构建交叉融合的学术与技术支撑体系。围绕原子及原子基元作用机理、量子效应调控与多尺度耦合行为等关键问题开展系统研究，发展原子级材料体系与低维半导体器件。同步推进设计、材料、器件、工艺与装备一体化研究，强化软件开发、工艺优化与系统集成，并通过产学研协同，提升关键装备研发与工程化能力，形成具有国际竞争力的原子级制造技术体系。

实验室人才队伍

实验室主任为解国新教授，学术带头人为雒建斌院士（原子级制造基础研究方向）与路新春首席研究员（装备与工程应用方向）。实验室现有固定人员 40 人，其中中国科学院院士 1 人，杰青、长江学者及万人计划等高层次人才 8 人，青年科研骨干 11 人。团队成员来自机械、材料、物理、化学及仪器等多学科领域，高级职称占比超 70%，覆盖设计、材料、器件、工艺与装备等关键环节，具备从基础研究到工程应用的协同创新能力，形成多学科深度交叉的人才优势。

实验室研究方向

针对原子级制造在界面精准调控、大尺度一致性与工程化应用中的关键瓶颈，实验室围绕基础理论、关键工艺与高端装备开展系统研究，形成多维协同创新布局。包括：

原子级制造方法与设计：面向模拟精度与尺度难以兼顾的问题，基于第一性原理与多尺度计算方法，研究原子及原子基元在力、热、电等作用下的物性演化规律，揭示外场调控与缺陷工程机制；构建界面数据库与高通量计算平台，结合人工智能实现界面特性预测及结构与工艺参数优化。

原子级材料与器件构筑：围绕基元材料制备与器件构筑难题，开展材料可控制备、缺陷调控与稳定分散研究，发展跨尺度组装与阵列化构筑技术；突破限域吸附、迁移与重排调控，实现原子级结构有序构筑，支撑高性能器件开发。

原子级加工工艺与装备：针对异质材料原子级精度去除与低损伤加工需求，研究多场耦合下的原子尺度去除机制与界面演化规律，发展新型加工工艺；推进工艺与装备协同设计，突破关键装备技术，实现宏观尺度下原子级精度稳定制造。

原子级测量与表征：面向原子级制造过程中的高精度检测需求，发展高时间与空间分辨率的原位表征技术，研究材料表面缺陷的形成与演化机制；建立原子级缺陷类型与密度的在线检测方法，实现对结构特征与界面行为的精准表征与动态监测。

实验室取得的科研成果