自然科学基金重点项目

等离子蚀刻微纳过程反馈控制的实时感知理论与关键技术(负责,在研)

微纳制造依托纳米技术的发展广泛应用于电子、材料、机械、生物、医药、军事等等诸多领域,然而缺乏适用于实时控制的感知手段却抑制了反馈控制在该领域的应用,导致现有工艺难以支持日趋严苛的工艺指标需求。本项目旨在通过对等离子蚀刻微纳加工过程的实时感知问题的探究,提出一类适用于微纳加工过程反馈控制的实时感知方法,从而为逐步推广实时反馈

控制在微纳制造中的应用奠定基础。本项目将首先研究等离子蚀刻过程中等离子体内物质能量场的实时测量方法,再探索基于等离子体物质能量场实时观测加工对象微纳过程动态的可行性方案,最后结合上述感知方法与观测方案对鳍式场效应晶体管(FinFET)工艺中关键的鳍(Fin)蚀刻工艺进行反馈控制实验验证。

自然科学基金面上项目

基于高效复合多尺度模型的微纳过程控制方法研究(负责,在研)

纳米技术因其广泛的应用而引起科技界的高度重视。近年来随着纳米技术的发展,其微细化逼近物理极限,微观结构日趋复杂,对纳米加工制造技术的要求日益严苛,特别是大规模批量加工制造的难度急剧增加。核心问题之一是缺乏微纳尺度控制的系统方法,即用宏观尺度的外力去驱动微纳尺度系统的动态,实现有效控制,并且能保证其可重复性和稳定性。本研究提出一种切实可行的复合多尺度模型预测控制方法来有效控制微纳尺度系统。该方法运用随机偏微分方程模型(sPDE)描述微纳尺度动态,并结合宏观尺度的偏微分方程模型(PDE)构建封闭形式的复合多尺度模型。在保留微纳尺度随机离散特性的前提下,该封闭形式模型可进一步被降阶为常微分方程组(ODE)/随机常微分方程组(sODE)系统,使计算复杂度满足实时计算需求,并且易于应用模型预测控制理论进行控制器设计。本研究还将提出闭环系统中多尺度模型误差的修正方案并进行控制系统的实验验证。

科研训练

  • 基于机器视觉的聚光镜姿态实时监测
  • 等离子体加工过程的在线光谱分析
  • 基于高性能计算的微纳加工过程仿真
  • 智能移动设备锂离子电池参数辨识
  • 网络化高级时装定制的支撑技术需求调研
  • 普通住宅太阳能辅助燃气供暖热水系统设计与调控