英国物理学会会士访谈|华中科技大学刘世元教授

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2. 您目前从事的研究工作有哪些？

目前，我主要从事偏振光学与纳米测量方面的基础理论与应用研究，如先进穆勒矩阵椭偏仪研制与应用、计算成像与计算光刻、半导体制造测量与检测等。

3. 您为什么选择从事相关的领域研究？

我博士学位论文从事的是传统机械工程方面的研究，机缘巧合之下，二十年前我参加了光刻机设备的研发，由此开始对物理光学产生了兴趣。尤其是我注意到光的四个基本特征中，光的偏振特性相对振幅、相位、频率（光谱）而言，在实际应用中相对要少很多。于是考虑是否能够充分利用光的这一特性做一些新的研究，特别是将偏振、散射、光谱等特性相融合，并结合逆问题优化求解方法，实现基于模型的纳米结构偏振散射计算测量。

4. 您能分享一个职业生涯中最令您自豪的项目或成就吗？

到目前为止，我个人觉得最有意义的一项研究是高精度宽光谱穆勒矩阵椭偏仪研制及纳米测量应用方面的工作。我们在关键偏振器件设计原理、仪器误差分析与系统参数标定方法、纳米结构椭偏散射计算测量理论与方法等方面做了大量的工作，研制出测量精度国际领先的宽光谱穆勒矩阵椭偏仪。利用自制的仪器，我们一方面开展了一系列应用基础研究，揭示了很多有趣的物理新现象，另一方面，我们支撑了成果转化，实现了仪器装备产品批量销售，让我们的相关研究成果真正走上了半导体制造产线，实现了支撑基础科学研究、解决行业重大问题、提升工业产值效益三个环节的闭环。虽然付出了十余年的坚持和努力，但是十分值得

5. 您认为接下来五年该领域的研究重点将会是什么？

这个问题很大，纳米制造特别是半导体制造已经逼近2nm技术节点，已步入原子级制造时代，其制造过程的测量与检测问题将面临更为严苛的挑战。我个人认为，面向原子级制造过程的在线测量检测技术的研究方向和重点，将是基于极短波长的无透镜计算成像、计算测量、计算检测，即采用极紫外、X射线等极短波长光源，通过非相干散射等手段，实现原子级结构非破坏、高精度测量，或通过相干衍射、叠层衍射等手段实现无透镜成像，进而实现原子级缺陷高效、高灵敏检测。

6. 您对该领域的青年科研人员有什么建议？

我个人觉得，在科研工作中，好奇心和求知欲是最本质的驱动力，把不懂的东西搞懂，把困扰大家的问题解决才是研究的本质目的，明确这一科研目标是保持创新信心和对自己工作期待的关键，只有保持这份初心，才能在研究工作遭遇挫折时，直面资源支持不足、评价体系压力、激烈竞争等方面的挑战。其次，在学术生涯初期一定要善于规划，结合自己的特点与长处，选择适合自己的赛道，基础研究、应用研究和技术转化往往对研究者有着不同的要求与评价体系，要学会将远大目标分解为一个个可实现的小目标，合理地建立和调整预期。第三，坚持很重要，挫折在所难免，一项工作的成败不代表一个人的成败，科研是一份需要坚持不懈和终身学习的工作，要有脱离舒适区、接受新知识、并在某一领域持续坚持的勇气和决心。最后，要有良好的合作精神，包括与导师及资深科研人员的合作、与学生的合作、与同为青年科研人员的合作，在思想的碰撞与交流中不断学习和成长。

• 刘世元教授是华中科技大学集成电路测量装备研究中心主任，国家杰出青年科学基金获得者，国家科技创新领军人才，英国物理学会(IOP)会士，国际测量与仪器委员会(ICMI)委员，中国仪器仪表学会集成电路测量与仪器分会主任委员。主要研究方向为计算成像与计算光刻、纳米光学测量技术与仪器、半导体制造在线测量检测技术与装备等。主持国家自然科学基金（7项，包括杰青、重大仪器、重点项目）、国家重大仪器专项、国家科技重大专项等20余项，发表SCI论文250余篇，获授权发明专利100余件，获湖北省技术发明一等奖、中国仪器仪表学会技术发明一等奖等科技奖励。