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刘世元

教授

所属大学: 华中科技大学

所属学院: 机械科学与工程学院

邮箱:
shyliu@hust.edu.cn

个人主页:
https://mse.hust.edu.cn/info/1148/1484.htm

个人简介

刘世元(Liu Shiyuan,Professor),机械科学与工程学院、光学与电子信息学院双聘教授,博士生导师;国家杰出青年科学基金获得者,国家科技创新领军人才,湖北省“纳米光学测量技术与仪器”创新群体负责人;华中科技大学集成电路测量装备研究中心主任,湖北光谷实验室集成电路测量检测装备技术创新中心主任,武汉光电国家研究中心、数字制造装备与技术国家重点实验室学术带头人;国际测量与仪器委员会委员,中国仪器仪表学会显微仪器分会副理事长,中国微米纳米技术学会理事,中国计量测试学会计量仪器专业委员会常务委员,中国机械工程学会微纳制造技术分会常务委员,中国光学学会光学测试专业委员会委员,湖北省仪器仪表学会副理事长。 主要从事纳米光学测量技术与仪器、集成电路IC制造在线测量技术与装备、光刻成像理论与计算光刻、新型椭偏仪研制与光电材料表征测量等方面的研究工作,致力于光学工程、精密机械、仪器科学、集成电路、光电材料等学科的交叉融合,强调基础研究与产业应用并重。先后主持国家自然科学基金(7项,包括国基金杰青项目、重大仪器项目和重点项目)、科技部首批国家重大科学仪器设备开发专项、国家科技重大专项等国家级科研项目30余项。获湖北省技术发明一等奖、日内瓦国际发明金奖等科技奖励,发表学术论文200余篇,获授权国际国内发明专利100余件,国内外重要学术会议特邀报告50余次。研制的仪器、软件、测量装备等多项成果已实现成果转化和产业化,在中芯国际、长江存储、华为、京东方、华星光电等微电子、光电子龙头企业获得批量应用。

研究领域

1. 面向集成电路IC制造的纳米测量技术与装备 面向集成电路(IC)、发光二极管(LED)、有机显示(OLED)、光伏太阳能(PV)、柔性电子制造中的工艺控制和良率管理,研究纳米薄膜、纳米结构关键尺寸(CD)、套刻误差等三维形貌测量新原理,探索纳米颗粒、刮伤、断线、桥接等纳米缺陷检测新方法,解决IC制造纳米测量装备与缺陷检测装备中的“卡脖子”技术难题。 2. 新型椭偏仪研制与半导体光电材料表征测量 研制穆勒矩阵椭偏仪、成像椭偏仪、层析椭偏仪、红外椭偏仪、太赫兹椭偏仪、超快椭偏仪、高速斯托克斯偏振仪、片上型椭偏仪等新型椭偏仪器,实现石墨烯、过渡金属硫族化合物、黑磷、硅烯等新型二维材料,以及IC、LED、OLED、PV、柔性电子等新型半导体光电材料的电学、光学、力学、动力学等物理特性表征测量。 3. 薄膜光电器件与新型偏振器件建模计算及优化设计 面向多层纳米薄膜与纳米结构的有机发光显示、柔性显示、有机光伏、钙钛矿太阳能电池等薄膜光电器件,发展高效鲁棒的光学建模计算与优化设计方法,提升器件的光学耦合效率和能量转化效率。采用新型双折射、手性、各向异性材料,引入超材料、超表面等纳米结构,优化设计并研制新型偏振器件。

主要从事纳米光学测量技术与仪器、集成电路IC制造在线测量技术与装备、新型椭偏仪研制与光电材料表征测量等方面的研究工作,致力于精密机械、光学工程、仪器科学、光电材料、集成电路等学科的交叉融合,强调基础研究与产业应用并重

学术兼职

华中科技大学-精测电子集团纳米光学测量联合研究中心主任,数字制造装备与技术国家重点实验室、武汉光电国家研究中心学术带头人;国际测量与仪器委员会委员,中国仪器仪表学会显微仪器分会副理事长,中国计量测试学会计量仪器专业委员会常务委员,中国光学学会光学测试专业委员会委员,湖北省仪器仪表学会副理事长

近期论文

[1] J. Zhu, J. Liu, T. Xu, S. Yuan, Z. Zhang, H. Jiang, H. Gu, R. Zhou, S. Liu, "Optical wafer defect inspection at the 10 nm technology node and beyond," Int. J. Extrem. Manuf. 4, 032001 (2022). [2] H. Gu, H. Jiang, X. Zhang, S. Liu, "Superachromatic polarization modulator for stable and complete polarization measurement over ultra-wide spectral range," Opt. Express 30, 15113-15133 (2022). [3] M. Fang, H. Gu, B. Song, Z. Guo, and S. Liu, "Thickness and layer stacking order effects on complex optical conductivity and exciton strength of few-layer graphene,” ACS Appl. Nano Mater. 5, 1864-1872 (2022). [4] M. Fang, H. Gu, B. Song, Z. Guo, and S. Liu, "Thickness scaling effects on the complex optical conductivity of few-layer WSe2 investigated by spectroscopic ellipsometry," Adv. Photon. Res. 2, 2100299 (2022). [5] S. Liu, X. Chen, T. Yang, C. Guo, J. Zhang, J. Ma, C. Chen, C. Wang, C. Zhang, and S. Liu, "Machine learning aided solution to the inverse problem in optical scatterometry," Measurement 191, 110811 (2022). [6] L. Zhang, J. Liu, H. Jiang, and S. Liu, "Concentric ring structure on the front surface of fused silica induced by a focused femtosecond pulse," Precision Eng. 74, 242-246 (2022).  [7] Z. Jiang, S. Zhang, J. Liu, Q. Li, H. Jiang, and S. Liu, "Error analysis for repeatability enhancement of a dual-rotation Mueller matrix ellipsometer," Front. Phys. 9, 820552 (2022). [8] X. Zhao, H. Gu, L. Chen, and S. Liu, "Optical model and optimization for coherent-incoherent hybrid organic solar cells with nanostructures," Nanomaterials 11, 3187 (2021). [9] S. Sheng, X. Chen, C. Chen, J. Zhuang, C. Wang, H. Gu, and S. Liu, "Eigenvalue calibration method for dual rotating-compensator Mueller matrix polarimetry," Opt. Lett. 46, 4618-4621 (2021). [10] C. Chen, X. Chen, C. Wang, S. Sheng, L. Song, H. Gu, and S. Liu, "Imaging Mueller matrix ellipsometry with sub-micron resolution based on back focal plane scanning," Opt. Express 29, 32712-32727 (2021). [11] C. Wang, X. Chen, C. Chen, S. Sheng, L. Song, H. Gu, H. Jiang, C. Zhang, and S. Liu, "Reconstruction of finite deep sub-wavelength nanostructures by Mueller-matrix scattered-field microscopy," Opt. Express 29, 32158-32168 (2021). [12] L. Zhang, J. Liu, W. Gong, H. Jiang, and S. Liu, "Diffraction based single pulse measurement of air ionization dynamics induced by femtosecond laser," Opt. Express 29, 18618-18627 (2021). [13] M. Fang, Z. Wang, H. Gu, B. Song, Z. Guo, J. Zhu, X. Chen, C. Zhang, H. Jiang, and S. Liu, "Complex optical conductivity of Bi2Se3 thin film: Approaching two-dimensional limit," Appl. Phys. Lett. 118, 191101 (2021). [14] S. Hou, Z. Guo, J. Yang, Y. Liu, W. Shen, C. Hu, S. Liu, H. Gu, and Z. Wei, "Birefringence and dichroism in quasi-1D transition metal trichalcogenides: Direct experimental investigation," Small 17, 2100457 (2021). [15] B. Song, H. Gu, M. Fang, Z. Guo, Y.Ho, X. Chen, H. Jiang, and S. Liu, "2D Niobium-doped MoS2: Tuning the exciton transitions and potential applications," ACS Appl. Electron. Mater. 3, 2564-2572 (2021). [16] Z. Guo, H. Gu, M. Fang, B. Song, W. Wang, X. Chen, C. Zhang, H. Jiang, L. Wang, and S. Liu, "Complete dielectric tensor and giant optical anisotropy in quasi-one-dimensional ZrTe5," ACS Mater. Lett. 3, 525-534 (2021). [17] B. Song, J. Hou, H. Wang, S. Sidhik, J. Miao, H. Gu, H. Zhang, S. Liu, Z. Fakhraai, J. Even, J. Blancon, A. Mohite, and D. Jariwala, "Determination of dielectric functions and exciton oscillator strength of two-dimensional hybrid perovskites," ACS Materials Lett. 3, 148-159 (2021).