^{主要研究方向：先进光刻浸没系统、半导体散热、燃料电池水热输运、动态润湿和传质传热等。}

1. DUV浸没式光刻浸没系统液体控制

  浸没式光刻系统中，浸没液体成为透镜的一部分，所以需要保证流场的均匀、稳定和纯净等指标。局部浸液的建立必须依赖以浸没头为核心的浸没系统，从而实现浸没流场的动态密封。借助浸没头中的注液和回收功能，局部浸没法不仅可以维持浸没流场的动态更新，还可以带走曝光产生的热量和污染物，保证流场的光学性质。虽然局部浸液技术成功实现了浸没流场的动态密封、快速更新与均一稳定，在高产率与高良率的平衡过程中，该技术也引发了一系列与多相流密切相关的复杂技术挑战，例如，为实现流场的稳定约束，系统需依赖高效的动态密封机制，但这往往伴随着气-液两相抽排所引起的流致振动问题；同时，曝光过程中，硅片与浸没头之间高加速相对运动，会引发强烈的流固耦合效应，导致液体被牵拉、划移，极易造成气液界面失稳，诱发微量液体泄漏或超薄水膜破裂。残留的微量液滴会与光刻胶发生相互扩散与渗透，进而形成水渍缺陷；此外，液滴蒸发所引起的局部热应力，还会导致硅片形变。另一方面，曝光过程中的液体划移与光刻胶释气反应，也会导致浸没流场汇入气泡，贴附在光刻胶表面的微纳米级气泡会导致光线发生散射和折射，形成气泡缺陷。由于光刻胶与光的反应，光刻胶与浸没液体见的互相扩散，光刻胶中光酸产生剂、光酸、碱等有效成分在界面处的扩散，水中溶解的物质有可能沉积到投影物镜最后一个透镜的下表面或者光刻胶上，引起成像缺陷。以上多相流问题已成为制约浸没式光刻技术产率与良率进一步提升的关键瓶颈。

团队相关成果：

[1] Z. Yuan*, S. Dai, M. Hu, B. Xu, Multiphase flow challenges in immersion lithography, Physics of Fluids, 38, 081303 (2026) (Editor Pick, Scilight).

[2] 袁志成，陈利民, 叶天明，曾令杰*.浸没系统两相流致压力脉动特性数值分析. 力学学报, 57(10):2297-2307 (2025).

[3] Z. Yuan, M. Hu, J. Xing, T. Ye, S. Chen, D. Feng*, Suppressing the instability of impinging two-phase flow by anisotropic wetting strips, 38, 103605 (2026).

[4] 袁志成; 代尚沛; 戴诗涵; 胡明玥，一种基于复阻抗电学信号的液体薄膜状态实时监测方法，CN202610622469.1,2026.

[5] 袁志成; 胡明玥; 代尚沛; 朱焕林; 刘洋; 李凯奇; 韦旭东; 李正菁; 刘俊峰; 王天宇, 一种基于亲水脊柱的毫牛级两相流致振动抑制方法, CN202512020650.3, 2026.

[6] 袁志成; 汪磊; 曾令杰; 侯泽然; 吴俐俊, 基于亲疏水相间改性的微尺度管内两相流致振动抑制方法，CN202410926064.8, 2025.

2. 半导体与能源器件散热

高功率半导体及能源器件的热管理横跨多个特征尺度，从宏观流动到纳米声子，每一尺度均构成热输运的瓶颈环节。研究沿尺度递减的方向层层深入：宏观尺度上，研究微通道内的两相流动与相变传热，实现器件的高效热输运；界面尺度上，探究液态金属热界面材料的润湿动力学与界面传热，借润湿状态的调控降低界面热阻；纳米尺度上，揭示异质界面的电子-声子耦合导热机理，阐明界面热输运的微观起源，共同构成跨尺度的器件散热研究体系。

团队相关成果：

[1] Wang, Y. Liu, X. Wei, H. Zhu, K. Li, M. Hu, and Z. Yuan*, A Kriging-RBF Dual-Model Fusion Strategy for the Collaborative Multi-Objective Optimization of Embedded Tesla Valve Microchannel Heat Sinks, Applied Thermal Engineering, 302, 131913, (2026).

[2] X. Liang*, K. Kitada, T. Wei, L. Wang, Z. Wei, Z. Yuan*, R. Kurose, Supercooled droplet impact-freezing on cold multi-pillar and multi-hole superhydrophobic surfaces with conjugate heat transfer, Physics of Fluids, 38, 082110 (2026).

[3] 袁志成; 王天宇; 李凯奇; 胡明玥; 朱焕林; 刘洋，一种基于二分叉结构的特斯拉阀微通道相变散热装置，CN202411578998.3，(已公开，2025.09.12)

[4] 袁志成; 王天宇; 李凯奇; 胡明玥; 朱焕林; 刘洋，一种可直接嵌入芯片内部的变径特斯拉阀相变冷却微通道，CN202411858738.1，(已公开，2025.4.25)