他們，在納米尺度上“搭積木”

①薛其坤（中）和團(tuán)隊(duì)成員在實(shí)驗(yàn)室。

②薛其坤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的常壓下鎳氧化物高溫超導(dǎo)電性研究成果示意圖。 南方科技大學(xué)供圖

　　國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者、中國(guó)科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)校長(zhǎng)薛其坤領(lǐng)銜，南方科技大學(xué)、粵港澳大灣區(qū)量子科學(xué)中心與清華大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)近日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》線上發(fā)表研究成果，發(fā)現(xiàn)常壓下鎳氧化物的高溫超導(dǎo)電性，為解決高溫超導(dǎo)機(jī)理的科學(xué)難題提供了新突破口。

　　“以前，全球科學(xué)家對(duì)銅基和鐵基兩類高溫超導(dǎo)體的研究，就好比一個(gè)人摸到了象鼻子，另一個(gè)人摸到了象腿，大家只了解到部分情況?！毖ζ淅け扔髡f。

　　這一發(fā)現(xiàn)如同摸到了大象的另一個(gè)側(cè)面，為解決高溫超導(dǎo)機(jī)理的科學(xué)難題提供了全新突破口。這也讓鎳基材料成為第三類在常壓下突破40K（熱力學(xué)溫度，相當(dāng)于零下233.15攝氏度）“麥克米蘭極限”的高溫超導(dǎo)材料體系。

　　在薛其坤看來，這一成果意義重大，有助于推動(dòng)超導(dǎo)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，惠及千家萬戶，“鎳基超導(dǎo)材料一旦可以變成有用的材料，未來有可能用于超導(dǎo)電子學(xué)，發(fā)展出低能耗器件。另外，這一體系一旦穩(wěn)定下來，未來也有可能用于量子計(jì)算機(jī)芯片，因?yàn)楸∧さ男螒B(tài)更利于制造器件”。

　　院士引領(lǐng)“90后”團(tuán)隊(duì)沖刺，實(shí)驗(yàn)室里的“熱血接力賽”

　　南科大超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室的工作氛圍熱火朝天，一群平均年齡28歲的年輕人，正努力“解碼”鎳基超導(dǎo)材料的微觀世界。為盡快在神秘“量子迷宮”打開新通道，他們經(jīng)常開展“接力賽”，在同一個(gè)目標(biāo)的驅(qū)使下合作無間。

　　“在常壓下鎳氧化物薄膜高溫超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)過程中，團(tuán)隊(duì)里的年輕人展現(xiàn)出了科研報(bào)國(guó)的理想信念、敢闖敢試的拼搏精神、始終如一的科研激情，這支撐著大家齊心協(xié)力、忘我工作?！毖ζ淅ば牢康卣f，這支以“90后”為主力的團(tuán)隊(duì)奮力拼搏，推動(dòng)我國(guó)在高溫超導(dǎo)研究領(lǐng)域取得重大突破。

　　團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、南科大副教授陳卓昱今年35歲，從小酷愛物理。2008年，他作為廣東省物理競(jìng)賽冠軍被保送至清華大學(xué)物理系，面對(duì)“轉(zhuǎn)熱門專業(yè)”的誘惑，他堅(jiān)定扎根物理世界。后來，陳卓昱赴美國(guó)斯坦福大學(xué)深造。3年前，他回國(guó)到南科大任教。在薛其坤領(lǐng)導(dǎo)下，他從零開始組建超導(dǎo)機(jī)理實(shí)驗(yàn)室，開展高溫超導(dǎo)研究。

　　刻進(jìn)DNA的科研熱情，純粹的探索樂趣，推動(dòng)陳卓昱帶著這支主要由博士后和在讀研究生組成的“熱血戰(zhàn)隊(duì)”，攻克了多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)。3年來，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了“強(qiáng)氧化原子逐層外延”技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以在氧化能力比傳統(tǒng)方法強(qiáng)上萬倍的條件下，依然實(shí)現(xiàn)原子層的逐層生長(zhǎng)，并精確控制化學(xué)配比，如同在納米尺度上“搭原子積木”，構(gòu)建出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、熱力學(xué)亞穩(wěn)、但晶體質(zhì)量趨于完美的氧化物薄膜，這是氧化物薄膜外延生長(zhǎng)技術(shù)的一次重大跨越。

　　“這證明這支以‘90后’為主力的年輕團(tuán)隊(duì)，在技術(shù)方法上具有很強(qiáng)的開拓創(chuàng)新能力?！毖ζ淅ざ啻胃锌?，近期，DeepSeek、鎳基超導(dǎo)材料等科技領(lǐng)域的突破，彰顯了中國(guó)青年人才的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

　　“近年來，清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、南科大等國(guó)內(nèi)很多高校，在提升人才自主培養(yǎng)能力方面有所突破?！泵嫦蚋咚娇萍甲粤⒆詮?qiáng)的“星辰大?！?，薛其坤希望更多高校堅(jiān)持以人為本，注重培養(yǎng)青年人才和青年學(xué)生，注重呵護(hù)青年人才的科研熱情，提升他們的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。而這需要高校從創(chuàng)新環(huán)境營(yíng)造、政策資金支持等方面，打好“組合拳”。南科大就以“創(chuàng)知、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)”為辦學(xué)特色，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好科學(xué)知識(shí)，打牢理論基礎(chǔ)，并掌握更多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能。

　　從“趕跑”到“領(lǐng)跑”，新型研究型大學(xué)應(yīng)奮力成為“創(chuàng)新沖鋒舟”

　　2022年才加入南科大，為何在這么短的時(shí)間里，就能取得重大成果？陳卓昱的答案是，要有信心、勇氣去破解重要的科學(xué)問題。

　　對(duì)DeepSeek創(chuàng)始人梁文鋒關(guān)于創(chuàng)新的一些觀點(diǎn)，陳卓昱有著強(qiáng)烈的共鳴。“習(xí)慣于‘跟隨性創(chuàng)新’，可能會(huì)阻礙科研人員大膽選擇并攻克那些真正重要的問題?！标愖筷耪f。

　　“只要我們敢于直面，勇于突破，那么這些難題也并非不可攻克。當(dāng)我們看到越來越多的科技突破，就會(huì)意識(shí)到，我們其實(shí)有能力去解決那些真正重要的問題?！标愖筷耪f，一旦在重要的科學(xué)問題上有重大突破，就會(huì)收獲技術(shù)意義、科學(xué)意義重大的科研成果。

　　陳卓昱在“揭秘”團(tuán)隊(duì)最新科研成果時(shí)，語氣中透著興奮。研究團(tuán)隊(duì)不僅首次構(gòu)建出常壓環(huán)境下的高溫超導(dǎo)“量子高速公路”，更研發(fā)出能精準(zhǔn)操控微觀世界的“原子級(jí)繡花針”——這種革新性薄膜制備技術(shù)，讓人類首次實(shí)現(xiàn)量子材料的“微雕藝術(shù)”，未來可能在綠色電網(wǎng)、量子計(jì)算機(jī)、精準(zhǔn)醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

　　在薛其坤看來，新型研究型大學(xué)是統(tǒng)籌推進(jìn)教育科技人才體制機(jī)制一體改革的“重要沖鋒舟”。

　　“新型研究型大學(xué)應(yīng)在源頭創(chuàng)新這一方面，做出更多具有重要價(jià)值的工作，因?yàn)樵搭^創(chuàng)新的重大突破，尤其是從‘0’到‘1’的這種顛覆性創(chuàng)新，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新有重要促進(jìn)作用?！毖ζ淅そㄗh，高校在開展源頭創(chuàng)新、攻克重要的科學(xué)問題時(shí)，也應(yīng)開展好跨單位、跨行業(yè)甚至跨國(guó)界的科研合作。

　　此次鎳基超導(dǎo)成果的研發(fā)，就得益于南科大、粵港澳大灣區(qū)量子科學(xué)中心、清華大學(xué)的合力攻堅(jiān)、各展所長(zhǎng)。

　　“近年來，南科大等國(guó)內(nèi)多所新型研究型大學(xué)敢于面向重要的科學(xué)問題，發(fā)起科研沖鋒?！毖ζ淅け硎?，南科大將持續(xù)培養(yǎng)高水平科研人才，努力為國(guó)家科技創(chuàng)新作出更大貢獻(xiàn)。

　　“國(guó)產(chǎn)設(shè)備+自主技術(shù)”構(gòu)建校企協(xié)同研發(fā)新范式

　　在實(shí)驗(yàn)室里捕捉稍縱即逝的科研信號(hào)，需要怎樣的敏銳與執(zhí)著？薛其坤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)用1000多次實(shí)驗(yàn)給出了答案。

　　薛其坤團(tuán)隊(duì)以國(guó)產(chǎn)設(shè)備為“戰(zhàn)甲”，用自主技術(shù)為“利刃”，在超導(dǎo)的科研疆域上辟出新路。他們發(fā)現(xiàn)鎳氧化物材料在常壓下展現(xiàn)的“零電阻”和“抗磁性”，為破解高溫超導(dǎo)機(jī)理提供了獨(dú)特觀測(cè)窗口。

　　作為產(chǎn)生此次成果的關(guān)鍵技術(shù)“強(qiáng)氧化原子逐層外延”，其誕生與粵港澳大灣區(qū)獨(dú)特的產(chǎn)學(xué)研生態(tài)密不可分。薛其坤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)動(dòng)本地高端裝備制造企業(yè)，不斷優(yōu)化“科研牽引—聯(lián)合開發(fā)—迭代升級(jí)”的新型校企協(xié)同研發(fā)范式。

　　針對(duì)超高真空、超強(qiáng)氧化環(huán)境、原子級(jí)沉積精度、高度自動(dòng)化等嚴(yán)苛要求，科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)動(dòng)多家國(guó)產(chǎn)設(shè)備制造企業(yè)，迅速組建聯(lián)合技術(shù)組，在技術(shù)驗(yàn)證和科研應(yīng)用的過程中，反復(fù)迭代。他們率先打造出兼具超強(qiáng)氧化氛圍與原子級(jí)沉積精度的薄膜外延設(shè)備，氧化效能較國(guó)際同類設(shè)備提升上萬倍。

　　陳卓昱舉例說，國(guó)產(chǎn)設(shè)備制造企業(yè)派駐技術(shù)人員，與研究團(tuán)隊(duì)深度合作。設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，企業(yè)派人快速完成維修，或提供替代方案，支撐科研工作高效進(jìn)行。

　　企業(yè)、產(chǎn)業(yè)給薛其坤團(tuán)隊(duì)科研突破提供“強(qiáng)助攻”，而薛其坤團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“黑科技”又給企業(yè)、產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了“新動(dòng)能”。面對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)氧化物材料的迫切需求，薛其坤團(tuán)隊(duì)研發(fā)出超導(dǎo)的薄膜生長(zhǎng)技術(shù)，“跨界”解圍。這讓“產(chǎn)業(yè)出題、科研答題、產(chǎn)教共榮”的模式開花結(jié)果。

　　“高校要強(qiáng)化評(píng)價(jià)改革牽引，鼓勵(lì)師生針對(duì)產(chǎn)業(yè)需求、企業(yè)技術(shù)難題，開展‘揭榜式’科研攻關(guān)?！毖ζ淅ふf。

　　為促進(jìn)研究成果與產(chǎn)業(yè)深度聯(lián)動(dòng)，南科大構(gòu)建了技術(shù)轉(zhuǎn)化體系，并引導(dǎo)教師根據(jù)國(guó)家戰(zhàn)略需求和區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)要求，選定科研攻關(guān)方向，促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。學(xué)校還與華為等領(lǐng)軍企業(yè)開展聯(lián)合科研項(xiàng)目、共建實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)合培育人才。

《中國(guó)教育報(bào)》2025年02月22日 第01版