他們，在納米尺度上“搭積木”

①薛其坤（中）和團隊成員在實驗室。

②薛其坤團隊發(fā)現(xiàn)的常壓下鎳氧化物高溫超導電性研究成果示意圖。       南方科技大學供圖

■科技創(chuàng)新看高校

　　國家最高科學技術獎獲得者、中國科學院院士、南方科技大學校長薛其坤領銜，南方科技大學、粵港澳大灣區(qū)量子科學中心與清華大學聯(lián)合研究團隊近日在國際學術期刊《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電性，為解決高溫超導機理的科學難題提供了新突破口。

　　“以前，全球科學家對銅基和鐵基兩類高溫超導體的研究，就好比一個人摸到了象鼻子，另一個人摸到了象腿，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側面，為解決高溫超導機理的科學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（熱力學溫度，相當于零下233.15攝氏度）“麥克米蘭極限”的高溫超導材料體系。

　　在薛其坤看來，這一成果意義重大，有助于推動超導技術產(chǎn)業(yè)化，惠及千家萬戶，“鎳基超導材料一旦可以變成有用的材料，未來有可能用于超導電子學，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算機芯片，因為薄膜的形態(tài)更利于制造器件”。

　　院士引領“90后”團隊沖刺，實驗室里的“熱血接力賽”

　　南科大超導實驗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”，在同一個目標的驅使下合作無間。

　　“在常壓下鎳氧化物薄膜高溫超導電性的發(fā)現(xiàn)過程中，團隊里的年輕人展現(xiàn)出了科研報國的理想信念、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”為主力的團隊奮力拼搏，推動我國在高溫超導研究領域取得重大突破。

　　團隊負責人、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賽冠軍被保送至清華大學物理系，面對“轉熱門專業(yè)”的誘惑，他堅定扎根物理世界。后來，陳卓昱赴美國斯坦福大學深造。3年前，他回國到南科大任教。在薛其坤領導下，他從零開始組建超導機理實驗室，開展高溫超導研究。

　　刻進DNA的科研熱情，純粹的探索樂趣，推動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”，攻克了多項技術難關。3年來，團隊自主研發(fā)了“強氧化原子逐層外延”技術。這項技術可以在氧化能力比傳統(tǒng)方法強上萬倍的條件下，依然實現(xiàn)原子層的逐層生長，并精確控制化學配比，如同在納米尺度上“搭原子積木”，構建出結構復雜、熱力學亞穩(wěn)、但晶體質量趨于完美的氧化物薄膜，這是氧化物薄膜外延生長技術的一次重大跨越。

　　“這證明這支以‘90后’為主力的年輕團隊，在技術方法上具有很強的開拓創(chuàng)新能力。”薛其坤多次感慨，近期，DeepSeek、鎳基超導材料等科技領域的突破，彰顯了中國青年人才的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

　　“近年來，清華大學、北京大學、浙江大學、南科大等國內(nèi)很多高校，在提升人才自主培養(yǎng)能力方面有所突破。”面向高水平科技自立自強的“星辰大?！?，薛其坤希望更多高校堅持以人為本，注重培養(yǎng)青年人才和青年學生，注重呵護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)”為辦學特色，引導學生學好科學知識，打牢理論基礎，并掌握更多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能。

　　從“趕跑”到“領跑”，新型研究型大學應奮力成為“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問題。

　　對DeepSeek創(chuàng)始人梁文鋒關于創(chuàng)新的一些觀點，陳卓昱有著強烈的共鳴。“習慣于‘跟隨性創(chuàng)新’，可能會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。當我們看到越來越多的科技突破，就會意識到，我們其實有能力去解決那些真正重要的問題?！标愖筷耪f，一旦在重要的科學問題上有重大突破，就會收獲技術意義、科學意義重大的科研成果。

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

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

　　“新型研究型大學應在源頭創(chuàng)新這一方面，做出更多具有重要價值的工作，因為源頭創(chuàng)新的重大突破，尤其是從‘0’到‘1’的這種顛覆性創(chuàng)新，對經(jīng)濟發(fā)展和技術創(chuàng)新有重要促進作用?！毖ζ淅そㄗh，高校在開展源頭創(chuàng)新、攻克重要的科學問題時，也應開展好跨單位、跨行業(yè)甚至跨國界的科研合作。

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

　　“近年來，南科大等國內(nèi)多所新型研究型大學敢于面向重要的科學問題，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，努力為國家科技創(chuàng)新作出更大貢獻。

　　“國產(chǎn)設備+自主技術”構建校企協(xié)同研發(fā)新范式

　　在實驗室里捕捉稍縱即逝的科研信號，需要怎樣的敏銳與執(zhí)著？薛其坤帶領團隊用1000多次實驗給出了答案。

　　薛其坤團隊以國產(chǎn)設備為“戰(zhàn)甲”，用自主技術為“利刃”，在超導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”，為破解高溫超導機理提供了獨特觀測窗口。

　　作為產(chǎn)生此次成果的關鍵技術“強氧化原子逐層外延”，其誕生與粵港澳大灣區(qū)獨特的產(chǎn)學研生態(tài)密不可分。薛其坤帶領團隊聯(lián)動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”的新型校企協(xié)同研發(fā)范式。

　　針對超高真空、超強氧化環(huán)境、原子級沉積精度、高度自動化等嚴苛要求，科研團隊聯(lián)動多家國產(chǎn)設備制造企業(yè)，迅速組建聯(lián)合技術組，在技術驗證和科研應用的過程中，反復迭代。他們率先打造出兼具超強氧化氛圍與原子級沉積精度的薄膜外延設備，氧化效能較國際同類設備提升上萬倍。

　　陳卓昱舉例說，國產(chǎn)設備制造企業(yè)派駐技術人員，與研究團隊深度合作。設備出現(xiàn)故障時，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行。

　　企業(yè)、產(chǎn)業(yè)給薛其坤團隊科研突破提供“強助攻”，而薛其坤團隊研發(fā)的“黑科技”又給企業(yè)、產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展提供了“新動能”。面對半導體行業(yè)對氧化物材料的迫切需求，薛其坤團隊研發(fā)出超導的薄膜生長技術，“跨界”解圍。這讓“產(chǎn)業(yè)出題、科研答題、產(chǎn)教共榮”的模式開花結果。

　　“高校要強化評價改革牽引，鼓勵師生針對產(chǎn)業(yè)需求、企業(yè)技術難題，開展‘揭榜式’科研攻關?！毖ζ淅ふf。

　　為促進研究成果與產(chǎn)業(yè)深度聯(lián)動，南科大構建了技術轉化體系，并引導教師根據(jù)國家戰(zhàn)略需求和區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉型升級要求，選定科研攻關方向，促進技術轉移轉化。學校還與華為等領軍企業(yè)開展聯(lián)合科研項目、共建實驗室、聯(lián)合培育人才。

《中國教育報》2025年02月22日 第01版