編者按
種花家,即“中華家”的諧音。春和景明,萬物生發,一年一度的“春天的盛會”如約而至;此時此刻,種花家的8500萬江蘇兒女正沿著中國式現代化的康莊大道闊步前行。新華日報·交匯點新聞策劃推出《種花家的“江江”和“蘇蘇”們》系列報道,將視角對準不同年齡段、不同領域內的優秀江蘇兒女,這些“江江”“蘇蘇”們初心如炬、銳意進取,他們的奮斗之路與追夢之旅,也必將激勵著更多“江江”“蘇蘇”向著新目標,奮楫再出發!
在蘇州,有這樣一座超高真空管道縱橫交錯而成的“納米世界”,長達203米的超高真空管道連接起近40臺大型設備,樣品以每分鐘3.2米的運行速度在管道中穿梭前行,到達一個個設備節點完成試驗。這里是中國科學院蘇州納米所建設的納米真空互聯實驗站,也是實驗站科研團隊日常攻關的“主戰場”。
5萬納米相當于一根頭發絲粗細
在納米真空互聯站里做實驗,就像是打造一座微觀世界的殿堂。如果用頭發絲的粗細程度去衡量納米的尺度,那么,5萬納米相當于一根頭發絲的粗細。中科院蘇州納米所所務委員、實驗站主任張珽研究員告訴記者,不同于集成電路硅基工業控制超凈間內微塵顆粒的要求,新型納米材料需要一個干擾更小的制造環境來保證其本征性質,納米真空互聯實驗站可提供這樣一個環境,就像模擬太空里的真空條件制造納米材料和器件,從而走出一條未來納米器件制造變革性技術路徑。
在建設初期,如何達到動態超高真空環境成為眾人感到棘手的問題。為了達到標準的動態真空要求,實驗站科研人員改良管道涉及材料及處理工藝,用多級泵組一節節抽取管道中的空氣,從粗真空、低真空、高真空再到超高真空,這場技術“接力長征”終達勝利彼岸。
世界前沿實驗室的“成長”之路
管道搭建好了,利用管道將所有設備像串糖葫蘆一樣串起來,又成了一個新的技術突破難點。當初大部分設備為了達到管道互聯互通的要求,科研人員自己花大力氣動手改造,圓滿完成了管道互聯互通的高標準嚴苛任務。
張珽介紹,樣品在被機械手送入超高真空環境后,由智慧中控臺自動化控制每段管道內兩輛帶磁鐵的小車,利用磁力遠程操作和運輸?!霸诔哒婵展艿乐?,納米材料和器件的樣品可以運轉到達任意一個設備節點檢測性能,最大限度地排除大氣環境對材料與器件表界面的不利影響?!?/p>
從當初的一片荒涼地,到如今布滿精密儀器的世界前沿科技實驗站,實驗站團隊見證了納米真空互聯實驗站從2014年開始“成長”的全過程。2月18日,中科院蘇州納米所納米真空互聯實驗站二期建設項目在蘇州順利通過總體驗收,并已初步建成國際先進的真空互聯綜合實驗裝置。納米真空互聯實驗站面向國家戰略需求和科學前沿重大問題,開創了一條變革性的技術路線,將材料生長、器件工藝、測試分析等功能通過超高真空管道有機互聯,傳統常規超潔凈環境下獨立分散設備難以實現的材料本征特性、原子級精準調控、器件原位制造等局限實現突破。
未來將出現在更多生活場景中
打通產學研鏈條,也是實驗站的重要作用之一。據悉,包括共建團隊的科研人員,實驗站組建了一支200余人的高水平人才隊伍,在半導體材料、量子材料、能源與催化材料、高溫超導材料、有機半導體材料及新型納米材料等先進材料和半導體核心器件領域已取得一定的國際影響力,目前在國際國內學術期刊上合作發表論文250余篇,申請專利246項。
同時,實驗站已面向全球的高校、研究機構和高科技企業開放,截至去年12月,實驗站累計開展合作課題651個,服務用戶數量220多家,服務機時長達80000多小時,并逐步建立了立足江蘇省,輻射長三角地區,延伸海內外的用戶科研服務體系。
納米材料憑借其優異的性能和效應,其應用將拓展到能源電池、半導體材料、量子計算等領域,甚至將在未來飛入尋常百姓家。柔性太陽能電池、超高靈敏的感知探測器件等借助納米材料研制的智能設備將出現在人們生活的更多場景中。
“未來,納米真空互聯實驗站將繼續集聚力量進行引領性科技攻關,為新原理、新材料、新器件等原創性研究和核心技術突破提供體系化支撐?!睆埇E說。
策劃 潘青松 杜雪艷
采寫 程曉琳
視頻 王子杰
包裝 陶蓉 王子杰 朱丹清