超導技術被譽為(wei) 21世紀最具有經濟戰略意義(yi) 的新興(xing) 技術之一，超導體(ti) 所具備的“零電阻”和“完全抗磁”這兩(liang) 大神奇特性，為(wei) 人們(men) 帶來了巨大想象空間。

　　例如利用超導體(ti) 電阻為(wei) 零的特性來進行電力輸送，可以大大減少線路損耗，實現超遠距離的大容量電力輸送；利用它完全的磁抗性可以製造磁懸浮列車、電磁彈射裝置等。

　　“超導最近在媒體(ti) 出現的頻率比較高。比如時下熱門的量子計算，涉及到超導量子比特；被稱為(wei) ‘人造太陽’的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置，也應用了超導磁體(ti) 。”中國高溫超導研究奠基人之一、國家最高科學技術獎得主趙忠賢院士介紹道，超導距離實際生活最近的應用，則是醫院常見的核磁共振成像中的超導磁體(ti) 。

　　超導薄膜技術是超導技術發展的重要方向之一。日前，由趙忠賢院士倡導建立並擔任顧問的研究團隊，麵對國外禁運，通過技術集成創新，成功研製出基於(yu) 國產(chan) 部件的“三光束脈衝(chong) 激光共沉積鍍膜係統”，並製備出大尺寸雙麵釔鋇銅氧（YBCO）超導單晶薄膜，為(wei) 我國製備高品質、應用型超導薄膜產(chan) 品技術帶來新突破。

　　關(guan) 鍵設備買(mai) 不來，怎麽(me) 辦？

　　在東(dong) 莞鬆山湖科學城鬆山湖材料實驗室“實用超導薄膜研究團隊”的一間實驗室內(nei) ，一組銀白色裝置占據了房間一角，三台激光器宛如手術台上的三支機械臂，將一個(ge) 帶有觀測窗的球形操作台圍在中間，綠色和紫色的光束不時閃爍。這個(ge) 裝置就是該團隊近期研發成功的“三光束脈衝(chong) 激光共沉積鍍膜係統”。

　　該設備基於(yu) 國產(chan) 部件實現技術集成創新，包括采用國產(chan) 小型固態脈衝(chong) 激光器實現多光束共沉積、激光器與(yu) 光路係統模塊化整體(ti) 位移、自主研發控製軟件實現操作智能化等。利用這台設備，該團隊還成功製備出2英寸雙麵YBCO超導單晶薄膜，將脈衝(chong) 激光沉積技術製備高品質應用型薄膜產(chan) 品，推向了一個(ge) 新的高度。

　　該團隊負責人金魁研究員表示，大尺寸雙麵釔鋇銅氧（YBCO）單晶薄膜，是設計高溫超導薄膜器件的良好載體(ti) ，而高溫超導薄膜器件則是開發未來通信技術和超高性能雷達探測器的重要部件，具有十分重要的應用前景。

　　然而，能夠製備該類薄膜的先進設備，此前被德日美等少數國家掌握，一直以來對我國封鎖核心技術，並且大尺寸薄膜製備設備近期也已對我國禁運，導致我國高品質應用型“薄膜”和“鍍膜設備”核心技術受製於(yu) 人。

　　金魁坦言，按照最初構想，是希望直接從(cong) 國外購買(mai) 一套先進的大尺寸鍍膜設備，之後按團隊的需求改造，然而卻未能如願。

　　“買(mai) 小尺寸薄膜製備設備回來，做出的樣品主要是用於(yu) 基礎研究，找規律、寫(xie) 論文，國外公司同意賣給我們(men) ；但要買(mai) 能投入實用的大尺寸薄膜製備設備，他們(men) 就拒絕了。”金魁表示，另一方麵，國外的設備隻能實現單麵薄膜的製備，無法滿足團隊需求。

　　關(guan) 鍵設備買(mai) 不來，怎麽(me) 辦？

　　在趙忠賢院士的鼓勵和指導下，團隊最終下定決(jue) 心走上了自研之路。令他們(men) 感到高興(xing) 的是，團隊產(chan) 出成果的進度超過了預期。在國外禁運的情況下，團隊僅(jin) 用一年多時間就取得了成功。

　　“積小勝為(wei) 大勝”

　　“我們(men) 用激光去打真空腔裏麵的靶材，由於(yu) 瞬時高溫，靶材表麵的成分會(hui) 變成等離子體(ti) 向外噴射，之後接觸高溫襯底，外延沉積完成鍍膜，過程就像是烙餅一樣。”該設備主要的設計和搭建者馮(feng) 中沛博士是團隊裏的一名年輕人，設備成功運轉，讓他格外興(xing) 奮。

　　過去一年多，馮(feng) 中沛和同事們(men) 幾乎每天都圍著這台設備轉。在工作室緊鄰該裝置的牆邊有一麵白板，上麵寫(xie) 滿了與(yu) 裝置搭建相關(guan) 的事項。一年時間裏，大到整個(ge) 裝置的設計裝配，小到一根螺絲(si) 釘的定製，整個(ge) 團隊“掛圖作戰”，環環推進，最終才獲得了成功。

　　“這台設備的功能可以擴展，也可以為(wei) 超導以外的材料進行鍍膜。就像買(mai) 了一口鍋，一開始隻用來炒菜，後麵還可以用來蒸煮。”馮(feng) 中沛介紹道。

　　令整個(ge) 團隊感慨的是，直到他們(men) 研製出成本更低、性能更優(you) 的設備時，從(cong) 日本采購的小尺寸鍍膜設備甚至因為(wei) 疫情，還沒有廠家工程師前來拆箱。

　　“這件事雖然談不上偉(wei) 大，但是它給了我們(men) 很大信心。遇到‘卡脖子’難題，逼著自己進行自主研製和創新，最終把一條新的技術路線走通了。”趙忠賢表示，假如全國幾十萬(wan) 、上百萬(wan) 的科研團隊，能有十分之一像這樣專(zhuan) 注去做一件事，我們(men) 跟國外的科技競爭(zheng) 就能握有更大的主動權。

　　“積小勝為(wei) 大勝，變成大勝就有了長板，有了競爭(zheng) 優(you) 勢，國外還怎麽(me) 卡我們(men) 脖子？”他說道。

　　除了團隊自身的努力和經驗積累，趙忠賢還特別提到，鬆山湖科學城給予的寬鬆科研環境與(yu) 合理的評價(jia) 體(ti) 係，為(wei) 這一成果取得提供了重要土壤。

　　在他看來，鬆山湖材料實驗室一方麵注重研究實效，不以論文論英雄，讓科研人員集中精力搞攻關(guan) ；另一方麵，充分信任科學家，原本購置設備的錢可以靈活用於(yu) 自主研發，“允許用打醬油的錢去買(mai) 醋”，賦予科學家自主權。

　　推動超導技術成果轉化

　　能否製備出大尺寸、高質量的超導薄膜，關(guan) 係諸多關(guan) 鍵產(chan) 業(ye) 的發展前景。

　　以超導薄膜為(wei) 基礎的數字電路，相比半導體(ti) 材料做的數字電路速度更快、損耗更小、容量更大；用超導薄膜製成的超導量子幹涉器，可以探測比人腦磁場弱幾千倍的磁場，用收集來的磁信號進行分析，能夠確定礦源、預報地震等。

　　而超導薄膜製成的天線、諧振器、濾波器等微波通訊器件，具有常規材料（如金、銀等）無法比擬的高靈敏度。此外超導薄膜在大型粒子加速器中也有著廣泛的應用。粗略估計，國內(nei) 外計劃建設的各類加速器項目，對超導薄膜諧振腔的需求量將超過10000個(ge) 。

　　麵對這一趨勢，與(yu) 超導基礎研究打了大半輩子交道的學界泰鬥，開始將工作重心放在推動超導技術成果轉化與(yu) 實際應用上來。

　　2017年底，廣東(dong) 啟動首批四家省實驗室建設，趙忠賢接受邀請，出任鬆山湖材料實驗室學術委員會(hui) 主任一職，從(cong) 北京來到了東(dong) 莞鬆山湖。在他倡議和親(qin) 自指導推動下，“實用超導薄膜研究團隊”在鬆山湖材料實驗室迅速建立起來。

　　除趙忠賢院士作為(wei) 團隊顧問之外，擔任團隊負責人的金魁研究員，也是一位高水平超導研究專(zhuan) 家，他在高溫超導體(ti) 機理研究、超導薄膜製備、新超導體(ti) 探索等方麵都有諸多重要成果，先後在《自然》雜誌等主流刊物發表重要論文80餘(yu) 篇。

　　此外，多位具備國家重點實驗室工作背景的超導薄膜和低溫技術專(zhuan) 家也先後加入，組成了國內(nei) 一流的班底陣容。

　　“我們(men) 選定的題目是‘實用超導薄膜及相關(guan) 技術研究’，這個(ge) 不像‘量子’或者‘智能’之類的名字時髦，但並不意味著研究的內(nei) 容不重要。”趙忠賢說，希望以應用為(wei) 目標來做一個(ge) 中長期項目，解決(jue) 超導應用過程中一係列關(guan) 鍵核心技術難題，推動實現跨越性的進步，帶來應用上的質變。

　　談及今後的打算，年屆八旬的趙忠賢心心念念的，仍然是超導。“一是找到超導應用存在的短板，想辦法推動一些項目、組織一批隊伍來把超導領域的這些問題全部掃光；二是在超導應用的某些方麵，希望看到我們(men) 比別人強，有自己的‘絕活’。”