國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者、中國科學(xué)院院士,、南方科技大學(xué)校長薛其坤領(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)家對銅基和鐵基兩類高溫超導(dǎo)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,。”薛其坤比喻說,。
這一發(fā)現(xiàn)如同摸到了大象的另一個側(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,。”薛其坤欣慰地說,，這支以“90后”為主力的團(tuán)隊(duì)奮力拼搏,，推動我國在高溫超導(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賽冠軍被保送至清華大學(xué)物理系,，面對“轉(zhuǎn)熱門專業(yè)”的誘惑,，他堅(jiān)定扎根物理世界。后來,，陳卓昱赴美國斯坦福大學(xué)深造,。3年前，他回國到南科大任教,。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，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,。”薛其坤多次感慨,，近期,，DeepSeek、鎳基超導(dǎo)材料等科技領(lǐng)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(xué),、北京大學(xué),、浙江大學(xué)、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(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,，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?！傲?xí)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(dāng)我們看到越來越多的科技突破，就會意識到,，我們其實(shí)有能力去解決那些真正重要的問題,。”陳卓昱說,，一旦在重要的科學(xué)問題上有重大突破,，就會收獲技術(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,，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,，也應(yīng)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(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,。
“近年來，南科大等國內(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,。”薛其坤表示,，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(xiàn)。
“國產(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,，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(qiáng)氧化環(huán)境,、原子級沉積精度,、高度自動化等嚴(yán)苛要求，科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)動多家國產(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)氧化氛圍與原子級沉積精度的薄膜外延設(shè)備，氧化效能較國際同類設(shè)備提升上萬倍,。
陳卓昱舉例說,，國產(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,，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“新動能”。面對半導(dǎo)體行業(yè)對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)化評價(jià)改革牽引,，鼓勵師生針對產(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，南科大構(gòu)建了技術(shù)轉(zhuǎn)化體系,，并引導(dǎo)教師根據(jù)國家戰(zhàn)略需求和區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級要求,，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,。
編輯：李華山
