這個由中國科學院院士、國家最高科學技術獎得主趙忠賢倡導建立并擔任顧問的團隊，通過技術集成創(chuàng)新，僅用一年多時間，就成功研制出基于國產部件的設備，并制備出2英寸雙面釔鋇銅氧（YBCO）超導單晶薄膜，打破了國外禁運和技術壟斷。
日前，趙忠賢院士接受專訪時表示，通過“積小勝為大勝，變大勝為長板”，就有可能建立起自身的競爭優(yōu)勢，突破我國科研領域面臨的“卡脖子”問題。
中國科學院院士、松山湖材料實驗室學術委員會主任 趙忠賢
“如果說爭光，那是給中國爭光”
今年1月，趙忠賢院士迎來了80歲生日。耄耋之年的他滿頭霜發(fā)，與人談話語調洪亮、精神矍鑠，透著東北人特有的幽默與爽朗。
2017年，趙忠賢獲頒2016年度國家最高科學技術獎，這是中國科學技術領域的至高榮譽，每年授予人數(shù)不超過兩名，當年與趙忠賢同時獲獎的，是青蒿素發(fā)現(xiàn)者、諾獎得主屠呦呦。
在這一獎項之前，趙忠賢已經兩次拿下中國自然科學領域最高獎——國家自然科學獎一等獎。每一次頒獎，都是為了表彰他在高溫超導研究領域取得的成就。過去幾十年，我國高溫超導研究從起步、追趕、到躋身國際前列，趙忠賢都是重要的參與者、推動者和踐行者。
超導是當今世界科學界最前沿的研究領域之一。在過去一百多年里，先后有10位超導領域的科學家獲得諾貝爾獎。
超導之所以受到如此重視，是因為超導體所具備的“零電阻”和“完全抗磁”兩大特性，這是一種宏觀的量子現(xiàn)象。這些特性使得超導在信息通訊、生物醫(yī)學、電力電工等領域有著巨大應用潛力。但此前發(fā)現(xiàn)的超導材料，往往需要極低的臨界溫度才可以轉變?yōu)槌瑢B(tài)。假如能找到一種在常溫下工作的超導材料，產生的技術革新效應將不可估量。
然而，超導現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后的半個多世紀里，超導臨界溫度僅僅提高到了23K，緩慢的進展令學界感到沮喪。甚至有科學家預測，最大超導體臨界溫度不會高于40K（-233.15℃），也就是著名的“麥克米蘭極限”。
1987年2月，趙忠賢帶領團隊在釔鋇銅氧（YBCO）化合物中發(fā)現(xiàn)了臨界溫度93K（-180.15℃）的高溫超導體，一舉突破麥克米蘭極限，使得超導電性低溫環(huán)境的創(chuàng)造，由原本昂貴的液氦變?yōu)楸阋硕糜玫囊旱?/p>
中國科學家的研究成果震動了世界，極大提升了中國物理學界的國際地位。這一年，趙忠賢受邀參加有數(shù)千人出席的美國物理學會三月會議，并作為大會5位特邀報告人之一做報告。據(jù)中科院院士、松山湖材料實驗室理事長王恩哥事后回憶，整個會議期間，趙忠賢總是被參會者圍得水泄不通，以至于他都難以靠近。
由此，“北京的趙”在國際超導界名聲大噪。不過趙忠賢對此卻一直很低調，他表示，中國有幾千萬人姓趙，國外“ZHAO”喊得再多，歸根結底不過是說一個中國人。“如果說爭光，那是給中國爭光了，這么多姓趙的，跟我自己本身沒啥關系。”
趙忠賢沒有被這些榮譽束縛手腳，而是選擇繼續(xù)埋頭鉆研。2008年，他帶領團隊將鐵基超導體的臨界溫度提高到50K以上，并將這一世界紀錄保持至今，再次使我國高溫超導研究站在了世界最前沿。
“名字不時髦，不等于研究不重要”
雖然追求“室溫超導之夢”還在進行，但低溫條件下的超導體應用，實際上已非常廣泛。
“超導最近在媒體出現(xiàn)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‘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。”趙忠賢介紹道，超導距離實際生活最近的應用，則是醫(yī)院常見的核磁共振成像中的超導磁體。
如今，這位與超導基礎研究打了大半輩子交道的學界泰斗，開始將工作重心放在推動超導技術成果轉化與實際應用上來。
2017年，松山湖材料實驗室開始籌建，趙忠賢接受邀請出任學術委員會主任一職，從北京來到了東莞松山湖。甫至嶺南，趙忠賢便喜歡上這里溫潤宜人的環(huán)境。如今，他每年多半時間長住松山湖，得暇時會出門散散步、打打拳。不過，他在此處并不單單享受這份愜意，更是為松山湖材料實驗室整個籌建、運行出謀劃策。
“學術委員會不負責實驗室的日常事務，作為委員會主任，我更多是在學術上給一些咨詢建議。”趙忠賢說，之所以愿意擔任學術委員會主任，是希望能夠把松山湖材料實驗室建設成為具有世界一流水平的實驗室，將來在材料科學研究的某些方面，成為業(yè)界公認的一流研究平臺。
當前，松山湖科學城已建有中國散裂中子源這一大科學裝置，并且性能不斷升級；周邊正在籌劃建設南方先進光源，接下來材料實驗室也將推進先進阿秒激光設施等大裝置以及其他一些重大的科研平臺在此布局。在他看來，這些裝置和平臺都是開展材料科學研究的重要工具，為材料實驗室建設提供了有力支撐條件。
在趙忠賢倡議和親自指導推動下，“實用超導薄膜研究團隊”在材料實驗室迅速建立起來。
除趙忠賢院士作為團隊顧問之外，團隊負責人由年富力強的高水平超導研究專家金魁研究員擔任，他在高溫超導體機理研究、超導薄膜制備、新超導體探索等方面都有諸多重要成果，先后在《自然》雜志等主流刊物發(fā)表重要論文80余篇。
此外還有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家先后加入，組成了國內一流的班底陣容。
左一為團隊負責人金魁研究員
“我們選定的題目是‘實用超導薄膜及相關技術研究’，這個不像‘量子’或者‘智能’之類的名字時髦，但并不意味著研究的內容不重要。”趙忠賢說，希望以應用為目標來做一個中長期項目，解決超導應用過程中一系列關鍵核心技術難題，推動實現(xiàn)跨越性的進步，帶來應用上的質變。
面對“卡脖子”難題唯有自主創(chuàng)新
令趙忠賢感到高興的是，團隊產出成果的進度超過了他的預期。在國外禁運的情況下，該團隊僅用一年多的時間，就自主設計并成功研制“三光束脈沖激光共沉積鍍膜系統(tǒng)”。
該設備基于國產部件實現(xiàn)技術集成創(chuàng)新，包括采用國產小型固態(tài)脈沖激光器實現(xiàn)多光束共沉積，激光器與光路系統(tǒng)模塊化整體位移，研發(fā)穩(wěn)定的大面積加熱器，自主研發(fā)控制軟件實現(xiàn)操作智能化等，已成功制備出2英寸雙面YBCO超導單晶薄膜，將脈沖激光沉積技術制備高品質應用型薄膜產品推向一個新的高度。
“我們用激光去打真空腔里面的靶材，由于瞬時高溫，靶材表面的成分會變成等離子體向外噴射，之后接觸高溫襯底，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中沛博士是團隊里的一名年輕人，設備成功運轉，讓他格外興奮。
“這臺設備的功能可以擴展，也可以為超導以外的材料進行鍍膜。就像買了一口鍋，一開始只用來炒菜，后面還可以用來蒸煮。”他介紹道。
過去的一整年，馮中沛和同事們幾乎每天都圍著這臺設備轉。在工作室緊鄰該裝置的墻邊有一面白板，上面寫滿了與裝置搭建相關的事項。一年時間里，大到整個裝置的設計裝配，小到一根螺絲釘?shù)亩ㄖ疲麄€團隊“掛圖作戰(zhàn)”，環(huán)環(huán)推進，最終才獲得了成功。
不過，團隊負責人金魁坦言，這次“技術突破”的背后，帶著幾分無奈與巧合。按照團隊最初構想，是希望直接從國外購買一套先進的大面積鍍膜設備，之后按團隊的需求改造。
團隊負責人金魁研究員
“買小尺寸薄膜制備設備回來做出的樣品主要是用于基礎研究，找規(guī)律、寫論文，國外公司同意賣給我們；但要買能投入實用的大尺寸薄膜制備設備，他們就拒絕了。”金魁表示，另一方面，日本的設備只能實現(xiàn)單面薄膜的制備，無法滿足團隊需求。
在趙忠賢院士的鼓勵和指導下，團隊最終下定決心走上了自研之路。令他們感慨的是，一年后當他們研制出成本更低、性能更優(yōu)的設備時，從日本采購的小尺寸鍍膜設備甚至因為疫情，廠家工程師還沒有來拆箱。
“這件事雖然談不上偉大，但是它給了我們很大信心。遇到‘卡脖子’難題，逼著自己進行自主研制和創(chuàng)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、上百萬的科研團隊，能有十分之一像這樣專注去做一件事，我們跟國外的科技競爭就能握有更大的主動權。
“積小勝為大勝，變成大勝就有了長板，有了競爭優(yōu)勢，國外還怎么卡我們脖子？”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，松山湖科學城給予的寬松科研環(huán)境與合理的評價體系，為這一成果取得提供了重要土壤。
在他看來，松山湖材料實驗室一方面注重研究實效，不以論文論英雄，讓科研人員集中精力搞攻關；另一方面，充分信任科學家，原本購置設備的錢可以靈活用于自主研發(fā)，“允許用打醬油的錢去買醋”，賦予科學家自主權。
“我認為也正是因為有松山湖的政策和環(huán)境，這件事情才能發(fā)生。”趙忠賢表示。
“做科研，只要喜歡就不是坐冷板凳”
對趙忠賢來說，幾十年科研生涯，大半都是在國際同行們難以想象的物質匱乏中開展工作。上世紀80年代，國際高溫超導競賽進展激烈，趙忠賢和同事們卻只能自己動手燒制“土槍土炮”，用著30多年前出廠的純度不足的原料堅持實驗。彼時他們獲得的支持，也不過是“研究期間不限量供應雞蛋”。
雖然最后做出了震動世界的成果，但趙忠賢曾不無遺憾地表示：“假如在1986年底，研究條件能有現(xiàn)在的1%，我可以做得更好。”
因此，面對當下青年科研工作者，趙忠賢總是希望他們能沉下心來，進步再快一點，扛起的責任再多一點。他說，一代人有一代人特點，一代人有一代人的責任，年輕人要在承擔責任中成長。
“現(xiàn)在的研究環(huán)境是很好的，經費、設備都不缺，怎么還不能做事情？年輕人認定一個方向以后，要塌下心來堅持做下去。”趙忠賢常常講的一句話是，“做科研，只要喜歡就不是坐冷板凳”。
“按說到我這個年紀該退休看孫子去了，但是我只要接觸到這些科學問題，精神就來了，覺得它是一種享受。”他用打麻將來舉例道，“你打麻將會覺得是冷板凳嗎？甚至打到半夜你還想打。”
不過，他也提出，社會應該給年輕人創(chuàng)造一個安心做研究的外部環(huán)境，特別是有合理的評價體系。“就像習總書記在兩院院士大會上所說的，人才評價制度不合理，唯論文、唯職稱、唯學歷的現(xiàn)象嚴重，人才‘帽子’滿天飛，這是不行的。”
他說，“帽子”給的準固然可以產生激勵，但是不能讓“帽子”戴上就摘不下來，有些是給年輕人的帽子，快退休了還戴著。更不能僅憑“帽子”來定功勞、定待遇。
當前，大灣區(qū)正在籌劃打造全國第四座綜合性國家科學中心，東莞松山湖科學城與深圳光明科學城已經被納入先行啟動區(qū)范圍。趙忠賢也十分關心綜合性國家科學中心建設，曾多次參與省、市相關咨詢會并提出建議。
“從中央到廣東省、東莞市都對這件事非常重視，但是想做一個好的規(guī)劃不容易，需要對國際國內情況、對廣東的情況有整體的把握，明確自身能做什么。”趙忠賢表示，規(guī)劃要根據(jù)國家的需求、地區(qū)的特點、現(xiàn)有的資源，在3年、5年乃至10年左右的時間，分階段分步驟進行謀劃，有所為有所不為。此外，引進人才過程中，也要注意對人才的合理評價，按需引進，人盡其才。
談及今后的打算，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面，希望看到我們比別人強，有自己的‘絕活’。”
“我相信可以看到這一天。”趙忠賢說道。
