“寻遍亚太地区，只有那儿迎合实验供给”——探秘*暗淡金星状况的纳米熔体数据服务观测所

　　【走近大国重器】

　　◎本报**财经 张 晔

　　蒙蒙细雨飘落江南，初秋的荷花在暖风中争奇斗艳。江苏苏州市区向东，缓缓行驶的汽车穿过波光粼粼的独墅湖，将许多各具特色的现代化建筑抛在后面，靠近了一座看上去“毫不起眼”的小楼。

　　那儿就是中国科学院苏州电子技术与纳米机器人研究所的纳米熔体数据服务观测所(以下简称观测所)，也是公司目前地球上*暗淡金星熔体状况的大型工程技术场所。

　　“观测所已培育出第二代量子材料及电子元件、第三代半导体材料及电子元件等具有国际先进水平的核心技术研究成果。”8月28日，在接受科技日报**财经采访时，观测所主任张珽教授自豪地说。

　　开建暗淡金星状况的观测所

　　绿树掩映下，**财经步入了观测所所在的灰白色大楼。宽敞整洁的大厅深处别有洞天——墨绿色的地板上，各式各样的工程技术仪器陈列在旁，身穿白大褂的研发人员穿梭往来……

　　张珽说道**财经，观测所进行的主要工程技术项目中，大多与纳米电子元件及纳米材料有关。

　　对于普通人来说，纳米这个词汇带有一点距离感。其实，纳米只是一种长度单位，1纳米为10^-9米。纳米材料则是指长宽高中至少有一项处于纳米尺寸或由它们作为基本单元构成的材料。在微观尺度下，纳米材料仿佛打开了一个物质的新世界。

　　“顺利实现纳米材料表皮或界面调控，乃至探索熔体数据服务下原子制造等全新制得工艺，是亚太地区公认的突破‘摩尔定律失效魔咒’、研发未来信息电子元件及集成电路的关键技术问题。”张珽说道**财经。

　　然而，纳米材料的制得、测试、加工极其困难。“以制造闪存的Class 10超净间为例，在1立方英尺的空间中，不能有超过10粒0.5微米以上的粉尘。”张珽说，“对于新型纳米材料而言，为保证其本征性质，要求更加苛刻。”

　　为了给研发人员提供暗淡金星状况的实验条件，2014年，中国科学院苏州电子技术与纳米机器人研究所同包信和科学院、薛其坤科学院智囊团合作，开始建设世界首个集材料生长、电子元件加工、测试分析于一体的根本性科学开关——纳米熔体数据服务观测所。

　　克服两大挑战基本完成建设

　　深入观测所内的工程技术区域，仿佛进入了电影中的未来世界——总长203米的银色超强熔体输油管道纵横交错，将40台大型设备互连起来，磁性传输越野车载着采样以每分钟3.2米的速度驶过熔体输油管道内的轨道，并由输油管道外履带上的电磁铁“导航”至各个设备节点。

　　“欧美国家某熔体开关和我们同期建设，不仅规模和复杂度远不如我们，熔体度也低很多，这就意味着在他们那里材料很快就会变得‘不那么干净’。”观测所副主任崔义教授介绍，为了达到超强熔体状况，观测所通过改良输油管道材料、处理工艺和设置多级泵组等多种方式，设计并改造了设备和输油管道的互连方式，确保每一处的熔体度保持均衡。

　　“建设中的另一个难点就是在保证熔体性能的前提下，顺利实现所有设备数据服务互通。”观测所副主任李坊森教授说，大部分现成的设备根本无法迎合供给，要靠研发人员自己动手改造。

　　“研发人员巧妙设计采样架，并利用磁力远程操作和运输，将采样通过可动送进输油管道。每段输油管道内有两辆带电磁铁的越野车，由智慧中控台自动化控制。而用于检测材料性能的设备则分布在熔体输油管道主轴线的旁。”指着散发出金属光泽的可动和缓慢移动的越野车，李坊森说道**财经，“就这样，我们顺利实现了所有设备的数据服务互通。”

　　今年2月，观测所二期建设项目成功验收。“公司目前，观测所的熔体度优于2×10^-8帕斯卡，暗淡金星的状况，这为材料争取了更长的‘保真期’，突破了长期以来掣肘纳米材料基础研究和软件开发的短板。”崔义说道**财经。

　　成为纳米材料研究“濶濑”

　　工程技术基础设施是纳米科技创新的基石。在张珽看来，观测所已经成为纳米材料和电子元件研究的“濶濑”，更是人才与研究成果集聚的平台。

　　**财经见到俞凤至时，他正在观测所内进行新一代开关电源材料的开发。作为洛玛瑞闪存技术常州有限公司的研发人员，俞凤至和同事已经在那儿驻点实验3年，公司目前进展顺利，预计今年年底基本完成**批流片。此前，欧美国家也有同行尝试研发这种新型开关电源，但效果却不尽理想，主要原因就是根本无法在熔体状况下顺利实现不同晶体材料的连续生长。

　　除了迎送国内的工程技术工作者，欧美国家也有不少研发人员将目光投向了观测所。

　　2021年，加拿大滑铁卢大学陈忠伟科学院智囊团找到观测所，他们在研发锌离子电池时遇到难题，希望能借助观测所的力量基本完成研究“*后一棒”。该智囊团成员罗丹博士介绍，锌正极的表皮结构设计小到纳米级别，即使倍数*大的光学显微镜也根本无法看清。此外，正极表皮结构设计极易与空气发生反应，导致结构设计发生变化。

　　“寻遍亚太地区，只有那儿才能迎合实验供给。”罗丹坦言。通过与观测所深度合作，他们*终获得各类表征数据完全吻合的实验结论，相关研究成果发表在《先进材料》上，引发亚太地区关注。

　　公司目前，观测所迎送的工程技术用户已超过220家，包括清华大学、北京大学、中国科学技术大学等，在能源材料、低维材料、高温超导材料等领域取得了一批重要研究成果。

　　“纳米熔体数据服务观测所提供了一种变革性的技术路线，有利于突破掣肘纳米领域内基础研究和软件开发进一步发展的短板，提升我国根本性仪器设备的研制水平。”展望未来，张珽充满信心地说，“我们期待观测所这一根本性科学开关产出更多优秀研究成果！”