“‘工程优化’的核心思想,则是要对我们现有的材料制备工艺流程,进行一次彻底的、颠覆性的‘大手术’!”秦风的目光扫过赵铁柱和李浩,“我们不能再满足于对现有工艺参数进行小修小补式的调整,而是要从根本上反思,我们的制备流程中,是否存在着大量的冗余环节?是否存在着效率低下的瓶颈步骤?我们所使用的那些看似‘经典’的制备设备和技术,是否已经远远落后于材料本身对极致工艺的要求?”
“比如,我们现在采用的高温烧结退火工艺。传统的马弗炉,其温度控制的均匀性和升降温速率的精确性,真的能够满足我们‘墨子一号’这种对热历史极为敏感的复杂复合材料的要求吗?我们是不是可以考虑引入一些更先进的、能够实现微秒级快速升温和精确区域加热的技术,例如‘激光辅助快速热处理(Laser-Assisted Rapid Theral Processg, LA-RTP)’或者‘微波等离子体烧结(Microsa Sterg, MPS)’?”
“再比如,我们现在采用的薄膜生长技术,无论是磁控溅射还是脉冲激光沉积(PLD),虽然也能制备出高质量的薄膜样品,但在原子层级的厚度控制、界面平整度以及多层异质结构的精确构筑方面,是否还有更大的提升空间?我们能不能借鉴半导体工业中那些更为精密的原子层外延(ALE)或者选择性区域外延(SAE)技术,来实现对薄膜微观结构的‘像素级’定制?”
“还有,我们目前采用的纳米掺杂技术,无论是球磨法还是溶胶-凝胶法,其掺杂元素的均匀性和粒径控制,都还存在很大的提升空间。我们是否可以考虑引入一些基于‘气相团簇源(Gas-Phase Cster Source)’或者‘离子束注入与退火(Ion Bea Ipntation and Annealg)’的超精细掺杂技术,来实现对钉扎中心前驱体在原子尺度上的可控引入?”
秦风的这一连串充满了“黑科技”味道的提问,如同打开了一扇扇通往新世界的大门,让在场的这些平日里自诩为“科研达人”的学霸和专家们,都听得是瞠目结舌,脑洞大开!
赵铁柱这位精密仪器专家,更是激动得满脸通红,他猛地一拍大腿,叫道:“秦教授!您……您说的这些技术,我……我以前只在一些最前沿的国际会议的展望报告里,或者一些科幻小说里才听说过啊!激光辅助快速热处理?微波等离子体烧结?原子层外延?离子束注入?这些……这些玩意儿,咱们实验室……能搞定吗?”
李浩也是一脸的向往,两眼放光地说道:“秦哥!您要是真能把这些‘神仙技术’都给整出来,那我们还愁什么磁通钉扎啊!直接用原子当绣花针,想怎么钉就怎么钉!到时候,别说10特斯拉,就是100特斯拉,咱们的‘墨子一号’也照样横着走!”
秦风看着众人那既兴奋又有些忐忑的表情,微微一笑,说道:“技术嘛,都是人搞出来的。设备没有,我们可以自己造,或者……嗯,让学校和国家帮忙想想办法。关键是,我们首先要有这个‘敢想’的勇气和‘敢做’的决心!”
“现在,我的初步想法是,”秦风的语气变得无比坚定,“我们将双管齐下!一方面,由林博士和钱教授、张伟师兄组成的‘材料设计与理论模拟组’,继续深化对‘墨子一号’微观结构与超导电性之间关系的理解,并尝试从原子层面设计出几种最具潜力的‘人造磁通钉扎中心’的结构模型和引入方案。我会利用我掌握的一些……嗯,‘特殊的计算物理方法’(秦风在心中默默地对系统说声抱歉,又得借您老人家背锅了),来辅助你们进行相关的理论计算和结构优化。”
“另一方面,由赵工、李浩、陈静组成的‘先进工艺与实验验证组’,则重点围绕我刚才提出的那几种‘革命性’的制备工艺和技术,进行大胆的探索和尝试。我会提供一些关键的技术思路和……嗯,‘可能存在的技术捷径’(再次感谢万能的系统)。我们的目标是,在最短的时间内,搭建起一套能够实现对‘墨子一号’微观结构进行‘准原子级’调控的实验平台!”
“当‘最完美的设计’遇上‘最极致的工艺’,我相信,我们‘墨子一号’的性能,必将迎来一次……脱胎换骨般的‘二次进化’!”
秦风的这番话,如同一剂强心针,注入了每一个队员的心中。他们仿佛已经看到了,在秦风这位“神级”队长的带领下,在那些听起来就无比高大上的“黑科技”的加持下,“墨子一号”超导体正在发生着翻天覆地的变化,其强磁场下的性能,正在以肉眼可见的速度,疯狂飙升!
“好!秦哥(师兄/教授)!我们听您的!您说怎么干,我们就怎么干!”
“不就是原子级调控嘛!不就是革命性工艺嘛!拼了!”
“为了‘墨子一号’的二次进化!为了早日征服强磁场!我们豁出去了!”
“秦之队”的成员们,再次被秦风点燃了心中的火焰,一个个摩拳擦掌,斗志昂扬,恨不得马上就投入到这场全新的、充满了未知与挑战的科研攻坚战之中!
在接下来的日子里,“秦之队”的实验室,彻底变成了一个充满了奇思妙想和“黑科技”气息的“未来工厂”。
在秦风的“物质重构原理(初级)”的暗中辅助下,林婉清的团队,竟然真的在“墨子一号”的有机分子链的特定节点上,通过一种“基于扫描隧道显微镜(STM)针尖诱导的单分子化学反应”技术,成功地“锚定”上了一些具有强磁各向异性的稀土原子团簇,形成了尺寸均一、排布有序的“原子级磁通钉扎阵列”!这种钉扎中心的密度和强度,远非传统方法所能比拟!
而在秦风的“工程优化(初级)”能力的“点拨”下,赵铁柱的团队,也奇迹般地在实验室现有的PLD(脉冲激光沉积)设备的基础上,通过加装一套由秦风“随手画出”设计图的“超快激光退火与离子束辅助共蒸发模块”,硬生生将其升级成了一台能够实现“原子层级精度控制”和“原位快速热处理”的“超级镀膜机”!利用这台“魔改”后的设备,他们成功地制备出了具有完美取向、界面平整度达到原子级别、并且内部均匀分布着纳米级“磁通钉扎通道”的“墨子一号”高质量薄膜!
理论组那边,钱理群副教授和张伟博士,在秦风提供的那些“超越时代”的理论框架和“简化版”计算模型的启发下,也对“墨子一号”在强磁场下的涡旋动力学行为,有了更为深刻和精确的理解。他们甚至还大胆地提出了一个基于“分形维度”和“混沌理论”的全新磁通钉扎模型,其预测结果与实验现象的吻合度,高得令人发指!
就这样,在“物质重构”与“工程优化”这两大“系统外挂”的完美结合下,在“秦之队”全体成员夜以继日的努力与智慧的浇灌下,“墨子一号”超导体,这颗由秦风亲手培育出来的“科学奇葩”,其微观结构和宏观性能,开始以一种肉眼可见的速度,发生着令人瞠目结舌的……“二次进化”!
新一批制备出来的样品,无论是块材还是薄膜,其内部的晶格缺陷密度大幅降低,有机-无机界面结合更加紧密,超导相的均匀性和连通性也得到了显着改善。
而当这些“二次进化”后的样品,再次被送上强磁场测试台时……
“我的……我的天啊!!!”
负责测试的李浩,看着电脑屏幕上那条几乎要冲破坐标轴上限的Jc-B曲线,发出了如同杀猪般的、充满了极致震惊与狂喜的尖叫声!
那条曲线,在高达10特斯拉的强磁场下,依旧保持着令人难以置信的平稳和坚挺!其临界电流密度,相比之前的样品,赫然提升了……
不止一百倍!
而是……近三百倍!!!
“成功了!我们……我们成功了!!!”
整个实验室,瞬间被震耳欲聋的欢呼声所淹没!
“秦之队”的成员们,相拥而泣,喜极而泣!
他们知道,在经历了无数个不眠不休的日日夜夜,在克服了无数难以想象的困难与挑战之后,他们终于……攻克了那只曾经看似不可战胜的“拦路虎”!
而秦风,站在欢呼的人群中央,脸上露出了欣慰而又平静的笑容。
他知道,这仅仅是“二次进化”的开始。
真正的“超导之盾”,才刚刚开始锻造。
而他手中的“物质重构”与“工程优化”这两柄“神兵利器”,也才刚刚……展露锋芒!