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【欧洲杯网上投注】DARPA将于2006年五月5日-7日在美利坚联邦合众国设立微手艺琢磨会

文章作者:互联网 上传时间:2019-12-30

【据美国军事与航空航天电子学网站2007年1月10日报道】美国国防预先研究计划局将于2007年3月5日-7日在美国加利福尼亚州圣何塞举办微系统技术讨论会,研究电子学、光子学和微机电系统组件领域中微系统技术的前景。

发展这两种技术,都离不开超导电子学。“这也是为什么几十年来,发达国家一直致力于发展超导电子学研究的原因。”谢晓明告诉《中国科学报》。

讨论会将研究能使军事平台获得新能力的未来微系统技术的方向,这些军事平台涉及应用纳米技术的化学和生物学探测器、手持式无线辅助设备,智能成像系统,可调整传感器和无人航行器。

从两三个人的团队到多单位协同创新,从小规模研究到承担先导专项,从单元器件到集成电路……在探索超导电子学的道路上,由于没有经验积累,超导电子学卓越中心一直是摸着石头过河。

微系统技术已成为创新的发动机。通过减小尺寸、减轻重量、降低性能,进一步优化组件的能耗,微系统技术在传感、通信、能源管理、执行和加工工艺方面提供了新能力,从而导致了宏观系统能力的革命。

为此,超导电子学卓越中心决定聚焦量子材料与物理、超导器件与电路基础研究和前沿应用探索,全面发展我国超导电子学学科。未来目标则是新材料、器件物理和核心器件研究产生学术影响,实现自主可控,取得重大应用示范。

DARPA微系统技术办公室是该项活动的发起者,它为军事系统开发最先进的微系统技术。讨论会的目的是召集微系统技术各领域的专家,讨论未来研究方向。讨论会包括一系列主题发言、邀请演讲、小组会议等。

志存高远

以冶金技术起家的上海微系统所,在超导方面起步很早,我国第一根低温超导线就是在这里诞生的。但是,随着时代进步和学科发展,所领导班子意识到,研究所的主攻方向必须根据自身优势和国家需求动态调整,不能沿惯性发展。在不断的自我改革和调整中,2006年,上海微系统所原所长、时任中科院副院长江绵恒拍板,将超导电子学确定为上海微系统所的主攻方向之一。

“联合起来干大事,在国际上占有一席之地”,成为大家共同的心声。

跟着技术团队一起出野外的,还有中科院超导实验室行政副主任、党支部书记张为带领的一支行政支撑团队。他们承担了后勤保障、安全保卫、设备运输、直升机租赁、液氦供给、野外衣食住行等系列事务性工作,与科研人员一起克服风餐露宿、蚊虫叮咬的艰苦野外条件。

现在,超导电子学卓越中心建立起79人的队伍。其中,高级职称人员占73%,30~40岁的青年人才占比超过一半。

果不其然,经过几年积累,2012年,上海微系统所迎来一次重要的发展机遇,牵头承担了中科院B类战略性先导科技专项“超导电子器件应用基础研究”,参与单位包括中科院紫金山天文台、上海硅酸盐研究所(以下简称上海硅酸盐所)、中国科学技术大学等。为了协调各单位协同创新,又成立了中科院上海超导中心,王镇担任首席科学家,谢晓明是专项负责人和中心主任。

研究超导量子计算的林志荣研究员在回国前已经申请了设备购置,因此,他正式回国后仅半年时间就将实验室搭建起来。他说:“超导电子学卓越中心给我最大的感受是朝气蓬勃的氛围。”

中科院上海微系统与信息技术研究所供图

“如果在关键技术上无法实现自主化,未来谈基于超导的系统优势无疑是空中楼阁。”谢晓明说。

“江院长当时明确指出,中科院要立足解决国家重大需求,不一定立刻产生巨大经济效应,未来会有重大应用的就应该投入。”谢晓明回忆说。

在国际合作方面,从2006年起,德国于利希研究中心教授张懿就在上海微系统所担任兼职教授,帮助研究所从零起步发展超导传感器。如今,他每年有6个月时间待在上海的实验室。双方多次联合举办中德合作研讨会,联合培养25名博士研究生,还成立了功能材料与电子器件虚拟联合研究所。

“做科学家尤其是应用学科的科学家,必须把自己的研究与国家的战略需要联系起来,通盘去想,布大局、做大事。”时任上海微系统所所长、中国科学院院士王曦如是说。

王镇表示,尽管美国日本发展了几十年,但其先进的研究机构只专攻一个方向和细分领域,卓越创新中心却能发挥中科院的长处,把超导电子学所有研究方向集中起来,实现不同技术间的互联互通。“从超导电子学学科布局来说,超导电子学卓越中心是国际数一数二的。”王镇自信地说。

随着半导体集成电路逼近物理和技术极限,速度和功耗已成为难以逾越的障碍。谁将成为后摩尔时代的接替者?超导数字电路和量子比特电路被认为是未来最有希望的颠覆性技术。

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高效的合作给超导电子学卓越中心带来了丰硕成果。

自成立起,超导电子学卓越中心就瞄准具有国家重大需求的硬骨头——超导传感器、探测器、量子比特和数字电路。

从材料到应用的链条非常长,卓越创新中心在选择合作伙伴时也必“精挑细选”。

如果不考虑成本,超导器件和电路堪称“完美”。但是,为了达到超导需要的低温,则必须付出高额成本。在谢晓明看来,这也是我国超导电子学发展落后的主要原因,“早期甚至连降温的液氦都买不起”。

之后两三年,通过人才引进通道,超导电子学卓越中心陆续引进五六名青年人才。考虑到工作任务重、压力大的特点,上海微系统所设立了“管理特区”,在人员考核、薪酬、招聘、人才计划及科研用房等诸多方面给予资源配置,有针对性地支持青年骨干人才成长。

为了推动所校合作,上海微系统所和中国科大物理学院共同建设了“吴自良超导英才班”,与上海科技大学物质学院联合成立“量子电子学联合实验室”,为培养和储备优秀人才打下基础。处于同一个园区内的上海硅酸盐所更是上海微系统所的“老伙伴”,双方定期召开联合组会,共同开展超导新材料探索,还实现了两个团队间的高效设备共享。

例如,依托国际联合实验室、外聘客座教授等平台,为青年骨干提供出国深造和交流的机会;依托超导电子学工艺平台,引进和培养技术支撑人员;重视初中级青年人才和博士后培养,对优秀博士后试行“超级博士后”协议年薪制。

在中科院筹备试点建设一批卓越创新中心之际,几家单位一拍即合。2015年10月23日,由上海微系统所牵头,上海硅酸盐所、中国科大、上海科技大学等多家共建的中国科学院超导电子学卓越创新中心正式获批。谢晓明和王镇再次联手,分别担任主任和首席科学家。

先导专项不仅给了各参与单位一个更大的舞台,也让他们感受到协同创新的力量。“放眼全国,要想打破各单位界线、集合最强的力量搞超导电子学,中科院具有得天独厚的条件。”谢晓明说。

从国际舞台上的陌生面孔,到全世界几乎规模最大的超导电子学团队,这条路走了10年。为了保证这支队伍走得更快、更远,超导电子学卓越中心在管理结构上设立“一轴两翼”的框架——“一轴”为技术核心轴,“两翼”分别为行政管理支撑翼及技术服务支撑翼,小到填表报销、灯管维修,大到野外后勤保障、增量资源争取等,为科学家提供全方位的支撑服务。

在陈仙辉看来,协同创新是解决超导电子学“卡脖子”技术的必经之路,但我国目前只是站在了漫漫长路的起点上。“这些年通过超导电子学卓越中心的积累,我们打下了很好的基础,但还要在基础研究、技术发展和人才资源上继续积累,潜心研究,戒骄戒躁,坚持到底!”

2018年2月,中科院A类先导专项启动实施。超导电子学卓越中心迎来新一轮挑战。

在微电子行业,如果选择去企业工作,待遇诱人,很多年轻人却愿意留在超导电子学卓越中心,坚守科研岗位。除了事业平台,这种全方位的人才支撑服务工作,也使得中心成为能招来人、也能留下人的地方。

在应用探索方面,谢晓明研究组自主研发了多通道无屏蔽心磁图仪并实现技术转化,取得二类医疗产品注册证;与吉林大学合作研发地球物理探测超导瞬变电磁接收机,和公司合作在我国河南、云南和塔吉克斯坦等地成功开展应用验证实验;参与中科院地质与地球物理研究所牵头承担的重大科研仪器研制项目;联合中科院多家单位成功研制出中国第一套、世界第二套航空超导全张量磁梯度测量系统。

孕育诞生

王镇则认为,让超导电子学这个新生命茁壮成长,除了能力,还需恒心。超导电子学在国际上目前仍未形成经济效益,很容易半途夭折。这也是发达国家玩得起而我国长期落后的原因之一。“我们已经在这个‘孩子’身上投入10年时间,希望能看到他长大成人。”他说。

在材料方面,陈仙辉研究组与上海硅酸盐所黄富强研究组联合,先后发现新型LiFeOHFeSe等FeSe基及FeS化合物等多种超导材料,成功发明固态离子导体场效应晶体管,实现了对高温超导电性的调控。

“我们要在上海建一个超导电子学研究平台,您能不能回来?”谢晓明开门见山。

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