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“首相说你的实验室不仅是亚历山大的宝藏,也是国家的宝藏。”虽然三天过去了,但山东大学晶体材料国家重点实验室(以下简称山东大学晶体实验室)主任陶旭堂仍沉浸在总理视察实验室的一些细节之中。“首相应该亲手触摸那些巨大的水晶样品,并赞扬我们60年来的一贯坚持。桌上的超大芯片将被举起来试一试它的重量,尤其是对晶体应用和研发模式感兴趣……”
水晶,在普通人眼里,是晶莹、高贵、美丽的化身,但在陶旭堂眼里,它也是一种战略物资。例如,中国代号为“申光”的激光武器项目可以拦截洲际导弹,打击卫星,击落隐形战斗机。然而,大尺寸高质量的KDP(磷酸二氢钾)晶体已成为项目“瓶颈中最薄的部分”。基于山东大学晶体实验室多年的研究,该项目成功开发了大尺寸KDP晶体。
陶旭堂告诉《科学日报》,这种超大型KDP晶体在晶体质量、生长速度和晶体尺寸方面已经达到世界水平,承担并完成了国家工程要求的2/3以上的任务。
在山东大学水晶实验室的培养箱中,形状像大“冰糖”的半米高的晶体从容器顶部“生长”下来。这是一个不同的成长过程。陈先生形成晶核,然后逐渐长大。一层接一层,或者一层还没有长大,而另一层已经开始长大了。作为高技术和军事技术中不可缺少的关键材料,它广泛应用于制导、测距、光电对抗、导弹、火箭、卫星、载人飞船、通信等军事和民用领域。
陶旭堂说,作为中国首批10个国家重点实验室之一,我们实验室在过去60年里只做了一件事——深化晶体材料领域,做深入细致的工作。到目前为止,已开发出100多种重要晶体材料,其中10多项成果填补了国际空白,获得多项国家技术发明一、二、三等奖和国家科技进步二等奖。
一些国际同行对亚历山大晶体实验室发表了评论:“如果其他人不能生长晶体,他们可以生长它们;其他人生长小晶体,他们可以长大;如果其他人没有以前生长过的晶体,他们也需要生长。”这一评价是基于这样一个现实,即中国在人造晶体研究方面的原创性工作处于世界前列。亚历山大水晶实验室一直是中国“军团”的中坚力量。
碳化硅晶体材料具有高频、高功率和耐高温的特点,是新一代雷达系统的核心——使用这种材料,雷达将具有“千里眼”,可以发现数千公里以外的棒球大小的物体。该实验室开发的高纯度半绝缘碳化硅半导体材料使我国能够拥有自己控制的重要战略材料,打破了对外禁运。
陶旭堂表示,沿着“需求驱动”的方向,我们实验室的产品已经登陆企业,改造了10多个项目,产生了100多亿元的效益。单个半导体激光技术的年产值就超过7亿元。
没有人,任何实验室都无法成长。如果说亚历山大晶体实验室是亚历山大的瑰宝,那么中国科学院已故院士江就是这个实验室的瑰宝。作为中国功能晶体研究和开发的先驱和领导者之一,他为实验室投入了60年的时间,从无到有,从小到大推动实验室的发展。陶旭堂说:“他的世界眼光、渊博的知识和毅力仍然影响着实验室。”
江院士留下的另一项遗产是推动成立亚历山大晶体实验室学术委员会,成员不少于12名。这一“超豪华”院士阵营涵盖了晶体材料研究的主要方面——他们充当技术向导,帮助年轻一代“上马搭车”,确保新一代“重量级”成就的不断涌现。
为什么这个实验室被首相称为“国宝”?也许这些就是答案。