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“太空园林”:探访中国纳米真空互联实验站

科普小知识2022-07-26 14:11:05
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新华社苏州3月25日电:“太空花园”:参观中国纳米真空互联实验站

中新社记者张素

以古典园林闻名的江苏苏州,自2014年以来一直在建造世界上最大的超高真空互联科研大型设备。新华社记者最近访问了这里。

“该实验装置是一个在类似太空的全真空环境中的纳米器件研发平台,相当于将现有加工设备转移到太空。”中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员、纳米真空互联实验站常务副主任丁肃南说。

记者在现场看到,一根30米长的金属管直通实验室,离子泵每隔1.5米就抽一次真空。管道的一端与几个设备相连,另一端设有显示进度的电脑屏幕,整个过程自动运行。

“目前,纳米真空互连模拟实验装置已经调试成功,小型验证装置在过渡期内正在调试和测试。同时,还开展了一些研究课题,如半导体异质结能带结构的精确测量丁顺安说道。

目前,世界上最长的真空互联研究装置是一条40米长的法国真空互联管道,连接20个装置。根据中国科学家的设想,“太空花园”的第一阶段计划在2018年底完成:一条100米长的真空管道连接30多个设备。最后,建造一条长约500米的超高真空管道需要8至10年时间,连接数百个用于材料生长、器件制备、测试和分析的大型仪器,结构“丰富”。

“太空花园”耗资巨大。一期工程造价3.2亿元(人民币,下同),预算总额约15亿元。主要建设者包括中国科学院苏州纳米科学研究所、清华大学薛其昆院士团队、中国科学院大连化学物理研究所包心和团队。

苏州园林是世界上最好的园林之一。我们为什么要创造这个“太空花园”?

“未来的电子元件将发展到纳米级,但以目前的技术来看,对于这样一个小设备来说,仍有许多无法解决的问题,需要一条新的技术路线。”丁顺安解释道。此外,纳米科技研究中的许多问题需要通过多种手段和多种设备来解决。目前,相同的材料样品在不同的装置之间转换,当暴露在空气中时,其性能将会改变。

然而,在“太空花园”中,硅芯片等样品“放在手推车上”,放在通往不同设备的管道中,它们的表面不会受到外部环境的破坏。研究人员可以在这里开发新技术,例如制造超导器件、半导体器件和其他表面敏感材料器件,或者设计和制备量子材料来生产更智能、更小和更可靠的器件。

此外,这些设备将应用于通信、信息、人工智能等领域。或者将为成千上万的家庭生产计算速度更快的小型计算机、更智能的机器人,甚至更便宜的高性能产品。

“实验站将提供一个开放、通用的研发平台,实现开放共享和高效运行,促进不同学科之间的相互交流和共同创新。”中国科学院苏州纳米科学研究所所长杨辉说。

杨辉还表示,纳米真空互联实验站所在的苏州工业园区是全球纳米领域具有代表性的工业区域之一。“太空花园”建成后,将形成顶尖纳米技术人才的国际集聚高地,对当地经济和科技产生强大的带动和辐射作用。(结束)