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第331章 成果井喷期!“秦风超导”应用遍地开花!

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,更通俗一点……‘掌上核弹’的能量核心。”

“掌……掌上核弹?!”众闻言,皆是倒吸一凉气,感觉自己的小心脏都快要承受不住这接二连三的“黑科技”轰炸了。

他们知道,一旦这种小型化、高效化的超导储能装置实现量产,那对于便携式高能武器、电动汽车的续航与快充、移动应急电源、乃至未来的单兵外骨骼装甲、太空探索任务……都将产生难以估量的革命影响!

“秦风超导”的第一个应用之花,已然……惊艳绽放!

二、 高灵敏度超导量子涉器件(SQUIDs)的设计——“透视未来”的科学之眼!

在超导储能领域取得重大突的同时,秦风并没有忘记常温超导材料在另一个极具潜力的基础研究领域的应用——那就是超导量子涉器件,简称SQUIDs。

SQUID是目前已知最灵敏的磁场传感器,其灵敏度可以达到地球磁场的数万亿分之一!因此,它在生物磁学(如心磁图、脑磁图)、无损检测、地球物理勘探、以及基础物理学研究(如暗物质探测、引力波探测)等领域,都有着不可替代的重要作用。

然而,传统的SQUIDs,大多采用低温超导材料(如铌)制作,需要在昂贵且笨重的氦杜瓦瓶中工作,这极大地限制了其应用范围和便携

“如果我们能够利用‘墨子一号’的常温超导特,以及其近乎完美的量子相,来设计并制造出一种能够在室温下工作、并且灵敏度远超现有低温SQUIDs的新型量子涉器件,那将会怎样?”在一次团队的“脑风会”上,秦风抛出了这个极具诱惑力的设想。

“室温SQUID?!”钱理群副教授,这位在凝聚态理论领域浸多年的老专家,闻言也是眼睛一亮,“秦教授,这个想法……太有价值了!如果真的能实现,那对于许多依赖于弱磁场探测的科研领域,都将是一场真正的革命!比如,脑磁图(MEG)技术,如果能摆脱氦的束缚,实现便携化和低成本化,那对于脑科学研究和神经系统疾病的临床诊断,其意义不亚于CT和MRI的发明!”

于是,在秦风的亲自领衔和【学神黑科技系统】“理论构建(中级)”能力的暗中辅助下,“秦之队”迅速成立了“量子器件攻关小组”,由在微纳加工和密测量方面经验丰富的陈静担任实验负责,张伟博士则负责相关的量子理论计算和器件设计模拟。

他们的目标是,利用“墨子一号究极版”薄膜材料,通过密的微纳加工工艺,制备出一种全新的、基于“高温(室温)超导约瑟夫森结阵列”的新型SQUID传感器。

这个过程,充满了挑战。

约瑟夫森结,是SQUID的核心部件,其尺寸通常只有几十到几百纳米,对加工度和材料均匀的要求,达到了极致。

陈静带领的小组,几乎是将实验室那台由赵铁柱“魔改升级”的“超级万能镀膜与分析一体机”的能压榨到了极限。她们尝试了各种不同的薄膜生长参数、光刻胶材料、以及电子束曝光和离子束刻蚀工艺,在经历了上百次的失败和优化后,终于……在一块只有指甲盖大小的蓝宝石衬底上,成功地刻蚀出了一个由数千个“墨子一号”纳米级约瑟夫森结密串联而成的……室温超导量子涉阵列(Room-Temperature Superconducting Quantum Interference Array, RTSQIA)!

当这个小小的芯片,被小心翼翼地接到赵铁柱团队专门为其研制的、配备了超低噪声前置放大器和高度锁相放大器的测试系统,并成功地在室温下(25摄氏度)捕捉到了清晰的、周期的磁通-电压调制曲线时……

整个实验室,再次发出雷鸣般的掌声!

“成功了!我们成功了!室温SQUID!我们真的做出来了!”陈静激动得热泪盈眶,她紧紧地抱着身旁的林婉清,分享着这份来之不易的喜悦。

而初步的测试结果,更是让所有瞠目结舌!

这款由“秦之队”研制出的RTSQIA,其磁场灵敏度,竟然比目前世界上最先进的、需要在氦温度下工作的商用低温SQUID,还要高出……整整两个数量级!

这意味着,它可以探测到比以往微弱一百倍的磁场信号!

“我的天……”刘仁轨院士在得知这个消息后,亲自赶到实验室,看着那条堪称“完美”的磁通-电压调制曲线,以及那令匪夷所思的灵敏度数据,激动得说不出话来。他知道,这个小小的芯片,一旦推广开来,将会在医学成像、资源勘探、国家安全等诸多领域,掀起一场……真正的技术海啸!

他当即拍板,让学校立刻联系国内最顶尖的神经科学研究所和地球物理勘探中心,进行合作验证与应用开发!

“秦风超导”的第二朵应用之花,以一种更加“润物细无声”却又更加“石天惊”的方式,悄然绽放!

三、 超导滤波器在通讯领域的应用——为“信息高速公路”铺设“无阻赛道”!

在储能和传感领域接连取得重大突之后,秦风的目光,又投向了另一个与国计民生息息相关的关键领域——通讯技术。

随着移动互联网、物联网、工智能等技术的飞速发展,类社会对信息传输的带宽、速率和质量的要求,也越来越高。然而,传统的通讯系统,无论是有线还是无线,都不可避免地会受到各种噪声扰和信号衰减的影响,这极大地限制了通讯能的提升。

“滤波器,是现代通讯系统中不可或缺的核心组件。它的作用,就像一个‘信号保安’,负责滤除掉那些无用的噪声和扰信号,只允许我们需要的有用信号通过。”在一次关于“秦风超导未来应用方向”的战略研讨会上,秦风对着投影幕布上一个复杂的通讯系统框图,侃侃而谈。

“传统的滤波器,大多采用金属谐振腔或者介质谐振器来实现。但这些材料,在高频(尤其是微波和毫米波频段)下,都存在着不可避免的欧姆损耗和介电损耗,这会导致滤波器的损耗增大、带外抑制变差、以及Q值(品质因数)降低,从而严重影响通讯系统的整体能。”

“但是,”秦风话锋一转,眼中闪烁着自信的光芒,“如果我们用‘墨子一号’这种具有近乎完美零电阻特的常温超导材料,来制作滤波器的谐振单元呢?”

“那……那岂不是可以实现……零损耗、超高Q值、超窄带宽、超陡峭带边的……理想滤波器?!”一直对无线通讯技术颇有研究的李浩,第一个反应过来,激动得差点从椅子上跳起来!

“没错!”秦风打了个响指,“理论上,基于常温超导材料的滤波器,其能将远远超越现有的任何一种传统滤波器!它将能够为我们的‘信息高速公路’,铺设上一条……真正畅通无阻的‘无阻赛道’!”

这个设想,再次点燃了“秦之队”成员们的科研激

这一次,负责主攻的是在薄膜制备和微纳加工方面经验丰富的陈静和李浩,以及在电磁场理论和微波电路设计方面颇有建树的张伟。

他们首先利用那台“超级万能镀膜与分析一体机”,在低损耗的蓝宝石衬底上,成功地生长出了厚度均匀、表面平整、超导能优异的“墨子一号究极版”高质量外延薄膜。

然后,再通过高度的紫外光刻和离子束刻蚀工艺,在薄膜上确地刻蚀出了各种复杂

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