學霸的軍工科研系統 第1540章 原子陣列

幾小時后，當天深夜。

常浩南俯身在一臺精密的原位光學測量設備前，透過觀察窗，緊盯著內部激光干涉儀投射出的光斑變化。

栗亞波則在一旁操作著電腦，屏幕上實時繪制著材料折射率隨激光波長變化的曲線。

“老師您看，12A03號樣品現在表現出的負折射率窗口非常清晰，就在這個近紅外波段。”栗亞波指著屏幕上陡然下探到負值區域的曲線。

常浩南微微點頭，但表情中的喜悅卻轉瞬即逝：“其他幾個呢？”

“12A01和12A04都失敗了，沒有出現負區。12A02剛開始有微弱負值，但很快就消失了……”栗亞波快速切換著數據流，“12A05和12A03出現的時間差不多，但波動情況很不樂觀……”

如同栗亞波報告的那樣，六份剛完成強磁場極化處理的金屬基薄膜樣品，只有四份暫時顯現了負折射現象。

而其中三份，如同被戳破的氣泡，在幾分鐘內，屏幕上的負折射信號便劇烈波動，最終徹底消失，曲線回歸到平庸的正值區域。

只有一份樣品，編號A3，其負折射特性頑強地維持著，雖然強度也在緩慢衰減。

“三十分鐘了，A3還在堅持，這已經是我們近期最好的結果之一。”栗亞波摘掉眼鏡，揉了揉鼻梁兩側。

他的聲音帶著些許疲憊，但更多還是無奈?！拔覀冊囘^重復磁化失效的樣品，每次結果……就像是在抽簽?！?p/> “結果沒有可重復性，是吧？”

常浩南知道負折射率材料的研制絕非一日之功，也不是自己前一階段的工作重點，但每個月的例行報告他還是全都認真看過的。

“是啊……”栗亞波在電腦上打開了一個文件夾，里面是以樣品編號命名的、密密麻麻的一大片數據文件。

鼠標滾輪滾動好幾次都翻不到底。

“從接手這個項目以來，我總共做過九百多次有效測試，其中只有兩次維持到了七天，當然最終還是失效了。”他嘆了口氣，“更麻煩的問題是，每次結束后的具體結果都不相同，上一次成功表現出負折射特性的樣品，很可能到了下一次試驗就轉化失敗，有時候想分析都無從下手?！?p/> “把那些失敗和相對穩定的樣品，所有的透射電鏡（TEM）表征結果調出來?！背：颇险酒鹕?，簡單活動了一下身體，“對比一下這兩類樣品的區別?！?p/> 栗亞波迅速操作電腦，打開了幾個成像文件。

常浩南湊上前來，想要看看微觀結構的差異。

但其中大約一半圖像都并不清晰，很難看出什么有價值的東西。

“成像效果確實不太理想。”栗亞波主動解釋道，“其實那些最不穩定的樣品，在做完原位折射率測量后，特性就基本已經沒了，根本沒機會做TEM……我們能做的，都是相對堅持久一點的。”

屏幕上快速閃過一張張高分辨TEM圖像，顯示著材料內部人工誘導出的、具有特定周期性的晶格結構。

常浩南飛速瀏覽，眉頭緊鎖。

圖像分辨率雖高，但那些真正游離、未定域的原子或電子，在靜態的TEM圖像中如同隱形，無法捕捉到它們動態的缺陷或排列的瑕疵。

他想要觀察的“缺陷”對比，在現有的表征結果里則幾乎不存在。

“老師，您是不是有了新的思路？”

栗亞波敏銳地察覺到了常浩南那正在涌動的思緒。

“嗯……”常浩南點點頭，“剛才在辦公室的時候我說過，人工誘導周期性晶格的思路類似在沙灘上搭積木，一陣風就倒?！?p/> 栗亞波一臉認同：“確實如此，包括最開始從那臺發動機上取下來的樣本，也在大約二十天后徹底失去了特性?！?p/> “那么。”常浩南的語氣興奮起來，“為什么我們不換一種思路？為什么不讓材料自己組織起來？”

“自己組織？”

栗亞波疑惑地重復。

“對！”常浩南從旁邊扯過一張紙，“利用光場本身！用特定波長、特定模式、足夠強的相干光去‘驅動’材料中的原子或電子！不是我們人為地給它們設定晶格位置，而是讓它們在光場的作用下，通過相互作用，自發地、集體地調整自己的狀態，形成一個動態的、穩定的、與光場共振的超晶格！”

一邊說著，一邊還在紙上畫出了幾個光子激發的示意圖：

“想想玻色愛因斯坦凝聚！想想超流態！那都是粒子在低溫下‘集體行動’的宏觀量子現象！”

他的思路越來越清晰，語速也越來越快：

“能不能在特定的材料體系里，在光場的指揮下，誘導出某種類似的……光學超流態？讓原子不再各自為戰，而是作為一個整體，對光做出響應？這樣形成的介質，理論上可以完全沒有制造缺陷，是原始而純凈的！它的光學特性，可能遠超我們現在的想象！”

這個想法大膽而充滿顛覆性，讓栗亞波一時間聽得目瞪口呆。

好在他很快就回過神來，并意識到這個思路確實跳出了材料設計的傳統框架，直指原子操控的核心！

但構建原子陣列的難度極大，至少目前還沒有一種成功率很高的操作方式。

因此，不太可能直接驗證常浩南猜想的可行性。

只有反過來。

“也就是說，我們現在要證明，樣品的不穩定是源于原子層面的缺陷？”

“沒錯，正是關鍵！”常浩南對著屏幕上的模糊電鏡圖點了兩下，“最好能直接看見那些更不穩定的樣品里，原子排布更亂，缺陷更多，而相對穩定的則缺陷更少。只是現在的透射電鏡結果，還無法滿足這一點?！?p/> TEM本來就無法表征游離態原子，并且成像結果也是投射在二維平面上的，很難滿足如此苛刻且奇特的要求。

兩人陷入了短暫的沉默。實驗室里只有儀器低沉的嗡鳴。

“或許……原子探針層析技術（APT）？”常浩南突然開口，打破了寂靜，“它能保留單個原子的成分和位置信息！亞波，你之前做過APT表征嗎？”

至少最近幾期報告里，他不記得有APT相關結果。

“只對早期的幾批樣品做過……APT成本太高，耗時長，而且它只給原子的三維位置和成分，沒有晶格結構信息，對我們之前的研究幫助不大?！崩鮼啿〒狭藫项^，“好在數據還都存著?！?p/> “快，調出來！”常浩南立刻下令，“和同一樣品的透射電鏡結果對比著看！”

數據被迅速調出，兩個窗口并排顯示：左邊是APT輸出的原子位置三維點云圖，色彩斑斕代表不同元素；右邊是同一樣品區域的透射電鏡圖像。

兩人屏息凝視，試圖將兩幅圖景進行疊加。

然而，失望很快襲來。

APT的點云圖在三維空間上存在明顯的局部扭曲和拉伸，與透射電鏡圖像中顯示的晶格結構無法嚴絲合縫地互洽。

“畸變太嚴重了，”栗亞波皺眉，“完全對不上……就算選擇幾個歸零點勉強做一下拉伸，結果也會完全失去可靠性?！?p/> 房間里再次安靜下來。

“要不……試試用算法校正APT數據……試著擬合一下？”

栗亞波滿懷希冀地看向旁邊的常浩南。

在他眼中，自家老板在算法領域的能力堪稱一絕，曾經無數次化腐朽為神奇。

然而這一次，常浩南卻搖了搖頭：

“難……兩種設備不同，樣品制備工藝不同，測量順序也不同……四維坐標系都不一樣，事后校正就像隔山打牛，誤差只會越糾越大……”

說到這里，他突然頓住。

很快，一個新的念頭破繭而出！

“除非……”常浩南深吸一口氣，“除非能把透射電鏡和原子探針，集成到一臺設備里……”

“啊？”

栗亞波也不是顯微結構表征領域的專家，聽見這個提議直接就是一個發懵。

“在透射電鏡下完成高分辨結構成像后，原位，就在同一個樣品、同一個位置、同一個坐標系下，直接進行原子探針層析。”常浩南在屏幕上比劃著，“這樣就能用TEM清晰的晶格圖像作為地圖，去校正APT三維重構的局部畸變，輸出一個空間完美匹配的疊加結果！”

栗亞波已經習慣了這種知識流過大腦皮層的感覺，他很快忽略了自己不懂的細節部分，快速思考著技術路徑的可行性：

“但工程上……”他面露難色，“咱們實驗室現有的TEM和APT都是進口的……國產TEM剛起步，就那么幾個型號，分辨率也不夠頂尖，至于三維原子探針……國內根本還沒有商品化型號，上哪去定制這樣一臺超級設備？”

顯微結構表征領域的四大巨頭有三個來自北美，一個來自日本。

因此，盡管瓦森納協議早在十幾年前就名存實亡，但華夏方面一直以來也只能拿到產品，卻很難觸及到核心技術，研究起步也相對較晚。

“設備不是問題！”常浩南斬釘截鐵，“雖然負折射材料的研究本身是絕密，但這臺設備其實沒那么敏感……”