第1539章 原子阵列
几小时后，当天深夜。
常浩南俯身在一台精密的原位光学测量设备前，透过观察窗，紧盯着内部激光干涉仪投射出的光斑变化。
栗亚波则在一旁操作着电脑，屏幕上实时绘制着材料折射率随激光波长变化的曲线。
“老师您看，12A-03号样品现在表现出的负折射率窗口非常清晰，就在这个近红外波段。”栗亚波指着屏幕上陡然下探到负值区域的曲线。
常浩南微微点头，但表情中的喜悦却转瞬即逝：“其他几个呢？”
“12A-01和12A-04都失败了，没有出现负区。12A-02刚开始有微弱负值，但很快就消失了……”栗亚波快速切换着数据流，“12A-05和12A-03出现的时间差不多，但波动情况很不乐观……”
如同栗亚波报告的那样，六份刚完成强磁场极化处理的金属基薄膜样品，只有四份暂时显现了负折射现象。
而其中三份，如同被戳破的气泡，在几分钟内，屏幕上的负折射信号便剧烈波动，最终彻底消失，曲线回归到平庸的正值区域。
只有一份样品，编号A3，其负折射特性顽强地维持着，虽然强度也在缓慢衰减。
“三十分钟了，A-3还在坚持，这已经是我们近期最好的结果之一。”栗亚波摘掉眼镜，揉了揉鼻梁两侧。
他的声音带着些许疲惫，但更多还是无奈。“我们试过重复磁化失效的样品，每次结果……就像是在抽签。”
“结果没有可重复性，是吧？”
常浩南知道负折射率材料的研制绝非一日之功，也不是自己前一阶段的工作重点，但每个月的例行报告他还是全都认真看过的。
“是啊……”栗亚波在电脑上打开了一个文件夹，里面是以样品编号命名的、密密麻麻的一大片数据文件。
鼠标滚轮滚动好几次都翻不到底。
“从接手这个项目以来，我总共做过九百多次有效测试，其中只有两次维持到了七天，当然最终还是失效了。”他叹了口气，“更麻烦的问题是，每次结束后的具体结果都不相同，上一次成功表现出负折射特性的样品，很可能到了下一次试验就转化失败，有时候想分析都无从下手。”
“把那些失败和相对稳定的样品，所有的透射电镜（TEM）表征结果调出来。”常浩南站起身，简单活动了一下身体，“对比一下这两类样品的区别。”
栗亚波迅速操作电脑，打开了几个成像文件。
常浩南凑上前来，想要看看微观结构的差异。
但其中大约一半图像都并不清晰，很难看出什么有价值的东西。
“成像效果确实不太理想。”栗亚波主动解释道，“其实那些最不稳定的样品，在做完原位折射率测量后，特性就基本已经没了，根本没机会做TEM……我们能做的，都是相对坚持久一点的。”
屏幕上快速闪过一张张高分辨TEM图像，显示着材料内部人工诱导出的、具有特定周期性的晶格结构。
常浩南飞速浏览，眉头紧锁。
图像分辨率虽高，但那些真正游离、未定域的原子或电子，在静态的TEM图像中如同隐形，无法捕捉到它们动态的缺陷或排列的瑕疵。
他想要观察的“缺陷”对比，在现有的表征结果里则几乎不存在。
“老师，您是不是有了新的思路？”
栗亚波敏锐地察觉到了常浩南那正在涌动的思绪。
“嗯……”常浩南点点头，“刚才在办公室的时候我说过，人工诱导周期性晶格的思路类似在沙滩上搭积木，一阵风就倒。”
栗亚波一脸认同：“确实如此，包括最开始从那台发动机上取下来的样本，也在大约二十天后彻底失去了特性。”
“那么。”常浩南的语气兴奋起来，“为什么我们不换一种思路？为什么不让材料自己组织起来？”
“自己组织？”
栗亚波疑惑地重复。
“对！”常浩南从旁边扯过一张纸，“利用光场本身！用特定波长、特定模式、足够强的相干光去‘驱动’材料中的原子或电子！不是我们人为地给它们设定晶格位置，而是让它们在光场的作用下，通过相互作用，自发地、集体地调整自己的状态，形成一个动态的、稳定的、与光场共振的超晶格！”
一边说着，一边还在纸上画出了几个光子激发的示意图：
“想想玻色-爱因斯坦凝聚！想想超流态！那都是粒子在低温下‘集体行动’的宏观量子现象！”
他的思路越来越清晰，语速也越来越快：
“能不能在特定的材料体系里，在光场的指挥下，诱导出某种类似的……光学超流态？让原子不再各自为战，而是作为一个整体，对光做出响应？这样形成的介质，理论上可以完全没有制造缺陷，是原始而纯净的！它的光学特性，可能远超我们现在的想象！”
这个想法大胆而充满颠覆性，让栗亚波一时间听得目瞪口呆。
好在他很快就回过神来，并意识到这个思路确实跳出了材料设计的传统框架，直指原子操控的核心！
但构建原子阵列的难度极大，至少目前还没有一种成功率很高的操作方式。
因此，不太可能直接验证常浩南猜想的可行性。
只有反过来。
“也就是说，我们现在要证明，样品的不稳定是源于原子层面的缺陷？”
“没错，正是关键！”常浩南对着屏幕上的模糊电镜图点了两下，“最好能直接看见那些更不稳定的样品里，原子排布更乱，缺陷更多，而相对稳定的则缺陷更少。只是现在的透射电镜结果，还无法满足这一点。”
TEM本来就无法表征游离态原子，并且成像结果也是投射在二维平面上的，很难满足如此苛刻且奇特的要求。
两人陷入了短暂的沉默。实验室里只有仪器低沉的嗡鸣。
“或许……原子探针层析技术（APT）？”常浩南突然开口，打破了寂静，“它能保留单个原子的成分和位置信息！亚波，你之前做过APT表征吗？”
至少最近几期报告里，他不记得有APT相关结果。
“只对早期的几批样品做过……APT成本太高，耗时长，而且它只给原子的三维位置和成分，没有晶格结构信息，对我们之前的研究帮助不大。”栗亚波挠了挠头，“好在数据还都存着。”
“快，调出来！”常浩南立刻下令，“和同一样品的透射电镜结果对比着看！”
数据被迅速调出，两个窗口并排显示：左边是APT输出的原子位置三维点云图，色彩斑斓代表不同元素；右边是同一样品区域的透射电镜图像。
两人屏息凝视，试图将两幅图景进行叠加。
然而，失望很快袭来。
APT的点云图在三维空间上存在明显的局部扭曲和拉伸，与透射电镜图像中显示的晶格结构无法严丝合缝地互洽。
“畸变太严重了，”栗亚波皱眉，“完全对不上……就算选择几个归零点勉强做一下拉伸，结果也会完全失去可靠性。”
房间里再次安静下来。
“要不……试试用算法校正APT数据……试着拟合一下？”
栗亚波满怀希冀地看向旁边的常浩南。
在他眼中，自家老板在算法领域的能力堪称一绝，曾经无数次化腐朽为神奇。
然而这一次，常浩南却摇了摇头：
“难……两种设备不同，样品制备工艺不同，测量顺序也不同……四维坐标系都不一样，事后校正就像隔山打牛，误差只会越纠越大……”
说到这里，他突然顿住。
很快，一个新的念头破茧而出！
“除非……”常浩南深吸一口气，“除非能把透射电镜和原子探针，集成到一台设备里……”
“啊？”
栗亚波也不是显微结构表征领域的专家，听见这个提议直接就是一个发懵。
“在透射电镜下完成高分辨结构成像后，原位，就在同一个样品、同一个位置、同一个坐标系下，直接进行原子探针层析。”常浩南在屏幕上比划着，“这样就能用TEM清晰的晶格图像作为地图，去校正APT三维重构的局部畸变，输出一个空间完美匹配的叠加结果！”
栗亚波已经习惯了这种知识流过大脑皮层的感觉，他很快忽略了自己不懂的细节部分，快速思考着技术路径的可行性：
“但工程上……”他面露难色，“咱们实验室现有的TEM和APT都是进口的……国产TEM刚起步，就那么几个型号，分辨率也不够顶尖，至于三维原子探针……国内根本还没有商品化型号，上哪去定制这样一台超级设备？”
显微结构表征领域的四大巨头有三个来自北美，一个来自日本。
因此，尽管瓦森纳协议早在十几年前就名存实亡，但华夏方面一直以来也只能拿到产品，却很难触及到核心技术，研究起步也相对较晚。
“设备不是问题！”常浩南斩钉截铁，“虽然负折射材料的研究本身是绝密，但这台设备其实没那么敏感……”