種莊稼不稀奇，但你聽(tīng)說(shuō)過(guò)“種水晶”嗎？

在天津理工大學(xué)功能晶體研究院，走進(jìn)吳以成院士領(lǐng)銜，與山東大學(xué)晶體材料研究所、中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心等單位共建的“晶體材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，五顏六色、泛著光澤的功能晶體尤為搶眼。支撐國(guó)家重大工程和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略材料，就在這里從原子級(jí)別開(kāi)始“生長(zhǎng)”，一寸一寸被“種”出來(lái)。

“這些爐子被我們戲稱(chēng)為‘煉丹爐’，現(xiàn)在里邊的溫度超過(guò)了2000攝氏度，溫度控制精度達(dá)到±0.1攝氏度。”副院長(zhǎng)徐永寬通過(guò)爐外設(shè)置的電子顯示屏，仔細(xì)觀察爐子底部一枚小小籽晶的緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)。他和團(tuán)隊(duì)成員每天都要巡檢好幾遍，盯溫度、看數(shù)據(jù)、查波動(dòng)，雖然晶體一天只能長(zhǎng)高5毫米，肉眼幾乎看不出明顯變化。

“光靠眼睛看不行，爐子里邊溫度高、完全封閉，就是一個(gè)看不見(jiàn)的‘黑匣子’。”徐永寬說(shuō)，他們給這個(gè)“黑匣子”裝上了“透視眼”——通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真復(fù)現(xiàn)晶體生長(zhǎng)全過(guò)程，讓物理機(jī)制變得“清晰可見(jiàn)”；構(gòu)建“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，將不可控的缺陷變得“精準(zhǔn)可控”。

“你看這個(gè)晶體，品質(zhì)還是不錯(cuò)的！”徐永寬指著實(shí)驗(yàn)臺(tái)上一根已經(jīng)出爐的翠綠的“大蘿卜”對(duì)記者說(shuō)，這種大尺寸的激光晶體，至少經(jīng)歷了兩個(gè)多月的生長(zhǎng)，主要用于大尺寸的疊片激光器、醫(yī)用手術(shù)器材以及國(guó)家重大工程中。”

不過(guò)，最讓徐永寬自豪的，還是團(tuán)隊(duì)開(kāi)展磷化銦和碳化硅等半導(dǎo)體晶體制備技術(shù)的攻關(guān)。

磷化銦晶體是高速光模塊的核心芯片襯底，直接決定了AI（人工智能）數(shù)據(jù)中心和5G/6G通信的傳輸速率；碳化硅晶體則是光波導(dǎo)用AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）眼鏡和AI芯片先進(jìn)封裝的關(guān)鍵材料。

“雖然這兩種晶體材料已實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用，但目前生產(chǎn)效率和成品率都不高，生產(chǎn)成本居高不下，難以滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求。”徐永寬說(shuō)，經(jīng)過(guò)幾年攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種全新的晶體生長(zhǎng)方法，可以使磷化銦的成品率從當(dāng)前行業(yè)的10%提高到50%以上。

在多項(xiàng)國(guó)家、天津市科研基金以及產(chǎn)學(xué)研資金的資助下，團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體單晶材料領(lǐng)域取得了階段性的核心突破，已完成大尺寸光學(xué)級(jí)碳化硅單晶和新型VB法（坩堝下降法）磷化銦單晶實(shí)驗(yàn)室小試研發(fā)，即將在學(xué)校與濱海高新區(qū)共建的“功能晶體材料成果產(chǎn)業(yè)化基地”落地轉(zhuǎn)化。

從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)前沿，天津理工大學(xué)的科技創(chuàng)新布局，遠(yuǎn)不止于此。

在天津理工大學(xué)海洋能源學(xué)院的一處走廊上，擺放著該學(xué)院學(xué)生制作的海上綜合能源島模型。“島”上，有能在海上捕風(fēng)發(fā)電的“大風(fēng)車(chē)”、可捕捉波浪能的發(fā)電裝備、隨浪擺動(dòng)的海上光伏板，以及智能調(diào)控的系泊調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

“這是學(xué)生們創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的成果，也是學(xué)校以科技創(chuàng)新培育海洋新質(zhì)生產(chǎn)力的縮影。”海洋能源學(xué)院黨委書(shū)記姚燁介紹，學(xué)校正牽頭組織天津、海南、深圳等多地海上綜合能源島規(guī)劃研究及示范項(xiàng)目，推動(dòng)從理論研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)向工程示范和產(chǎn)業(yè)延伸，將于“十五五”期間把技術(shù)路線(xiàn)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

海洋能源學(xué)院院長(zhǎng)高喜峰介紹，海上綜合能源島集風(fēng)電、光伏、波浪能、潮流能于一體，可實(shí)現(xiàn)全天候綠色電力生產(chǎn)；通過(guò)多能智慧微網(wǎng)和氫氨醇油轉(zhuǎn)化技術(shù)，將綠電轉(zhuǎn)化為零碳燃料，可作為遠(yuǎn)洋航運(yùn)的燃料補(bǔ)給站；同時(shí)深度融合智能算力中心，疊加漁、牧、旅多類(lèi)型產(chǎn)業(yè)生態(tài)，形成“能源—數(shù)據(jù)—綠電化工—交通”全產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。

創(chuàng)新不止，奮斗報(bào)國(guó)。近年來(lái)，天津理工大學(xué)聚焦人才培養(yǎng)與科技成果轉(zhuǎn)化，將現(xiàn)代科技與思政育人深度融合，實(shí)現(xiàn)了從知識(shí)傳授到價(jià)值塑造的跨越。校長(zhǎng)陳勝勇表示，學(xué)校將持續(xù)深化“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新，讓科研攻關(guān)與立德樹(shù)人同頻共振，培養(yǎng)更多新時(shí)代跨學(xué)科復(fù)合型人才。