在微纳米世界里，一根头发丝的直径约有8万纳米。而在这个肉眼难以窥见的尺度下，香港大学机械工程系的陆洋教授带领他的团队，正在书写着一个又一个突破性的科研故事。

作为香港大学机械工程系的讲座教授和工学院副院长，陆洋教授正专注地指导学生们观察着电子显微镜下的实验现象。

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以微纳力学为核心的科研之路

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作为微纳力学领域的领军人物之一，陆洋教授的研究始终围绕着一个核心主题：探索固体材料在微观尺度下的力学特性及其应用潜力。在他看来，微纳力学就像是打开材料世界的钥匙，通过它可以揭示晶体材料在微观尺度下的独特性质。

观察陆洋教授的研究轨迹，可以清晰地看到两条主线：一是以金刚石为代表宽禁带半导体的弹性应变工程，二是以无机钙钛矿为例的塑性无机半导体变形机理探索。这两个方向虽各具特色，却都指向同一个目标——推动下一代半导体器件和先进制造技术的发展。

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突破性的金刚石研究

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在金刚石研究领域，陆洋教授的团队取得了令人瞩目的成就。2018年他们首次报道了在纳米尺度下金刚石可具有不同寻常的高弹性。其后，通过开发独特的微加工技术，他们在块体单晶金刚石上制备出了特殊的微阵列结构，并成功实现了对金刚石接近10%的超大均匀弹性拉伸变形（发表于2021年元旦）。这一系列突破性成果不仅颠覆了人们对金刚石"虽硬但脆"的传统认知，也为通过应变工程将金刚石变成“终极半导体”开辟了一条新的道路。

金刚石器件阵列拉伸示意图

"金刚石的弹性特性为我们开启了一扇新的大门，"陆洋教授解释道，"通过深度弹性应变工程，我们可以精确调控金刚石的能带结构，这为其在微电子和光电子领域的应用创造了新的可能。"

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开创性的无机塑性半导体探索

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在另一个研究方向上，陆洋教授的团队在无机钙钛矿塑性变形研究中取得了突破性进展。他们发现，当材料尺寸降至微纳米级别时，原本脆性的无机钙钛矿材料会表现出显著的塑性变形能力。这一发现不仅具有重要的理论意义，更为开发新型可变形光电设备提供了全新思路。

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创新实验方法的开发

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在研究过程中，陆洋教授团队不断在探索和开发新型的微纳力学实验方法，例如近期他们针对低维材料开发的"推-剪"应变测量策略引起了学术界的广泛关注。这种新型实验方法首次实现了对单层二维材料平面剪切变形的原位观测，为研究纳米材料的力学性能提供了新的有力工具。

"实时观察材料的变形过程对于理解其失稳机制至关重要，"一位团队成员这样评价这项技术的重要性。这种创新的实验方法不仅解决了长期困扰研究人员的技术难题，也为相关领域的研究开创了新的范式。

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跨学科合作的典范

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陆洋教授的研究工作展现了跨学科合作的重要价值。与香港理工大学的合作中，研究团队成功开发出了具有独特性能的透明玻璃微点阵力学超材料。这种新型材料不仅密度极低，仅为0.198 g/cm³，还能承受自身数千倍的载荷，展现出优异的力学性能，类似的通过超材料的方式 陆教授期待能将微纳尺度下半导体的独特弹塑性变形特点拓展到宏观的结构与器件中。

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从实验室到应用领域

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陆洋教授的研究工作正在从基础研究向实际应用转化。他们在金刚石应变工程方面的研究成果已经开始在微电子和光电子器件中找到应用方向，而无机钙钛矿的研究则为新一代柔性电子设备的发展铺平了道路。

作为教育工作者，陆洋教授同样重视人才培养。在他的指导下，许多学生已经成长为该领域的独立研究者，为微纳科技的发展注入了新的力量。

在谈到香港大学纳米力学实验室的平台成长时，陆洋教授深有感触：“（实验室）能有今天的初步成功，除了技术上的突破，离不开团队的精进管理。我们推行的这套‘精进管理’，其内核就是以人才为本，不断改进、改进，再改进。金刚石半导体微纳米制造研发是一个不断试错和改进的过程，管理上我倡导每一个博士生，每一位在站博士后都是独当一面的主人公，同时又是能协同共进的集体，人人都有发现问题和解决问题的权力，也都能尽情发表自己的观点，每一个人都能畅所欲言，不畏惧失败，才能思维开阔，大家一起合作才能心情舒畅…这样才能最大程度地调动大家积极创新的热情，有利于打破常规实现技术上的突破。”

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探索永无止境

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展望未来，陆洋教授及其团队正在向着新的研究方向迈进。他们正在探索二维半导体材料及其多级结构在弹性应变下的力学行为，同时也在积极寻求将现有金刚石半导体研究成果转化为实际应用的途径。

夕阳西下，实验室里的灯光依然明亮。在这个微观的世界里，陆洋教授和他的团队仍在孜孜不倦地工作着，继续书写着科技创新的新篇章。

北京时间2024年4月26日晚八点，iCANX Talks 第183期，香港大学Yang Lu教授为我们带来了《Deep Strain Engineering of Diamond for Semiconductor and Optoelectronics Applications 金刚石深度应变工程及其半导体和光电应用》的主题分享，扫码可查看回放。

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