香港大學工程學院機械工程系陸洋教授與北京科技大學新材料技術研究院李成明教授共同領導的研究團隊，成功研製出直徑達5英吋、厚度僅3毫米的超硬鑽石（金剛石）晶圓。該晶圓的維氏硬度高達208.3 GPa，是常規金剛石硬度的2倍，被視為突破半導體材料技術瓶頸的重要成果。
採用團隊新研發的「微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）」技術製作的大尺寸鑽石（金剛石）晶圓
鑽石雖被視為「終極形態」的半導體材料，但其導熱和耐輻射性能遠超硅與碳化硅等傳統材料。然而，傳統高溫高壓（HPHT）和化學氣相沉積（CVD）技術一直難以兼顧大尺寸與高硬度。
為克服此限制，團隊創新採用「微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）」技術，並配合高頻循環脈衝氮摻雜工藝，在金剛石生長過程中構建動態非平衡環境，成功實現了英寸級超硬晶圓的量產關鍵突破。此技術透過在等離子體中以高頻方式交替加入氮源，使等離子體活性基團的組成和生長溫度在極短時間內持續波動，打破了傳統穩定生長模式的限制。這種動態調控機制不僅強化了表面重構與缺陷過程，還有效促進了特殊微觀結構的形成。
測試結果顯示，該晶圓的耐磨性達普通多晶金剛石的7倍，並能在單晶金剛石表面留下清晰劃痕。透過高倍電子顯微鏡分析，團隊發現晶圓內部形成了密度高達 4.3×10¹² cm⁻² 的三維互鎖堆垛層錯網絡結構，有效抑制了位錯運動。此外，相關的摻氮生長技術亦適用於複雜三維結構表面，可直接運用於刀具與機械元件上。
領導研究的陸洋教授表示：「這項大尺寸超硬鑽石晶圓的突破，將為金剛石在極端環境探測、先進製造業及半導體熱管理等領域的應用打開新局面。我們期待新技術為第三及四代半導體材料發展注入強心針。」
這項研究成果已發表於國際頂尖學術期刊《自然—通訊》（Nature Communications），文章標題為「Inch-scale Ultrahard Diamond Wafer with 200 GPa Hardness via High-Frequency Pulsed Local Non-Equilibrium Growth」。
針對目前鋰電池的火災安全隱患，以及鉛酸電池體積大、功率低等缺點，香港城市大學的科研團隊早前獲第二批「產學研 1+計劃」撥款資助，致力研發新一代水系鋅基電池系統。此項技術具備高安全、高功率、低成本及更環保等優勢，目標於三年內建立年產能達1吉瓦時（GWh）的生產線。科研成果不僅能解決大規模能源儲存挑戰，更可為未來的數據中心提供理想備用電源，提升香港及全球人工智能基礎設施的用電安全。
大鋅能源的產品。
應對現有電池系統的安全與效率挑戰
隨著全球邁向碳中和與可再生能源發展，電池技術已成為建設可持續能源基礎設施的重要一環。目前，鋰電池系統雖因高能量密度而主導市場，卻存在短路或過熱等嚴重安全風險。同時，接近九成「不間斷電源（UPS）」備用系統中的電池仍採用「鉛酸電池」，其固有的低功率密度，必須額外配置大量電池單元以滿足瞬時功率需求，這不僅增加了系統總成本與維護複雜性，也限制了系統靈活度。
為回應業界對安全及可持續儲能方案的迫切需求，在2020年，長年帶領研究團隊研發水系電解質電池的時任城大材料科學及工程學系支春義教授，於電池安全性與效能提升方面取得重大突破，並與團隊的唐子傑博士共同創立「大鋅能源（Amazinc Energy Limited）」，以水系鋅基電池為核心產品。
大鋅能源的產品。
以水為基礎的環保創新技術
水系鋅電池以鋅金屬為主要電極材料，並以水作為電解液，徹底消除鋰離子電池的火災與爆炸風險。鋅資源豐富、可回收且無毒，相比鋰電池，能令整個製造與回收過程更為環保、成本更低。
為進一步提升其性能與應用價值，團隊將從三方面著手：
- 優化鋅負極材料的結構與表面處理，抑制鋅枝晶的形成以延長電池壽命；
- 在正極材料表面塗抹穩定保護層，以提高電極的抗溶解能力和循環穩定性；
- 研發兩層結構的複合隔膜，進一步提升電池的安全性和性能。
團隊在電芯開發過程中，亦將提升一系列關鍵製造技術，包括精確控制拉漿、碾壓塗敷、極片裁切、極片電焊、極片卷繞和真空注液等過程，從而提升電池的一致性、機械強度、能量密度和迴圈壽命。此外，團隊將會開發三大適用於鋅基電池的嶄新系統，包括電池管理系統（BMS）、電源控制系統（PCS）和高效散熱系統，以即時監測電池狀態，確保系統運行穩定、防止過熱及提升整體可靠程度。
大鋅能源聯合創辦人唐子傑博士於去年五月城大「HK Tech 300 Expo」創新創業博覽上，介紹其公司的科研成果和產品。
擴大產能與產業化發展
為加速科研成果商業化，大鋅能源參與城大的旗艦創新創業計劃 HK Tech 300，成為計劃的天使投資初創之一。而研究團隊孵化的項目——「基於本徵安全水系電池的規模儲能和備用電源開發及應用」，亦已獲得香港特別行政區政府第二批「產學研 1+計劃」（RAISe+ Scheme）資助，在校由城大材料科學及工程學系張其春教授帶領。
大鋅能源在內地設有自動化生產設施，提供可應用於備用電源的鋅電池試點生產和測試服務。公司目前亦正逐步融入華塑科技產業體系，聯合成立華鋅能源。華塑科技為國內領先的電池安全管理（BMS）及數據中心基礎設施解決方案供應商，結合其在電池安全管理（BMS）、數據中心後備電源、儲能系統及市場渠道等方面的資源優勢，加快推進鋅基電池在數據中心 UPS、儲能、綠色能源等市場的商業化應用，推動科研成果邁向更大規模、更高層次的產業化發展。
大鋅能源聯合創辦人唐子傑博士於去年五月城大「HK Tech 300 Expo」創新創業博覽上，介紹其公司的科研成果和產品。
大鋅能源聯合創辦人唐子傑博士表示：「團隊的目標是研發兼具安全與高效的新一代電池技術。水系鋅電池系統消除了火災風險、降低了成本，並能在大規模儲能及備用電源應用中安全可靠地運行。在『產學研 1+計劃』支持下，期望進一步結合香港作為國際金融中心及數字樞紐的優勢，推動相關技術率先服務本地數據中心、金融機構、醫療系統及高端商業設施對高可靠備電系統的需求，並以香港作為技術展示、標準對接及海外市場拓展的平台，加快科研成果走向國際市場。」
