香港大學地球與行星科學系研究團隊將參與國家行星探測工程天問三號任務。根據國家航天局近日發布的遴選結果，由該系牽頭研製的「火星地物高光譜成像儀」，獲選搭載於天問三號任務的軌道器上，將承擔探尋火星生命痕跡、含水礦物及資源普查等關鍵探測任務。
港大地球與行星科學系研究團隊將參與國家行星探測工程天問三號任務。港大圖片
天問三號是國家首個火星採樣返回任務，計劃於2028年發射，並於2031年實施採樣返回。此次任務旨在解答「生命是否為地球所獨有」及「生命的生化機制是否具普適性」等重大科學問題。
港大科研實力獲國家肯定
港大校長張翔教授表示，港大很榮幸能參與天問三號行星探測任務。他認為，此次港大研究項目獲選為載荷，不僅是對港大在行星科學與深空探測領域卓越科研實力的高度肯定，更是港大為國家加快建設「航天強國」貢獻力量的重要體現。他承諾，港大將繼續深耕前沿研究，拓展人類對科學的認知疆界。
火星地物高光譜成像儀的主要任務，是針對生命痕跡、含水礦物及資源分佈等目標進行探測。港大圖片
儀器承擔三大關鍵任務
此項目由港大地球與行星科學系李一良教授領導，主要合作機構包括浙江大學和中國科學院長春光學精密機械與物理研究所。據介紹，火星地物高光譜成像儀將主要承擔以下三項任務：
1. 監測沙塵暴的潛在生成與演化，從而引導著陸器安全降落在最具科學價值的地點。
2. 從軌道上為候選著陸區繪製詳細的高空間分辨率礦物分佈圖，以支持天問三號的最終著陸選址工作。
3. 在採樣返回任務結束後，繼續保留在軌道上，對火星低緯度地區進行至少五年的持續研究。
港大地球及行星科學系李一良教授。港大圖片
李一良教授表示，這項任務代表了香港科研力量對國家深空探測戰略的重要貢獻。他解釋，通過高光譜成像技術，團隊將在火星上直接搜尋生命痕跡與含水礦物，這對於理解生命在宇宙中的分佈具有根本性意義。李教授一直擔任天問三號著陸區遴選團隊和科學任務團隊的核心成員。
推動跨學科合作與產業發展
李教授補充指，此次獲選不僅彰顯港大在地球與行星科學領域的國際競爭力，更有助於推動香港在科學、技術與工程領域的跨學科合作，培育本地航天產業人才。該項目與兩項戰略發展目標高度契合：一是港大在針對小行星、火星和木星等太陽系天體的宇宙化學與天體生物學研究能力不斷擴展；二是香港特區政府利用本地區優越地理位置，致力培育本地航空航天產業的戰略舉措。他形容，這是一個具有變革意義的機遇。
香港大學工程學院研究團隊近日取得一項重要科研突破。他們成功透過機械拉伸技術，令氮化鎵材料的發光顏色實現從「紫外光到藍光」的動態調控。這項技術為未來的先進功率電晶體、光電元件、射頻元件以及微型發光二極管顯示器，提供了全新的半導體材料調控方案。
圖示氮化鎵塊體微加工製成單晶微橋。左上為加工前塊體材料；右上為微橋樣品；下圖呈現拉伸測試過程，顯示樣本斷裂前可達6.8%超大彈性應變。港大圖片
實現高達6.8%彈性形變
研究由機械工程系陸洋教授領導，團隊利用微納加工技術，將單晶氮化鎵材料製成微小的橋狀結構。透過精密機械拉伸，使材料產生高達6.8%的彈性形變，其抗拉強度達到約11 GPa。這展現了尺寸效應帶來的非凡彈性變形能力，為深度應變工程開拓了新的發展空間。
圖示氮化鎵塊體微加工製成單晶微橋。左上為加工前塊體材料；右上為微橋樣品；下圖呈現拉伸測試過程，顯示樣本斷裂前可達6.8%超大彈性應變。港大圖片
發光波長從紫外偏移至可見光
這種物理拉伸不僅沒有損壞材料，反而成功將氮化鎵的發光顏色從原本不可見的紫外光，逐步轉變為肉眼可見的藍色光。在原位力學拉伸結合陰極射線發光系統的實驗中，研究人員實時監測應變過程中的光學特性變化。當拉伸程度達到3.9%時，發光顏色已實現明顯轉變，氮化鎵的帶隙從3.41 eV連續紅移至3.08 eV，發光波長相應從紫外光區進入可見光區。在最大應變條件下，帶隙可進一步降至2.96 eV，波長從約365 nm偏移至420 nm。
應變固定氮化鎵微機械器件應用展示。右上CL光譜測試顯示，當器件鎖定於約3%拉伸應變時，發光帶隙由3.42 eV顯著紅移至3.34 eV。港大圖片
具可逆性與「鎖定」結構設計
氮化鎵是2014年諾貝爾物理學獎藍光LED的核心材料，過去科學家需要透過添加不同化學元素來調節發光顏色。而這次港大的研究展示了一種純物理的調控方法，其獨特之處在於「可逆性」——當撤去拉伸力時，材料會恢復原狀，發光顏色也隨之回到原本的紫外光。這種發光特性隨應變狀態完全可逆的動態調控方式，有別於傳統需要改變材料化學成分的方法。
研究團隊還設計了一種微型機械結構，能夠將拉伸狀態「鎖定」。透過鎖定約3%的拉伸應變，該元件成功實現了發光波長從363nm到371nm的穩定紅移，在不需要持續外力的情況下保持此應變發光狀態，這項設計讓技術更具實際應用價值。未來，這項技術有望應用於微型顯示器、智能照明，甚至生物感測等領域。
這項研究成果已發表於國際頂級物理學期刊《物理評論X》，文章標題為「Deep Elastic Strain Engineering of Free-Standing GaN Microbridge」。
- 核心技術：透過機械拉伸實現氮化鎵材料發光顏色從紫外光到藍光的動態調控。
- 關鍵數據：拉伸產生高達6.8%的彈性形變；抗拉強度約11 GPa；帶隙可從3.41 eV降至2.96 eV。
- 技術特點：調控過程完全可逆；設計了可「鎖定」拉伸狀態的微型機械結構。
- 應用前景：為先進功率電晶體、光電元件、微型LED顯示器、智能照明及生物感測等領域提供新方案。
