城大電子顯微鏡研究領先全球

文 : 鄭智友

電子顯微鏡廣受重視，因為它產生的影像比光學顯微鏡的清晰得多，並能提供微納米甚至原子尺度的測量及分析。

在醫學領域，它可用作觀察細胞和身體組織；在材料科學領域，可用作觀察微型結構和表面形態，對微電路及半導體業界非常有用；在食物科學領域，可檢查食物的顆粒及晶體，或分析食物的組合成分和結構。

既清晰又精準

電子顯微鏡能夠以極高解像度和高效能檢測各種現象，因此多個領域均用之於了解材料的特質。材料科學及工程學系講座教授陳福榮教授帶領的城大團隊於今年較早時公佈，率先研發先進技術，可自主設計及生產新一代電子顯微鏡。消息一出，即令各界興奮關注。

（左起）陳志豪教授、陳福榮教授、薛又峻博士。 陳教授同時兼任城大協理副校長（內地合作）、高時空分辨電子顯微鏡中心主任及深圳福田研究院院長，他指出城大團隊獲福田區政府支持，是唯一成功製造多個高端電子顯微鏡的大學研究團隊。

傳統的電子顯微鏡還未能解決有關輻射損害及靜態樣本圖像的問題，窒礙了小分子及電子束敏感材料研究。此外，現行電子顯微鏡的體積較大，難以應用於空間有限的環境，例如太空穿梭機、深海研究船及深地研究器。

為克服上述困難，城大團隊設計出可供桌面版電子顯微鏡使用的脈衝電子源和快速相機。在快速相機上加裝偏向器，令成像速度不再受制於成像輸出時間，這一概念在桌面電子顯微鏡系統上首次得到證實。此外，團隊設計的像差校正器更進一步提升成像的解像度。

愈微型愈好

城大團隊認為高端儀器微型化是工業發展無可避免的趨勢。傳統的電子顯微鏡只能在實驗室內使用，並且須經受訓練的人員操作，局限了使用範圍。為解決這些問題，須研發輕便易用的微型器件，以便在太空站等極端環境使用。

高時空分辨電子顯微鏡中心研究員薛又峻博士說：「器件微型化通常可令生產成本降低，且更方便使用。以電腦的發展為例，最初研發的電腦是供軍方用作破解密碼及為太空任務進行複雜計算，但隨着個人電腦的出現，社會對電腦的需求已遠高於超級電腦。對於手提電話和平板電腦等更小型的器件，市場需求只會與日俱增。」

為何城大在這個領域的研究如此成功？因為要設計及生產電子顯微鏡須進行跨學科研究，需要材料科學、機械工程、電機工程及應用物理的專家，而城大擁有這些領域的人才。

薛博士說：「在過去數十年，美國、歐洲及日本企業一直在市場營銷及知識產權的領域處於主導地位。不過，城大在電子顯微鏡的領域擁有資深的科學家，非常了解相關領域的發展趨勢，以及如何設計市場現時需要的器件。」

他補充說：「此外，團隊得到城大及政府支持，可克服各項科學及工程的難題。我們期望研發具備獨特功能的產品，開拓利基市場，與海外公司競爭。」