新闻及香港科大故事
2024

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港科大研究团队开发了一种用于III-V与硅高效结合的崭新集成技术 有助革新数据通信
香港科技大学的研究人员开发了一种新的集成技术,用于将III-V族化合物半导体器件与硅高效集成,为低成本、大容量、高速和高吞吐量的光子集成提供了基础,有助改革数据通信的发展。
有別於使用电子的传统集成电路或微芯片,光子集成电路使用光子或光粒子。光子集成结合了光和电子学以加速数据传输。當中,硅光子学(Si-photonics)处于这场革命的最前沿,它能够创建同时处理大量数据的高速、低成本连接。
虽然硅能够实现无源光学功能,但它难以实现有源功能,例如,生成光(激光器)或检测光(光电探测器)——两者都是关键的数据生成与读出组件。因此,需要将III-V族半导体(使用来自周期表第III族和第V族的材料)集成到硅衬底上,以实现完整的功能并提高效率。
然而,尽管III-V族半导体能够很好地完成有源功能,但它们无法自然地与硅结合。在新兴跨学科领域学部研究助理教授薛莹和研究教授刘纪美的带领下,研究团队找到了一种能够让III-V族器件与硅高效结合的方法,从而解决了这项挑战。
他们开发了一种名为横向纵横比捕获(LART)的技术,这是一种新颖的选择性直接外延法,可以在绝缘体上硅(SOI)上,横向选择性生长III-V族材料,而无需厚缓冲层。
尽管根据现有文献,尚无任何集成方法能够以高耦合效率和高产量方式来解决III-V族有源功能与硅无源功能结合这一挑战,但团队的LART方法有效地实现了面内III-V族激光器,从而使III-V族激光器与硅可以在同一平面内耦合,因而高效。
薛莹教授指出:“我们的方案解决了III-V族器件与硅的失配问题。该方案实现了III-V族器件的优异性能,让III-V族与硅的耦合变得简单高效。”
过去几十年,在大数据、云应用和传感器等新兴技术的推动下,数据流量呈指数级增长。集成电路(IC,也称为微电子)技术通过缩小电子器件的尺寸并提高其运行速度,实现了符合摩尔定律(Moore’s Law)的指数级增长——微芯片上的晶体管数量大约每两年翻倍。然而,数据流量的持续爆炸性增长,已将传统电子器件推到了极限。

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科大刘纪美教授获选美国国家工程院院士
香港科技大学(科大)电子及计算机工程系荣休教授兼新兴跨学科领域学部研究教授刘纪美,获选为美国国家工程院院士。 据美国国家工程院指出,此乃工程学的最高专业荣誉之一。
刘纪美教授凭籍她于「III-V半导体器件在矽组件上的应用,对光子学及电子学所作出的贡献」,当选为美国国家工程院院士。 她是今届新增114位院士和21位国际院士中唯一当选的香港学者。 刘教授在其研究生涯中屡创突破,是少数于电子及光电技术领域享负盛名的学者。 她是次当选院士,不但成为少数香港土生土长的院士之一,亦证明了她在科大所领导的世界级研究,备受世界各地同侪赞誉。
美国国家工程院颁发院士,用以表扬「对工程学的研究、实践或教育 - 包括对工程学著作有重要贡献」,以及「开创新科技,推动工程学的传统范畴作重大改进,或发展/实践革新工程学教育」的专家。
刘教授表示:「我非常荣幸能当选美国国家工程院院士。 此崇高的殊荣不仅肯定了我在半导体材料及元件方面的贡献,亦为我科大的研究团队,开启更多与卓越的工程界领袖交流与联系的机会,让我们能共同突破创新的界限,为这个领域带来深远影响。科大一直以来于鼓励学者研究不遗余力,让我过去廿载所取得的成果得到认同。我亦非常欣慰很多当年的学生与研究员,今天在不同的大学、研究院和业界继续实践使命,体现薪火相传的精神。 」
校长叶玉如教授对消息感到欣喜:「我们衷心祝贺刘教授当选美国国家工程院院士,这项殊荣印证了她在光子学和电子学领域的卓越贡献,以及她为研究和创新所付出的不懈努力。 作为这些领域的先驱,刘教授一直致力开拓突破性的研究,让科大引以为傲,我们希望她的杰出成就能启发香港的年轻一代投身科学及工程领域,追求创新。 」
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科大团队研发AI模型 能协助减少全球农田氨气排放达38%
由香港科技大学(科大)领导的一支国际研究团队,以人工智能技术(AI)研发出一个机器学习模型,能有效促进全球农田的氨减排。该研究发现,目前农田所排放的氨气量( ammonia ) ( NH3 )不但较预期为低,更发现采用优化的施肥管理能降低农田氨排放总量达38%,有助全球各地制定合适的减氨策略,并为落实联合国「永续发展目标」当中有关确保粮食安全、消除饥饿,以及促进永续农业的目标带来新希望。
多种农业及工业过程所释放的氨,会污染空气和水质,影响生态环境及人类健康。虽然氨并非温室气体,但进入土壤或大气后,会形成一氧化二氮等化合物,成为强效温室气体,引致气候变化。
三大主要农作物包括水稻、小麦和玉米皆释放的氨气,已占全球农田氨排放总量的一半。随着人口及粮食需求的持续增长,实现农田氨减排成为了全球可持续发展亟待解决的难题之一。然而,现时全球欠缺准确的数据统计,各国很难实施适合本国具体情况的有效减排策略。
有见及此,科大理学院数学系兼跨学科学院环境及可持续发展学部讲座教授冯志雄教授,联同南方科技大学(南科大)郑一教授,领导研究团队收集并分析全球不同地区於1985年至2022年间的田间观测数据,并制成数据库。
团队利用AI及相关数据,研发出一个能预测农田氨排放率的机器学习模型,并分析气候、土壤特质、农作物种类,以及灌溉、施肥及耕作等人为管理因素对氨排放的影响。该模型更能按不同地区的情况,建议最合适的施肥管理方针。例如,研究发现,由於温度最影响亚洲地区小麦种植产生的氨排放率,面对全球暖化带来的影响,76%位于亚洲的小麦田,可透过施用高效肥(enhanced-efficiency fertilizers )去降低氨排放量。

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科大积极推动学生艺术文化教育 邀多位知名书法家到校泼墨挥毫迎金龙
辰龙新春将至,为弘扬中国传统文化,香港科技大学(科大)今日邀请近20位知名中国书法家,齐聚校园的逸夫演艺中心泼墨挥毫,与百多名科大师生一同提前贺新岁。是次「金龙迎春快闪活动」由科大、中央广播电视总台原创品牌「总台文创」与中国书法大厦联合举办,属香港篇的重要节目之一。
策划并促成本次活动在科大校园举行的科大副校长(大学拓展)汪扬教授致开幕辞时表示:「不同文化的交流和传播,推动了世界文化的发展。香港作为中西文化的交融地,科大有责任推动传统文化的传承和创新,透过不同形式的活动与课程,让学生亲身体会人文艺术的魅力。」
书法会友墨沁人心,书法家现场题字为活动揭幕。活动中,学生们不仅欣赏到书法家们精湛的书法技艺,还与书法家进行了面对面的交流请教笔法技巧、探讨艺术创作的灵感来源,共同感受书法艺术世界的美。
此次活动的举办地逸夫演艺中心,是科大展现人文与创意发展、艺术文化的地标。一直以来,科大都十分重视学生在人文艺术领域的发展,鼓励学生修读与艺术相关的课程、积极参与各类艺术活动,旨在提升学生的艺术修养之余,亦有望促进艺术与科技的互补作用。

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科大校长叶玉如出席2024「冬季达沃斯」:「我们不仅追求更长寿 ,亦应增添有生命力的岁月」
香港科技大学(科大)校长叶玉如教授早前出席瑞士达沃斯-克洛斯特斯举办的世界经济论坛年会,与不同国家及地区的代表会面,深入探讨全球重大议题。 叶教授在多场热烈的讨论中,就健康老龄化、气候变化对全球带来的挑战,以及大学于推动可持续发展和人工智能在研究与教育中的角色,分享其精辟见解。
今年世界经济论坛年会的主题为「重建信任」,云集全球逾125个国家和地区的3,000多名来自政商界的代表及社会贤达,当中包括七国集团、二十国集团及其他国际组织的成员,藉以重建互信基础、促进全球合作,以及携手应对当前严峻而复杂的挑战,包括气候变迁、经济发展和人工智能等迫切议题。
作为香港高教界唯一获邀出席活动的大学校长,叶教授参与了多场重要的交流活动,当中包括关注人口变化,探索人类长寿之路的专题研讨会,与来自包括欧洲联盟委员会、宏利金融和美世等跨国企业和国际组织的代表交流。 她指出,随着年龄增长,维持大脑健康及生活品质,至为重要。
叶教授认为:「我们不仅追求更长寿,亦应增添有生命力的岁月。 在延龄增寿之余,更重要的是保持思维清晰、充满活力,并能为社会作出有意义的贡献。 」科技的进步大大改善了人类的健康,然而,长者仍面临不少疾病风险。 例如有研究显示,全球阿尔茨海默症(AD)患者的人数至2050年或将超越一亿。
有见及此,叶教授提倡推动「全民脑健康」(brain health for all)。 她呼吁公营及私人机构投放更多资源于大脑研究,了解构成大脑老化背后复杂的机制,从而降低长者患神经退化疾病的风险。 作为一名高教界领袖,叶教授亦强调大学应鼓励终身学习,引入弹性和灵活的课程,协助有志工作的退休人士重返职场。
叶教授是全球知名的神经科学家,她在AD预测、诊断和治疗领域取得卓越成就,广受国际认同。 其中,她的研究团队成功研发了一个简单而可靠的血液检测方法,能及早筛查并识别AD患者,为应对这项全球重大健康挑战贡献良多。