对话：Yasuhiro Sugawara 教授

首先，能否请您谈谈作为研究者的学术历程？

我的学术起点是博士阶段的超声技术研究，具体聚焦于声学显微镜领域。这一阶段的系统学习让我深入掌握了超声技术与高频系统的核心原理。此后，我与 Seizo Morita 博士合作开展原子力显微镜 (AFM)研究。当时，扫描隧道显微镜（STM）已能实现原子级观测，而AFM仍仅是能捕捉表面形貌的初级设备，尚未突破原子成像的瓶颈。但我们敏锐意识到其潜力，随即投入AFM的技术攻关。

约1989年，我萌生了研发超高真空AFM以获取原子图像的构想。为实现这一目标，亟需在超高真空环境中高灵敏度测量悬臂位移，由此我们开发了光学干涉测量技术。历经五年研发，我们成功基于光纤实现了位移测量技术，且该技术可在低温环境下稳定工作，为AFM在低温领域的应用奠定了基础。

1995年，我们的努力终获突破——成功获取原子图像。同年，Franz J. Giessibl教授在《科学》杂志发表硅7×7结构的原子成像研究，我也在同一期刊发表了含缺陷铱磷材料的原子成像成果。

您长期深耕这一研究领域。能否请您谈谈，如今您的核心研究方向已转向何处？

当前我的研究聚焦两大方向：其一为固体内部界面特性的研究，其二为基于偶极-偶极相互作用检测的光诱导力显微镜技术。具体而言，光诱导力显微镜通过材料在光场激发下产生的偶极与金属针尖在光场中诱导的偶极之间的相互作用力，实现对材料光学特性的高空间分辨率观测。近期，我们已在分子尺度上实现了0.6纳米的空间分辨率，刷新了光学显微镜领域的世界纪录。

我始终认为，AFM的功能拓展固然重要，但更重要的是开发超越其传统能力的革新性技术。因此，我将“光与AFM的融合技术”视为下一代科学研究的关键方向，并为此持续投入。 

您始终关注面向未来的技术突破。当一项新突破取得良好成果时，您觉得最令人兴奋或有趣的地方是什么？

作为研究者，能够率先发现前人未曾触及的科学现象，是职业生涯中最纯粹的乐趣。而我的终极目标，正是推动这样的原创性科学突破。

延续上一个问题，在您看来，如今的科学突破更多是由“好的想法”驱动，还是由“精良的仪器”驱动？

我认为三者缺一不可——技术、科学与知识。理想状态下，三者应深度融合。我的研究路径通常是：先系统学习并发展科学理论，再思考如何与技术、知识结合。尽管单纯聚焦技术可能缺乏趣味性，但我必须强调其重要性——在我的实验室中，我们常需自主研发专用设备，尤其是当市售仪器无法满足特定需求时。

苏黎世仪器公司的产品对您的研究有哪些具体贡献？

在开发新实验装置时，苏黎世仪器的产品与LabOne软件极大简化了实现过程。LabOne软件持续迭代优化，性能始终保持顶尖水平，这是我们研究的重要助力。例如，电路开发通常需要数月时间，尤其当系统需要单边带解调功能时。而借助苏黎世仪器 HF2LI 锁相放大器的 HF2LI MOD 选件，我们可轻松获取无杂散噪声的单边带信号，大幅缩短开发周期。

此外，光诱导力显微镜的核心挑战之一是将光学效应精准施加于悬臂。为此，需要对光进行高频调制。苏黎世仪器的UHFLI锁相放大器覆盖直流至600 MHz的宽频范围，完美满足这一需求。

值得注意的是，光调制会在悬臂上产生热效应，导致微小功率干扰。为消除这一干扰，需将调制频率大幅提升。此时，UHF锁相放大器的 AM/FM 调制选件便发挥了关键作用——它使我们能够在高频段实现稳定的单边带调制，最终达成实验目标。

年轻学者如今进入这一领域可能面临诸多挑战，作为资深研究者，您对他们有何建议或鼓励？

我长期深耕一些“冷门”领域，因此获取研究资源的过程充满挑战。年轻学者可能会因短期成果的诱惑，放弃对长期课题的坚持，转向更易出成果的方向。但我希望他们能记住：科学突破往往源于长期积累。

以我当前研究的光诱导显微镜为例，这一方向我已深耕约25年，直至近年才逐渐被学界认可。在此期间，许多人曾断言“不可能实现”。因此，我建议年轻学者在开展研究时，始终保留1-2个长期目标——这些目标或许短期内难以产出成果，但终将在时间的沉淀中绽放价值。