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突破性方法將“頑固”金屬轉(zhuǎn)化為薄膜

稿件來源:科技日報 張佳欣 責任編輯:ICAC 發(fā)布時間:2023-05-25

 

研究人員開發(fā)出一種突破性的方法來制造高質(zhì)量的金屬氧化物薄膜。圖片來源:明尼蘇達大學 

  美國明尼蘇達大學雙城分校領(lǐng)導的一個團隊開發(fā)出了一種首創(chuàng)的突破性方法,可以更容易地用“頑固”金屬制造高質(zhì)量的金屬氧化物薄膜。這項研究為科學家開發(fā)用于量子計算、微電子、傳感器和能源催化的下一代新材料鋪平了道路。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《自然-納米技術(shù)》雜志上。 

  “頑固”金屬氧化物,如基于釕或銥的氧化物,在量子信息科學和電子學的許多應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而,由于使用高真空工藝氧化金屬存在困難,因此將它們轉(zhuǎn)化為薄膜一直是個挑戰(zhàn)。

  在試圖使用傳統(tǒng)的分子束外延技術(shù)合成金屬氧化物時,研究人員偶然發(fā)現(xiàn),分子束外延是一種低能量技術(shù),可在超高真空室中產(chǎn)生單層材料。他們引入了一個名為“外延應(yīng)變”的概念,即在原子水平上有效地拉伸金屬,可顯著簡化這些“頑固”金屬的氧化過程,這使得在超高真空環(huán)境中,從“頑固”金屬中提煉出具有重要技術(shù)價值的金屬氧化物成為可能。

  論文資深作者、明尼蘇達大學化學工程和材料科學系教授巴拉特·賈蘭表示,這一突破代表著一項重大進步。它不僅提供了一種實現(xiàn)量子材料原子精確合成的方法,而且在控制各種應(yīng)用中的氧化還原途徑方面也具有巨大潛力,包括電池或燃料電池中發(fā)生的催化和化學反應(yīng)。

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