突破性方法将“顽固”金属转化为薄膜

研究人员开发出一种突破性的方法来制造高质量的金属氧化物薄膜。图片来源：明尼苏达大学

美国明尼苏达大学双城分校领导的一个团队开发出了一种首创的突破性方法，可以更容易地用“顽固”金属制造高质量的金属氧化物薄膜。这项研究为科学家开发用于量子计算、微电子、传感器和能源催化的下一代新材料铺平了道路。相关论文发表在最新一期《自然·纳米技术》杂志上。

“顽固”金属氧化物，如基于钌或铱的氧化物，在量子信息科学和电子学的许多应用中发挥着关键作用。然而，由于使用高真空工艺氧化金属存在困难，因此将它们转化为薄膜一直是个挑战。

在试图使用传统的分子束外延技术合成金属氧化物时，研究人员偶然发现，分子束外延是一种低能量技术，可在超高真空室中产生单层材料。他们引入了一个名为“外延应变”的概念，即在原子水平上有效地拉伸金属，可显著简化这些“顽固”金属的氧化过程，这使得在超高真空环境中，从“顽固”金属中提炼出具有重要技术价值的金属氧化物成为可能。

论文资深作者、明尼苏达大学化学工程和材料科学系教授巴拉特·贾兰表示，这一突破代表着一项重大进步。它不仅提供了一种实现量子材料原子精确合成的方法，而且在控制各种应用中的氧化还原途径方面也具有巨大潜力，包括电池或燃料电池中发生的催化和化学反应。