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突破性方法將“頑固”金屬轉(zhuǎn)化為薄膜

發(fā)稿時(shí)間:2023-05-25 06:01:04 來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào)


(資料圖)


研究人員開(kāi)發(fā)出一種突破性的方法來(lái)制造高質(zhì)量的金屬氧化物薄膜。圖片來(lái)源:明尼蘇達(dá)大學(xué)

科技日?qǐng)?bào)記者?張佳欣

美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分校領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(xiàng)研究為科學(xué)家開(kāi)發(fā)用于量子計(jì)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(xué)和電子學(xué)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(gè)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(shí),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(gè)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(jiǎn)化這些“頑固”金屬的氧化過(guò)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(jià)值的金屬氧化物成為可能。

論文資深作者、明尼蘇達(dá)大學(xué)化學(xué)工程和材料科學(xué)系教授巴拉特·賈蘭表示,這一突破代表著一項(xiàng)重大進(jìn)步。它不僅提供了一種實(shí)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(xué)反應(yīng)。

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