美國明尼蘇達大學(xué)雙城分校領(lǐng)導(dǎo)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(xué)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(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(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(xué)反應(yīng)。