財(cái)聯(lián)社5月23日訊（編輯 黃君芝）明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分校領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種開創(chuàng)性的方法，可以更容易地從“頑固”金屬中制造出高質(zhì)量的金屬氧化物薄膜，這種金屬通常很難以原子精確的方式合成。

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最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然納米技術(shù)》雜志上。據(jù)稱，這項(xiàng)研究為科學(xué)家們開發(fā)更好的下一代材料鋪平了道路，包括量子計(jì)算、微電子、傳感器和能量催化。

該研究論文作者之一、明尼蘇達(dá)大學(xué)化學(xué)工程與材料科學(xué)系教授Bharat Jalan說，“這確實(shí)是一個(gè)了不起的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗沂玖艘环N無與倫比的簡單方法，通過利用外延應(yīng)變的力量，在原子層面進(jìn)行材料合成。”

“這一突破代表了一個(gè)重大的進(jìn)步，在廣泛的領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)的影響。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的潛力，包括電池或燃料電池中的催化和化學(xué)反應(yīng)?！?/p>

“頑固”金屬氧化物，如基于釕或銥的金屬氧化物，在量子信息科學(xué)和電子學(xué)的許多應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用。然而，由于使用高真空工藝氧化金屬的固有困難，將它們轉(zhuǎn)化為薄膜對(duì)研究人員來說一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。

幾十年來，這些材料的制造一直困擾著材料科學(xué)家。雖然一些研究人員已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了氧化，但迄今為止使用的方法存在諸多缺點(diǎn)，例如成本高、不安全，或者導(dǎo)致材料質(zhì)量差。

在最新研究中，該研究小組發(fā)現(xiàn)，結(jié)合一種稱為“外延應(yīng)變”的概念——有效地在原子水平上拉伸金屬，可以大大簡化這些頑固金屬的氧化過程。

該論文的第一作者、明尼蘇達(dá)大學(xué)化學(xué)工程博士生Sreejith Nair說，“這使得在超高真空環(huán)境下將頑固金屬制成技術(shù)上重要的金屬氧化物成為可能，這一直是一個(gè)長期存在的問題?！?/p>

“目前的合成方法有局限性，我們需要找到新的方法來進(jìn)一步突破這些限制，這樣我們才能制造出質(zhì)量更好的材料。我們?cè)谠映叨壬侠觳牧系男路椒ㄊ翘岣弋?dāng)前技術(shù)性能的一種方法?！彼a(bǔ)充說。

盡管明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究小組在論文中以銥和釕為例，但他們的方法有可能為任何難以氧化的金屬生成原子精確的氧化物。有了這一突破性的發(fā)現(xiàn)，研究人員的目標(biāo)是讓全世界的科學(xué)家都能合成這些新材料。

“當(dāng)我們用非常強(qiáng)大的電子顯微鏡仔細(xì)觀察這些金屬氧化物薄膜時(shí)，我們捕捉到了原子的排列并確定了它們的類型，”研究人員說，“果然，它們?cè)谶@些晶體薄膜中整齊而周期性地排列著?！?/p>

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