新技術(shù)能以更便宜、更安全的方式將頑固金屬轉化為薄膜。圖片來(lái)源：明尼蘇達大學(xué)/Bharat Jalan課題組

美國明尼蘇達大學(xué)雙子城分校研究人員發(fā)明了一種更便宜、更安全、更簡(jiǎn)單的技術(shù)，可以將一組“頑固”的金屬和金屬氧化物制成薄膜，用于許多電子產(chǎn)品、計算機組件和其他應用。相關(guān)論文刊登于美國《國家科學(xué)院院刊》。

許多金屬及其化合物必須先被制成薄膜，才能用于電子產(chǎn)品、顯示器、燃料電池或催化應用等領(lǐng)域。然而，“頑固”金屬——包括鉑、銥、釕和鎢等元素——很難轉化成薄膜，因為它們需要極高的溫度（通常超過(guò)2000攝氏度）才能蒸發(fā)。

通常，科學(xué)家使用濺射和電子束蒸發(fā)等技術(shù)合成這些金屬薄膜。這種傳統的方法非常昂貴，并耗費大量的能源，而且由于所需電壓高，也可能不安全。

現在，研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法，可以在較低的溫度下蒸發(fā)這些金屬——不到200攝氏度。通過(guò)設計和添加有機配體（碳、氫、氧原子的組合）到金屬中，研究人員能夠大幅提高材料的蒸氣壓，使它們更容易在較低的溫度下蒸發(fā)。新技術(shù)不僅操作簡(jiǎn)單，而且還能制造出易于擴展的高質(zhì)量材料。

“具備制造易于控制的新材料的能力對于過(guò)渡到能源經(jīng)濟的時(shí)代至關(guān)重要。”該研究通訊作者Bharat Jalan說(shuō)。“我們提出的這種更簡(jiǎn)單、更便宜的技術(shù)，能夠以原子精度制造出更好的材料。”

“降低金屬沉積的成本和復雜性，同時(shí)允許氧化物等更復雜的材料的沉積，將在工業(yè)和研究工作中發(fā)揮重要作用。”該論文第一作者William Nunn說(shuō)。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2105713118