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美國明尼蘇達大學雙城分校領導的一個團隊開發出了一種首創的突破性方法，可以更容易地用“頑固”金屬制造高質量的金屬氧化物薄膜。這項研究為科學家開發用于量子計算、微電子、傳感器和能源催化的下一代新材料鋪平了道路。相關論文發表在最新一期《自然-納米技術》雜志上。

“頑固”金屬氧化物，如基于釕或銥的氧化物，在量子信息科學和電子學的許多應用中發揮著關鍵作用。然而，由于使用高真空工藝氧化金屬存在困難，因此將它們轉化為薄膜一直是個挑戰。

在試圖使用傳統的分子束外延技術合成金屬氧化物時，研究人員偶然發現，分子束外延是一種低能量技術，可在超高真空室中產生單層材料。他們引入了一個名為“外延應變”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境中，從“頑固”金屬中提煉出具有重要技術價值的金屬氧化物成為可能。

論文資深作者、明尼蘇達大學化學工程和材料科學系教授巴拉特·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量子材料原子精確合成的方法，而且在控制各種應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生的催化和化學反應。