熔點最高的金屬鎢轉化薄膜的簡單方法

美國明尼蘇達大學雙子城分校研究人員發明了一種簡單安全且低成本的技術，可以將熔點最高的金屬——鎢轉化為薄膜，以便更容易地應用到半導體、顯示器等電腦領域或者燃料電池、催化劑等電化學領域。相關研究成果發表在美國《國家科學院院刊》上。

金屬的難熔特性一直是讓研究人員又愛又恨的一點，雖然應用在一些高溫等苛刻的條件下這些金屬具有得天獨厚的優勢，但是加工難度係數高卻在一定程度上限制了其應用範圍。如鎢熔點3410℃，沸點5660℃，密度19.35g/cm³；銥熔點2450℃，沸點4130℃，密度22.56g/cm³；釕熔點2310℃，沸點3900℃，密度12.30g/cm³；鉑熔點1772℃，沸點3827℃，密度21.45g/cm³。

明尼蘇達大學研究人員將這些難熔金屬稱之為“頑固”金屬，這些金屬或其化合物應用在電子產品、催化劑以及未來高新技術、新能源等領域當中常常需要先轉化成薄膜，但是轉化的工藝難度卻極高，僅蒸發的溫度條件就需要達到2000℃以上。

常用的薄膜轉化方法是通過濺射和電子束蒸發等技術合成，但是這種傳統方法能源消耗量大，成本昂貴，且要求的高電壓條件具有很大的安全隱患。因此，研究出一種簡單高效、安全便宜的“頑固”金屬轉化為薄膜的技術成為科學家們努力攻克的重要方向之一。

明尼蘇達大學研究人員通過設計和添加有機配體（碳、氫、氧原子的組合）到金屬中，大幅提高金屬或其化合物材料的蒸氣壓，使它們能夠在不到200℃的溫度條件下就可以實現蒸發，該技術不僅操作簡單，而且還能製造出易於擴展的高品質材料。

該研究通訊作者Bharat Jalan介紹，具備製造易於控制的新材料的能力對於過渡到能源經濟的時代至關重要，這種更簡單、更便宜的技術能夠以原子精度製造出更好的材料。

含有“頑固”金屬元素的原子級精確複合氧化物，由於其強大的自旋軌道相互作用，作為設計量子材料在探索新型電子、磁、超導和拓撲相方面具有巨大的前景。

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