超薄薄膜技術突破：打造未來可撓式電子產品

想像一下，如果你的電子裝置能夠根據溫度、壓力或衝擊即時調整，那會是什麼樣的場景？由於量子材料微型化的新突破，這個想法正逐漸成為現實。本月在《應用物理快報》發表的一篇文章中，由大阪大學領導的多機構研究團隊宣佈，他們成功在可撓性基板上合成了一種超薄二氧化釩薄膜，並保留了其電氣特性。

二氧化釩在科學界以其在接近室溫下在導體和絕緣體之間轉換的能力而聞名。這種相變是智慧和適應性電子產品的基礎，能夠即時調整以適應環境。然而，二氧化釩薄膜的厚度有其限制，因為材料過於微小會影響其導電或絕緣的能力。

「通常，當薄膜放置在硬質基板上時，強烈的表面力會干擾薄膜的原子結構，並降低其導電效能，」研究的主要作者Boyuan Yu解釋道。為瞭解決這個限制，團隊在二維六方氮化硼（hBN）晶體上製備了他們的薄膜；hBN是一種高度穩定的軟材料，與氧化物沒有強鍵結，因此不會過度應變薄膜或破壞其精細結構。

「結果真的令人驚訝，」資深作者Hidekazu Tanaka表示。「我們發現，使用這種軟基板，材料結構幾乎不受影響。」透過精確的光譜測量，團隊能夠確認他們的二氧化釩層的相變溫度基本上保持不變，即使厚度僅為12奈米。

「這一發現顯著提高了我們以實用方式操控量子材料的能力，」Yu說。「我們對轉變過程有了新的控制水平，這意味著我們現在可以根據特定應用（如感測器和可撓式電子產品）來定製這些材料。」考慮到二氧化釩等量子材料在微感測器和裝置設計中的關鍵作用，這一發現可能為功能性和適應性電子產品的開發鋪平道路，這些產品可以附著在任何地方。研究團隊目前正在開發此類裝置，並探索如何整合更薄的薄膜和基板。