Công nghệ mới có thể sản xuất kim loại quan trọng hiệu quả hơn
Các nhà nghiên cứu của Trường Đại học Khoa học và Kỹ thuật Twin Cities của Đại học Minnesota đã phát minh ra một công nghệ rẻ hơn, an toàn hơn và đơn giản hơn cho phép một nhóm kim loại và oxit kim loại “cứng đầu” được sản xuất thành các màng mỏng được sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử, linh kiện máy tính và các loại ứng dụng khác.
Nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (PNAS).
Nhiều kim loại và hợp chất của chúng phải được tạo thành màng mỏng trước khi chúng có thể được sử dụng trong các sản phẩm công nghệ như điện tử, màn hình, pin nhiên liệu hoặc các ứng dụng xúc tác. Tuy nhiên, các kim loại “cứng đầu” - bao gồm các nguyên tố như bạch kim, iridi, ruthenium và vonfram, trong số những kim loại khác - rất khó chuyển thành màng mỏng vì chúng cần nhiệt độ cực cao (thường hơn 2.000 độ C) để bay hơi.
Thông thường, các nhà khoa học tổng hợp các màng kim loại này bằng cách sử dụng các kỹ thuật như phún xạ và bay hơi chùm điện tử. Loại thứ hai bao gồm các kim loại nóng chảy và bay hơi ở nhiệt độ cao và cho phép hình thành một lớp màng trên bề mặt tấm wafer. Tuy nhiên, phương pháp thông thường này rất tốn kém, sử dụng nhiều năng lượng và cũng có thể không an toàn do sử dụng điện áp cao.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu của Đại học Minnesota đã phát triển cách làm bay hơi các kim loại ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể, dưới 200 độ C thay vì vài nghìn. Bằng cách thiết kế và thêm các phối tử hữu cơ — sự kết hợp của các nguyên tử carbon, hydro và oxy — vào kim loại, các nhà nghiên cứu có thể làm tăng đáng kể áp suất hơi của vật liệu, khiến chúng dễ bay hơi hơn ở nhiệt độ thấp hơn. Kỹ thuật mới của họ không chỉ đơn giản hơn mà còn tạo ra các vật liệu chất lượng cao hơn có thể dễ dàng mở rộng.
ctngoc