一个多机构研究团队开发了一种方法，可以在材料缩小到纳米尺度时保持其电气特性。使用软基底六方氮化硼减少了应变对原子结构造成的损害，使材料能够保持其导电特性，即使是厚度仅为12纳米的薄膜。
如果您的电子设备能够实时适应温度、压力或冲击会怎么样？得益于在量子材料缩小方面的新突破，这个想法正在成为现实。
在本月发表在《应用物理快报》上的一篇文章中，由大阪大学领导的多机构研究团队宣布，他们成功地在柔性基底上合成了一种超薄二氧化钒薄膜，从而保持了薄膜的电气特性。
二氧化钒在科学界因其在接近室温下在导体和绝缘体相之间转变的能力而著称。这种相变是智能和适应性电子设备的基础，可以实时调整以适应其环境。但二氧化钒薄膜的厚度有一个限制，因为使材料太小会影响其导电或绝缘电的能力。
来自研究的主要作者余博源解释说：“通常，当薄膜放置在硬基底上时，强表面力会干扰薄膜的原子结构，并降低其导电特性。”
为了克服这一限制，团队在二维六方氮化硼（hBN）晶体上制备了薄膜；hBN是一种高度稳定的软材料，与氧化物之间的结合力不强，因此不会过度拉伸薄膜或损坏其精细结构。
高级作者田中秀和说：“结果实在令人惊讶。我们发现，通过使用这种软基底，材料的结构几乎没有受到影响。”
通过进行精确的光谱测量，团队能够确认二氧化钒层的相变温度在厚度仅为12纳米时基本保持不变。
余博源表示：“这一发现显著提高了我们以实际方式操控量子材料的能力。我们对转变过程获得了新的控制水平，这意味着我们现在可以根据具体应用，如传感器和柔性电子设备，定制这些材料。”
考虑到像二氧化钒这样的量子材料在微传感器和装置设计中发挥着重要作用，这一发现可能为功能性和适应性电子设备的研发铺平道路，这些设备可以附着在任何地方。研究团队目前正致力于开发此类设备，同时探索整合更薄薄膜和基底的方法。
