銅(Cu)對我們的日常生活至關重要,因為它具有良好的導電性,以及其他有價值的物理特性。銅是電子、半導體和電子光學工業的核心金屬。但是其表面的氧化和不必要的腐蝕會限制銅的壽命并增加其電阻。
現在,由韓國釜山國立大學的Se-Young Jeong教授領導的一個研究小組已經開發出一種制造抗氧化銅薄膜的方法。抗氧化銅有可能取代半導體設備中的金,這將有助于降低其成本。抗氧化銅還可以減少電耗,以及增加帶有納米電路的設備的壽命。這項研究已經發表在《自然》雜志上。
研究員使用一種叫做原子濺射外延(Atomic Sputtering Epitaxy)的方法來生產緊密的平坦單晶銅膜。通過使用降噪系統來減少電氣和機械噪音,使銅的表面幾乎沒有缺陷,從而制造出原子級的薄膜。
研究人員隨后使用基于“密度函數理論”的銅氧化微觀模型來研究它如何與氧氣相互作用。他們發現,一旦50%的表面被氧原子覆蓋,它的表面就會受到氧氣本身的保護。
Jeong教授總結說:“我們研究的新穎性在于獲得了原子水平上的平坦表面,以及闡明了超平坦銅的抗氧化機制。這項研究的結果不僅對電子和半導體行業有重大貢獻,而且對幫助保護無價的青銅雕塑不受損害也有很大的幫助。”
該研究論文題為"Flat-surface-assisted and self-regulated oxidation resistance of Cu(111)",已發表在《自然》期刊上。
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論文原文:https://www.nature.com/articles/s41586-021-04375-5
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