金屬氧化物薄膜是一種重要材料,幾乎存在于每種電子設備中。傳統上,制造金屬氧化物需要專門設備,這些設備既慢又貴,而且需要在高溫下運行。于是,研究人員希望開發一種能在室溫下沉積金屬氧化物薄膜的技術,即打印金屬氧化物薄膜。

他們開發了一種從液態金屬彎月面分離金屬氧化物的新方法。

研究人員解釋說,如果向管子里灌滿液體,管口液體會呈現出彎曲的表面,稱為彎月面。這是由于表面張力阻止液體完全溢出,因此它呈彎曲狀。對于液態金屬而言,彎月面的表面覆蓋著一層薄薄的金屬氧化物,這層氧化物在液態金屬與空氣接觸的地方形成。

研究人員將液態金屬填充到兩塊玻璃片之間的空間,這樣一小部分彎月面就會延伸到玻璃片的末端。

如果把玻璃片想象成打印機,液態金屬就是墨水。當把彎月面移過表面時,其上的金屬氧化物會黏附在表面上并形成薄膜。同時裸露的液體不斷形成新的氧化物,從而實現連續“打印”。

最終,研究人員利用這項技術打印了兩層大約4納米厚的金屬氧化物薄膜。打印出來的薄膜是透明的,但具有金屬特性,導電性極高。

此外,研究發現,這些薄膜在高溫下仍能保持其導電性能。如果薄膜厚度為4納米,導電性能可穩定保持到接近600℃;如果薄膜厚度為12納米,則可穩定保持到800℃。

研究人員還通過在聚合物上打印金屬氧化物,制造出柔軟靈活的電路。這些電路足夠堅韌,即使折疊4萬次也能保持其完整性,顯示了該技術的實用性。