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      瑞士研究人員近日展示了將二氧化釩用于航空航天通信系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)可編程射頻電子功能，凸顯了這種氧化物的應(yīng)用潛力。

　　二氧化釩具有相變特性，形態(tài)可在絕緣體和金屬之間轉(zhuǎn)換，在室溫下表現(xiàn)為絕緣體，在６８攝氏度以上則表現(xiàn)為金屬導(dǎo)體。這是由于其原子結(jié)構(gòu)在溫度高于６８攝氏度后能從室溫晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俳Y(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變發(fā)生的時(shí)間還不到１納秒，這對電子應(yīng)用來說是一個(gè)優(yōu)勢。相關(guān)研究讓很多人相信，二氧化釩可能成為未來電子業(yè)的革命性材料。

        然而，要釋放二氧化釩的全部潛能并非易事，因?yàn)閷ΜF(xiàn)代電子器件來說，許多電路必須保證能在１００攝氏度下完美運(yùn)行，而６８攝氏度這一轉(zhuǎn)換溫度實(shí)在太低了。此外，二氧化釩對其他因素也很敏感，如通電或在太赫茲輻射脈沖下都可能導(dǎo)致其發(fā)生相變。

　　瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)研究人員先前通過向二氧化釩薄膜中添加稀有金屬材料鍺，將二氧化釩的相變溫度提高到１００攝氏度以上。在最新研究中，他們在射頻應(yīng)用上又有突破，首次利用二氧化釩以及相變開關(guān)技術(shù)制造出超緊湊、可調(diào)節(jié)的頻率濾波器。這種新型濾波器尤其適用于空間通信系統(tǒng)使用的頻率范圍。相關(guān)論文已發(fā)表在美國電氣與電子工程師學(xué)會(huì)開源期刊ＩＥＥＥ　Ａｃｃｅｓｓ上。

　　這一應(yīng)用突破還可促進(jìn)對超低功耗電子器件中二氧化釩應(yīng)用的進(jìn)一步研究。除空間通信外，其他應(yīng)用領(lǐng)域還包括用于自動(dòng)駕駛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和高頻雷達(dá)等。由于應(yīng)用潛力巨大，這一研究不僅得到歐盟“地平線２０２０”計(jì)劃的資助，還吸引了包括ＩＢＭ瑞士研究院、德國馬克斯·普朗克計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所和英國劍橋大學(xué)等多家大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)共同參與。

• [責(zé)任編輯：Wang Linyan]