中国科学院宁波材料所AMI综述：过渡金属氮化物薄膜的兴起

背景：过渡金属氮化物因其高硬度、高熔点、良好导电性等优异综合性能，在导体器件、极端涂层、生物医疗、光电催化和纳米光学等领域具有重要应用，尤其在超导量子计算和等离激元光学领域潜力巨大。然而，高质量单晶制备困难，阻碍了对其本征物理性质的深入理解，相关综述较为缺乏。研究目的：针对上述现状，中国科学院宁波材料所的研究团队从凝聚态物理和材料物理角度，系统梳理了过渡金属氮化物薄膜的研究现状与发展动态，旨在总结其制备技术、物理性质及应用前景。结论：文章介绍了分子束外延、脉冲激光沉积及磁控溅射外延等薄膜沉积技术的最新进展，重点探讨了原子级精确制备的挑战，并强调原子级精度磁控溅射外延在制备高质量单晶薄膜方面的独特优势；总结了薄膜的超导电性、磁性、铁电性及等离激元特性等物理性质，及其在超导量子器件、自旋电子器件、高温等离激元器件和5G/6G通信滤波器等领域的重要应用；最后指出，单晶薄膜的精确制备不仅能提升器件性能，还为表征和理解其本征物理性质奠定了材料基础。