2026年6月23日——由浦项工业大学材料科学与工程系韩贤教授和李东华教授领导的研究团队，联合韩国能源技术研究院的吴尚浩教授团队，开发出一种新策略，通过一种称为“溶出”的过程，同时控制氧化物薄膜的电子和磁性特性。

溶出是一种过程，其中嵌入氧化物晶体内的金属离子在还原条件下迁移至表面，并以金属纳米粒子的形式沉淀。由于这些纳米粒子部分锚定在氧化物晶格中，它们比传统方法沉积的纳米粒子具有更高的热稳定性和化学稳定性。因此，溶出在催化、燃料电池和电解等能源相关应用中备受关注。然而，溶出如何影响氧化物材料的本征电子和磁性特性，仍未被充分理解。

为解决这一问题，研究团队聚焦于 La0.2Sr0.7Ni0.1Ti0.9O₃-δ，这是一种已知能促进B位阳离子溶出成金属纳米粒子的A位缺陷钙钛矿钛酸盐成分。通过结合全面的实验表征和密度泛函理论计算，团队揭示了该材料包含多种缺陷类型，包括锶空位、氧空位、镧替代和镍替代。在原始状态下，这些缺陷相互电补偿，导致电荷补偿的绝缘态。

然而，溶出后，镍纳米粒子在薄膜内部和表面形成，由此产生的氧化物晶格缺陷重构驱动了电子结构的显著变化。晶格演变为类似La掺杂SrTiO3的相，导致形成重电子掺杂的简并金属态。这种转变引发了巨大的绝缘体-金属转变，电阻率变化超过三个数量级。这些结果表明，溶出不仅是生成金属纳米粒子的方法；它还能从根本上改变母体氧化物晶格的电子结构。

团队还观察到磁性特性的显著变化。原始薄膜呈现近乎抗磁行为，而溶出后的薄膜则表现出室温超顺磁性，这源于新形成的Ni纳米粒子之间的相互作用。这表明，溶出可以同时调节钙钛矿氧化物基质的电学行为和嵌入金属纳米粒子的磁响应。

“这项研究表明，溶出可以超越纳米粒子形成，作为一种多功能途径，同时控制氧化物薄膜的电子和磁性特性，”领导该研究的浦项工业大学韩贤教授说。“通过将缺陷工程与纳米粒子形成相结合，这种方法可能为功能性电子和自旋电子器件开辟新的设计策略。”

本研究得到了韩国政府资助的韩国国家研究基金会、浦项工业大学国际联合研究项目、马克斯·普朗克合作伙伴小组项目、马克斯·普朗克-韩国-PSI量子新兴自旋电子学中心（KOMQUEST）以及三星电子有限公司的支持。