微小晶体管是电子产品革命的心脏，宾夕法尼亚大学的材料科学家发现了一种方法，可有效提高工作效率，即使用新方法将氧化钒集成到电子设备中。“要想改变目前的晶体管技术太困难了，因为半导体材料非常适合。但是我们也发现一些材料可加入到现有材料中，使得其性能更加完美。”Roman Engel-Herbert说。

研究人员知道氧化钒具有一种特殊的性质，叫做金属—绝缘体转变特性。在金属状态下，电子移动自由，但是在绝缘体状态下，电子不能流动。这种开关状态的转变，也是计算机逻辑和记忆单元的基础。研究人员认为，将这种氧化钒材料加入到装置的晶体管附近就可以提高晶体管的性能。同时，将其加入到记忆单元，它也会提高存储单元的稳定性。而研究人员目前面临的主要困境就是无法获得所需尺寸的薄膜形态的氧化钒。

虽然氧化钒看起来简单，但是其合成过程却非常艰难。为了获得一个性能优异的金属—绝缘体晶体管，钒和氧的比例需要控制地非常精确。当比例非常正确的时候，材料的阻抗会提高四个数量级，对于开关状态的响应绰绰有余。宾夕法尼亚大学的团队将论文发表在《自然通讯》杂志上，首次实现了在3英寸的蓝宝石晶片上生长氧化钒薄膜，其钒同氧的比例为1：2。这种材料可用于制作混合场效应晶体管，其效率更高。

这种氧化钒植入技术也有利于现存的存储技术的发展。选择器可确保存储芯片上的读写信息过程可在一个记忆单元中完成，而不需要影响到临近的单元。通过改变单元的阻抗，选择器可进行工作，而这正是氧化钒非常擅长的领域。除此之外，氧化钒阻抗的改变可有效增加读取操作的稳定性。“为了确保氧化钒中的比例，我们运用了一种新方法来讲氧化钒沉积到蓝宝石晶片上。通过精确控制，我们可以将钒和氧的比例控制在1：2”Hai-Tian Zhang说。这种新方法也可以确保迅速获得可适合工业应用的最优材料生长条件，避免了长时间的不断试验。

通过这种方法获得的氧化钒薄膜材料可用于制造超高频开关，从而可应用于通信领域。这项研究也将会在接下来的IEEE国际电子装置大会上报道。“我们意识到这种类型的材料具有的开关响应可以从多个方面促进信息技术的发展，例如增加电脑存储操作、逻辑操作和通讯装置的稳定性和能量效率。当你可以在蓝宝石晶片上获得高质量的氧化钒以后，人们将会充分利用这种材料。”