中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员郝林、牛群等联合常州大学、华南理工大学研究团队，在自支撑薄膜电输运性质的高压调控方面取得新进展。研究团队建立了涵盖薄膜封装与释缚、微纳电极加工及高压电输运测量的完整实验方法，打通了高压物理与薄膜材料领域交叉融合的关键技术环节，进一步揭示了压力与维度协同调控下截然不同的电子态演变，为探索薄膜材料在极端条件下的新奇物性提供了新的实验途径。9月23日，相关成果在线发表于《中国科学：物理学 力学 天文学》。

高压是调控材料电子结构和量子态的重要手段，在单晶等体材料研究中已催生出一系列重要发现。然而，对于薄膜材料而言，高质量晶体生长通常依赖衬底，但毫米尺度衬底与纳米尺度薄膜的巨大几何尺度差异，使外加压力难以有效作用于薄膜本身。因此，尽管薄膜材料具有丰富的界面效应、低维物理和可设计性，高压物理与薄膜材料研究长期以来难以交叉。

将高压这一重要调控自由度引入薄膜材料的关键是摆脱衬底的束缚，将薄膜转变为自支撑结构。然而，失去衬底支撑后的超薄材料机械稳定性较差，导致其与微纳电极加工及高压测量的兼容性面临挑战，使得在极端压力条件下开展薄膜电输运研究尤为困难。

针对这一问题，研究团队围绕自支撑薄膜的稳定性和器件化开展系统研究，发展了薄膜封装和微纳电极加工方法，并最终建立了一套适用于自支撑薄膜的电输运高压调控方法。该方法能够覆盖金属及绝缘体等不同电子态，突破了材料种类和初始电学性质对测量方案的限制，有望为高压调控薄膜材料提供普适性解决方案。相关技术的初期成果于2025年2月发布在预印本平台后，受到领域同行关注。《先进材料》发表的相关综述指出，该技术“为自支撑超导薄膜的压力调控提供了新的实验平台，并为探索低维材料中的压力诱导超导现象开辟了新的可能”。

更重要的是，这一技术使得此前难以融合的多自由度调控成为可能。研究团队以钙钛矿氧化物为模型体系，探索了晶体维度与高压两种自由度下的电子态演化。研究发现，三维铱酸锶薄膜在压力驱动下经历了半金属-绝缘体-金属的电子态转变，而二维极限下的铱酸锶即使在高压作用下仍保持稳健的绝缘态。截然不同的压力响应表明，晶体维度不仅决定材料在常压下的基态，也深刻影响其在极端条件下的演化路径。

研究人员介绍，将高压这一长期缺失的调控手段引入薄膜材料体系，有助于创制薄膜本征自由度与压力协同作用下的新物态。

相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s11433-026-3115-4