东京都立大学的研究人员使用高功率脉冲磁控管散射 (HiPIMS) 来制造具有前所未有的低薄膜应力水平的钨薄膜。通过以微秒精度优化衬底偏置脉冲的时序，他们最大限度地减少了杂质和缺陷，以形成应力低至 0.03 GPa 的晶体薄膜，类似于通过退火实现的应力。他们的工作有望为电子行业创造金属薄膜提供有效途径。
现代电子产品依赖于金属薄膜在表面上的复杂纳米级沉积。这说起来容易做起来难;除非处理得当，否则薄膜微观内部结构产生的薄膜应力会随着时间的推移而导致屈曲和弯曲。消除这些应力通常需要加热或退火。不幸的是，许多最适合这项工作的金属，例如钨，都具有高熔点，这意味着薄膜需要加热到 1000 摄氏度以上。这不仅是能源密集型，而且严重限制了可以使用的基材材料。竞赛正在进行，首先要在没有这些应力的情况下，用高熔点金属制作薄膜。
由东京都立大学 Tetsuhide Shimizu 副教授领导的团队一直在研究一种称为高功率脉冲磁控管散射 (HiPIMS) 的技术，这是一种溅射技术。溅射包括在金属靶和基板上施加高电压，产生带电气体原子的等离子体，轰击金属靶并形成带电金属蒸气;这些金属离子飞向它们形成薄膜的基板。在 HiPIMS 的情况下，电压以短而有力的脉冲串形式产生。在每个脉冲之后，已知金属和气体离子到达基板之间存在一定间隔;同步的衬底偏置脉冲可以帮助选择性地加速金属离子，从而形成更致密的薄膜。然而，尽管做出了许多努力，残余应力问题仍然存在。
现在，使用氩气和钨靶，该团队以前所未有的细节研究了具有不同能量的离子如何随着时间的推移到达基板。他们没有使用与 HiPIMS 脉冲同时触发的偏置脉冲，而是利用他们对不同离子何时到达的了解并引入了 60 微秒的微小延迟，以精确选择高能金属离子的到达。他们发现这最大限度地减少了最终进入薄膜的气体量，并有效地提供了高水平的动能。结果是具有大晶粒和低薄膜应力的致密结晶薄膜。通过使偏见更强，电影变得越来越没有压力。能量向薄膜的有效传递意味着它们实际上在沉积薄膜时实现了与退火相似的效果。通过进一步将氩气换成氪气，
一个有效的途径应力-free膜会对金属化处理的显著冲击和下一代电路的制造。该技术可能适用于其他金属，并有望为电子行业带来巨大收益。