通过调控氧化学计量比控制氧化钒薄膜中的金属-绝缘体转变
材料科学
2020-12-21 v1
摘要
氧化钒是强关联材料，表现出金属-绝缘体转变以及依赖于氧化学计量比的多种结构和磁学性质。因此，精确控制这些材料（尤其是薄膜）中的氧化学计量比至关重要。本工作展示了一种高真空放气技术，可通过精细调节热力学条件来改变化学式为 VOX 的薄膜中氧的浓度。我们能够在蓝宝石衬底上控制 VO2、V3O5 和 V2O3 相之间的演变，克服了相邻 Magnéli 相狭窄的相稳定性。发现了多种退火路径以实现所需相并最终控制金属-绝缘体转变（MIT）。转化后薄膜显著的 MIT 以及基于 X 射线衍射测量和倒易空间映射的详细结构研究表明，获得了最优且稳定的化学计量比。利用该技术，我们发现由于应变和有限尺寸效应，薄膜的 V-O 相图不同于块体材料。我们的研究展示了在复杂氧化物中策略性调控氧化学计量比的新途径，并为理解 VOX 薄膜的相稳定性提供了路线图。
引用
@article{arxiv.2006.03998,
title = {Controlling Metal-Insulator Transitions in Vanadium Oxide Thin Films by Modifying Oxygen Stoichiometry},
author = {Min-Han Lee and Yoav Kalcheim and Javier del Valle and Ivan K. Schuller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.03998},
year = {2020}
}