使用4D STEM对传播的光驱动相变进行关联超快成像

表现出绝缘体-金属转变的氧化物是下一代超快电子开关器件的有力候选者。然而，在理解这些材料发生结构相变时应变的产生及其动力学方面仍存在关键空白，特别是在纳米结构配置下。在此，我们展示了超快四维扫描透射电子显微镜，能够在空间和时间上的每个点进行虚拟成像和应变映射。使用该技术，我们直接探测了原型材料二氧化钒（VO2）中激光激发的相变，并记录了其时空传播。这种直接成像能力揭示了结构相变的动力学，并将其与皮秒时间尺度上产生的应变形成联系起来。这种相关性揭示了原子尺度对称性破缺如何本质地产生晶格畸变，进而传播并主导宏观性质变化。我们的发现为非平衡条件下关联氧化物中电子、结构和力学响应之间的耦合提供了新见解。