单晶 VO2 中超导相态下的成功结构相变
强关联电子
2025-05-14 v1
摘要
由外部能源驱动的非平衡系统蕴含未探索的物理现象；然而超越热力学平衡的相变仍然难以实现。本文展示了电流可引发单晶 VO2 中的结构相变，该材料为典型的强相关材料。室温下，同步 X 射线衍射显示电流密度为 6.5 A/cm² 时破坏 V-V 二聚体，驱动单斜向四方形绝缘-金属相变，独立于焦耳热效应。将电流增至 10 A/cm² 时，引发离散的各向同性晶格膨胀，稳定一种在热力学平衡下不存在的新型四方形结构。光学显微镜和微米拉曼光谱揭示了动态域运动与亚稳相，类似于耗散结构。这些发现为获取超越热力学平衡的隐藏相与对称性变化开辟了直接通道，拓宽了非平衡热力学的前沿。
引用
@article{arxiv.2505.08186,
title = {Current-induced successive structural phase transitions beyond thermal equilibrium in single-crystal VO2},
author = {Shunsuke Kitou and Akitoshi Nakano and Masato Imaizumi and Yuiga Nakamura and Yuto Nakamura and Hideo Kishida and Taka-hisa Arima and Ichiro Terasaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08186},
year = {2025}
}