表面自组装抗坏血酸分子通过电子-质子共掺杂诱导 VO2 薄膜金属-绝缘体转变
应用物理
2019-10-22 v2 强关联电子
摘要
电荷掺杂是在关联材料中诱导金属-绝缘体转变 (MIT) 以实现诸多重要应用的有效途径，然而其实用性受限于低稳定性问题。本研究通过表面吸附自组装 L-抗坏血酸 (AA) 分子驱动的新型电子-质子共掺杂机制，实现了单斜二氧化钒 (VO2) 的显著相调制，并在室温下稳定了其金属态。溶液中电离的 AA- 物种向吸附的 VO2 表面提供有效电子，随后静电吸引周围质子渗入，最终形成稳定的氢掺杂金属态 VO2。利用同步辐射表征与第一性原理理论模拟考察了相与电子结构的变化以及 V-3d/O-2p 杂化轨道的电子占据情况，解释了稳定金属态的形成。重要的是，吸附分子保护氢掺杂剂免于逸出晶格，从而稳定了 VO2 的金属相。这种由适宜分子吸附驱动的电子-质子共掺杂机制将为关联氧化物材料的性质调控开辟新途径。
引用
@article{arxiv.1901.05597,
title = {Electron-proton Co-doping Induced Metal-insulator Transition in VO2 Film via Surface Self-assembled Ascorbic Acid Molecules},
author = {Bowen Lia and Liyan Xieb and Zhaowu Wang and Shi Chen and Hui Ren and Yuliang Chen and Chengming Wang and Guobin Zhang and Jun Jiang and Chongwen Zou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.05597},
year = {2019}
}
备注
25 pages, 5 figures