VO₂ 多晶型的表观稳定化与相不稳定性

VO₂ 多晶型物——即 VO₂(A)、VO₂(B)、VO₂(M1) 和 VO₂(R)——在信息和能源技术领域具有广泛的功能谱。然而，合成相纯材料，尤其是薄膜形式，一直是一项具有挑战性的任务，因为 VO₂ 多晶型物在热力学框架中彼此密切相关。本文报道了 VO₂ 多晶型物的外延稳定化，以合成高质量单晶薄膜并研究这些亚稳态材料的相稳定性。我们选择性地在具有不同晶体学取向的各种钙钛矿衬底上沉积所有相。通过研究相不稳定性、声子模式和输运行为，我们不仅发现了 VO₂ 多晶型物之间显著不同的物理性质，而且发现这些多晶型物在低至约 400 °C 加热时可能处于相变临界点。我们对外延生长的 VO₂(A) 和 VO₂(B) 相的成功制备——由于缺乏相纯材料而很少被研究——将为 VO₂ 多晶型物的基础研究及其在先进电子和能源器件中的潜在应用打开大门。