Mott 绝缘体-金属相变中的光致相变开关
强关联电子
2022-11-29 v2 材料科学
摘要
在强关联系统中实现对绝缘体-金属相变（IMTs）的基本理解，并通过非平衡驱动对其实现持续且可逆的控制，是当前凝聚态研究的主要目标。关联绝缘体中竞争序之间的光致开关需要具有近乎简并基态的自由能景观，这通常通过掺杂、应变或静态电场达到。相关的空间非均匀性导致光致相变被限制在光照区域附近。在此，我们报道了在 4d 电子化合物 Ca(RuTi)O 的一阶 IMT 中的光学光谱实验，并表明由对应于 Ru 原子面密度的阈值注量光所激发的特定 Ru d-d 带间跃迁，可在无辅助外部刺激的情况下，触发可逆的、雪崩般的相界面相干传播，横穿宏观样品的整个范围。基于光谱数据与密度泛函计算的详细比较，我们将 IMT 的非凡光敏感性归因于由电子-电子与电子-晶格相互作用汇聚产生的极浅自由能景观。我们的发现表明 Ca(RuTi)O 是构建和检验强电子-晶格耦合下 Mott 相变动力学理论的理想模型系统，并可能为具有量子级光敏感性的纳米器件铺平道路。
引用
@article{arxiv.2206.05005,
title = {Photoinduced phase switching at a Mott insulator-to-metal transition},
author = {K. S. Rabinovich and A. N. Yaresko and R. D. Dawson and M. J. Krautloher and T. Priessnitz and Y. -L. Mathis and B. Keimer and A. V. Boris},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.05005},
year = {2022}
}
备注
24 pages, 8 figures, 3 ancillary video files