压力诱导的绝缘体-金属转变为大带隙无序绝缘体中负-$U$ 中心的存在提供证据
介观与纳米尺度物理
2017-03-07 v1 材料科学
摘要
由强电子-声子相互作用促成的电子间吸引性负- 相互作用在高度可极化和无序材料（如非晶硫系化合物）中很常见，但在大带隙绝缘体中尚无直接证据。本文我们报告了此类负- 中心如何导致非晶 HfO 和 AlO 薄膜中电阻下降 10 倍的广泛绝缘体-金属转变。该转变由静态液压或 0.1 ps 磁压力脉冲触发，可在极低压力下进行，以至于整体形变极小（应变~10）。由于总体上没有显著的能量变化，该转变归因于局域电子-声子相互作用的逆转：通过反转 的符号，被捕获的电子变得不稳定并被释放，从而清除了先前被带电陷阱阻塞的导电路径。结果还表明，Mott 绝缘体在无序时可能变为 Anderson 绝缘体，并伴有强电子-声子相互作用调控初始导电路径，这对电子器件而言是一项具有技术意义的新发现。
引用
@article{arxiv.1703.02003,
title = {Pressure-Induced Insulator-to-Metal Transition Provides Evidence for Negative-$U$ Centers in Large-Gap Disordered Insulators},
author = {Yang Lu and I-Wei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.02003},
year = {2017}
}