多模态 X 射线技术探测 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ 器件中的氧空位迁移

控制复杂氧化物 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ (YBCO) 中氧空位的电迁移因其实现的相对简单性及其在基础研究和超导器件性能调控方面的潜力而引起广泛关注。然而，涉及结构演化和深度依赖效应的电流驱动技术仍鲜有探索，尤其是关于光学信号与氧空位空间分布之间的关联。本文将纳米射线衍射 (NanoXRD)、Cu K 边 X 射线吸收近边结构 (XANES)、X 射线光电子能谱 (XPS)、电阻传输及光学测量相结合，揭示了 YBCO 纳米桥经脉冲电迁移所引起的修改。我们观察到 c 轴方向的膨胀与 Cu-O 链中氧耗的光谱特征相关，并确认氧的再分布、晶体结构变化以及铜的配位环境在各技术手段间保持一致。值得注意的是，单胞格子膨胀的空间轮廓与电迁移后的光学对比度高度吻合，表明不同信号捕捉了相同的底层氧重排过程。我们进一步指出，光学显微镜无法可靠捕捉涉及显著电阻修改的双极电迁移，因为表面脱氧现象基本不可逆。综上，这些发现为理解 YBCO 中电流辅助的氧迁移提供了显著的微观认识，并为在高温超导器件中有效利用空位控制提供了框架。