自应变抑制相变氧化物器件中的金属-绝缘体相变

表现出可通过外部刺激（如电场）控制的相变的量子材料，是超越conventional半导体晶体管的未来计算技术的有前景的材料。利用结构相变的器件具有内在的记忆功能，类似于神经元和突触，因而是神经器官计算的自然候选者。值得关注的是相变氧化物，允许对金属-绝缘体相变进行控制。本文报告了使用典型相变材料 Vanadium sesquioxide (V$_2$O$_3$) 制造的微型器件的 X 射线纳米衍射结构成像。器件包含一个 Ga 离子辐照区域，其中金属-绝缘体相变临界温度被降低，这是控制类神经元放电行为的有用功能。结果表明，由于晶格 mismatched between 原质材料和辐照材料引起的应变，导致金属-绝缘体相变的抑制。在辐照区域或其边缘发生抑制，取决于缺陷分布和区域大小。观察到的自应变效应可能扩展到其他相变氧化物，并在器件尺寸缩小到无法在辐照区域内消散应变时占据主导地位。这些发现对于相变器件中的相工程至关重要，突显了在纳米尺度上研究相变的必要性。