兆电子伏超快电子衍射揭示 VO2 相变的瞬态动力学
材料科学
2023-11-27 v2
摘要
二氧化钒（VO2）在接近室温时表现出绝缘体到金属的转变，并伴随结构相变。该转变可由超快激光脉冲触发。也有研究提出如未发生结构转变的金属态等奇异瞬态。这些独特性质使 VO2 在热开关器件和光子学应用中具有巨大潜力。尽管已付出巨大努力，光诱导相变过程中的原子路径仍不清楚。在此，我们合成了自支撑准单晶 VO2 薄膜，并利用兆电子伏超快电子衍射考察其光诱导结构相变。借助高信噪比与高时间分辨率，我们观察到钒二聚体与锯齿链的消失并不与晶体对称性的转变同时发生。光激发后，初始结构在 200 飞秒内被强烈改变，形成无钒二聚体与锯齿链的瞬态单斜结构。随后，其在约 5 皮秒内继续演化为最终的四方结构。此外，在我们的准单晶样品中仅观察到单一激光能量阈值，而非多晶样品中所提出的双阈值。我们的发现为全面理解 VO2 中光诱导超快相变提供了重要的新信息。
引用
@article{arxiv.2203.09776,
title = {Transient dynamics of the phase transition in VO2 revealed by mega electron-volt ultrafast electron diffraction},
author = {Chenhang Xu and Cheng Jin and Zijing Chen and Qi Lu and Yun Cheng and Bo Zhang and Fengfeng Qi and Jiajun Chen and Xunqing Yin and Guohua Wang and Dao Xiang and Dong Qian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.09776},
year = {2023}
}