VO2中光致相变的超快X射线成像
强关联电子
2023-01-18 v2 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
利用光控制量子材料中的瞬态相以设计新性质与功能是一条新兴途径，在非平衡状态下已观察到热与非热瞬态相。瞬态相预期是异质的，或通过光生畴生长，或通过产生拓扑缺陷，而这会影响系统动力学。然而，这种纳米尺度异质性尚未被直接观测到。在此，我们利用时间分辨与光谱分辨的相干X射线成像，以飞秒时间分辨率在纳米尺度上追踪二氧化钒中典型的光致绝缘体-金属相变。我们表明早期动力学与初始空间异质性无关，并观测到向金属相的200飞秒切换。异质响应仅在数百皮秒后才出现。通过光谱成像，我们揭示瞬态金属相是一种高度正交应变化的金红石金属相，该解释不同于基于空间平均探针的解释。我们的结果证明了空间与光谱分辨测量对于理解和解释量子材料瞬态相的关键重要性。
引用
@article{arxiv.2202.08585,
title = {Ultrafast X-ray imaging of the light-induced phase transition in VO2},
author = {Allan S. Johnson and Daniel Pérez-Salinas and Khalid M. Siddiqui and Sungwon Kim and Sungwook Choi and Klara Volckaert and Paulina E. Majchrzak and Søren Ulstrup and Naman Agarwal and Kent Hallman and Richard F. Haglund and Christian M. Günther and Bastian Pfau and Stefan Eisebitt and Dirk Backes and Francesco Maccherozzi and Ann Fitzpatrick and Sarnjeet Dhesi and Pierluigi Gargiani and Manuel Valvidares and Nongnuch Artrith and Frank de Groot and Hyeongi Choi and Dogeun Jang and Abhishek Katoch and Soonnam Kwon and Sang Han Park and Hyunjung Kim and Simon E. Wall},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.08585},
year = {2023}
}