二氧化钒金属-绝缘体相变机理同步辐射研究获新进展

2010-12-28 16:31 来源: 中国科学院
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  智能节能机敏材料二氧化钒(VO2)具有对外界红外线进行感知和调控的特性,有望应用于建筑智能窗。自上世纪50年代以来,对VO2相变机理的研究一直成为凝聚态物理的研究热点。为了解决这一极具挑战性的问题,迫切需要在外部温场驱动下,原位观察VO2相变过程中的原子和电子结构变化的关联行为。

  中国科学技术大学国家同步辐射实验室韦世强教授和吴自玉教授与微尺度物质科学国家实验室谢毅教授带领的联合科研小组,利用同步辐射变温X射线吸收精细结构谱学(XAFS)方法,原位研究了VO2的金属-绝缘体相变机理,首次展示了VO2在相变温度点(68摄氏度)附近的原子结构和电子结构的变化(图2),从原子结构层次提出晶体结构转变和电子关联性协同作用促使VO2产生金属-绝缘体相变的微观机理,解决了长期以来对VO2相变机理的争论。

  此项研究成果为设计基于钒氧化物的新型智能窗材料及其应用提供了理论基础。相关论文发表在《物理评论快报》[Phys. Rev. Lett. 105, 226405 (2010)],受到国内外同行的高度评价和广泛关注。

  近年来,该联合科研小组还利用同步辐射技术研究了系列纳米能源材料,重要成果发表在《美国化学会志》[J. Am. Chem. Soc. (2010)]和德国《应用化学》[Angew. Chem. Int. Ed.(2010)]上。