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VO2金属-绝缘体相变机理的研究进展

罗明海 徐马记 黄其伟 李派 何云斌

VO2金属-绝缘体相变机理的研究进展

罗明海, 徐马记, 黄其伟, 李派, 何云斌
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  • VO2是一种热致相变金属氧化物. 在341 K附近, VO2发生由低温绝缘体相到高温金属相的可逆转变, 同时伴随着光学、电学和磁学等性质的可逆突变, 这种独特的性质使得VO2在光电开关材料、智能玻璃、存储介质材料等领域有着广阔的应用前景. 因此, VO2金属-绝缘体可逆相变一直是人们的研究热点, 但其相变机理至今未有定论. 首先, 简要概述了VO2相变时晶体结构和能带结构的变化情况: 从晶体结构来讲, 相变前后VO2从低温时的单斜相VO2(M)转变为高温稳定的金红石相VO2(R), 在一定条件下此过程也可能伴随着亚稳态单斜相VO2(B)与四方相VO2(A)的产生; 从能带结构来看, VO2处于低温单斜相时, 其d//能带和*能带之间存在一个禁带, 带宽约为0.7 eV, 费米能级恰好落在禁带之间, 表现出绝缘性, 而在高温金红石相时, 其费米能级落在*能带与d//能带之间的重叠部分, 因此表现出金属导电性. 其次, 着重总结了VO2相变物理机理的研究现状. 主要包括: 电子关联驱动相变、结构驱动相变以及电子关联和结构共同驱动相变的3种理论体系以及支撑这些理论体系的实验结果. 文献报道争论的焦点在于, VO2是否是Mott绝缘体以及结构相变与MIT相变是否精确同时发生. 最后, 展望了VO2材料研究的发展方向.
      通信作者: 李派, paili@hubu.edu.cn;ybhe@hubu.edu.cn ; 何云斌, paili@hubu.edu.cn;ybhe@hubu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51572073, 61274010, 51202062, 11574074)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-02
  • 修回日期:  2015-12-02
  • 刊出日期:  2016-02-20

VO2金属-绝缘体相变机理的研究进展

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51572073, 61274010, 51202062, 11574074)资助的课题.

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