Un metal transitorio
Se sabe que el dióxido de vanadio tiene una transición estructural y electrónica acoplada a la que se puede acceder mediante excitación luminosa, térmica o eléctrica. Los estudios ópticos ultrarrápidos de esta transición de aislante a metal indican que está mediada por la formación de una fase metálica transitoria que retiene la estructura de la fase aislante original. Sood et al. demuestre que ocurre una secuencia similar cuando el material se excita eléctricamente con una serie de pulsos de voltaje. Usando difracción de electrones ultrarrápida, los investigadores monitorearon la estructura de una muestra de dióxido de vanadio después de la excitación y encontraron evidencia de una fase metálica metaestable que aparece durante la transición.
Ciencias, abc0652, este número p. 352
Resumen
Comprender las vías y las escalas de tiempo que subyacen a las transiciones entre aislador y metal accionadas eléctricamente es crucial para descubrir los límites fundamentales del funcionamiento del dispositivo. Utilizando difracción de electrones estroboscópica, realizamos mediciones sincronizadas con resolución temporal de movimientos atómicos y transporte electrónico en el funcionamiento del dióxido de vanadio (VO2) interruptores. Descubrimos un estado isoestructural activado eléctricamente que se forma transitoriamente en escalas de tiempo de microsegundos, que se muestra mediante simulaciones de campo de fase como estabilizado por heterogeneidades locales e interacciones interfaciales entre las fases de equilibrio. Esta fase metaestable es similar a la que se forma bajo la fotoexcitación dentro de los picosegundos, lo que sugiere una vía de transformación universal. Nuestros resultados establecen la excitación eléctrica como una ruta para descubrir fases no equilibradas y metaestables en materiales correlacionados, abriendo vías para la ingeniería del comportamiento dinámico en nanoelectrónica.