二氧化釩材料在相對低的溫度下作為絕緣體時,呈現出多相競爭的現象。然而,自20世紀60年代人們開始研究二氧化釩以來,這奇異的相行為一直不為人們所掌握。美國科學家23日表示,通過對二氧化釩相變(從金屬到絕緣體)進行系統的研究,他們揭開了困擾學術界數十年的謎團。
美國田納西大學研究助理亞歷山大·特瑟勒夫與法國科學家合作,在美國橡樹嶺國家實驗室納米相材料科學中心,借助凝聚物理學理論成功地解釋了二氧化釩的相行為。特瑟勒夫表示,他們發現二氧化釩發生的多相競爭現象純粹是由晶格對稱所引起的,并認為在冷卻時二氧化釩晶格能夠以不同的方式發生“折疊”,因此人們所觀察到的現象是二氧化釩不同的折疊形態。
二氧化釩在材料世界以其迅速和突然的相變而顯得與眾不同,其相變溫度為68攝氏度。特瑟勒夫說,二氧化釩所具有的導電特性讓其在光器件、電子裝置和光電設備中具有廣泛的應用潛力。
研究人員表示,他們的理論研究工作可以指導未來關于二氧化釩的實驗研究,并最終幫助開發基于二氧化釩材料的新技術。納米相材料科學中心資深科學家瑟爾蓋·卡理寧認為,在物理學中,人們總希望知道材料的特性,熱動力學理論將讓人們預測在不同的外部條件下材料的行為特征。
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