复杂氧化物的光致相变与尺度效应这两种现象本身蕴含着丰富的物理机理, 具有广阔的应用前景, 因此得到研究人员的广泛关注。如果将这两个效应相结合, 复杂氧化物是否会展现更加有趣的一面？SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy第61卷第9期告诉您答案。

光作为一种调控手段可以诱导出许多新奇的物理现象, 特别是在强关联氧化物体系中, 光不仅可以调控系统的光学性质, 还可以影响其电学、磁学性质以及晶格结构。另外, 在强关联氧化物体系中, 如果将体系制备到介观尺度, 往往也会有新奇的尺度效应出现。因此, 若将二者结合, 研究介观尺度下的光激发过程, 将会观察到更加有趣的物理现象, 并有可能揭示更多的物理机理。

近日, 题为“Critical fluctuations upon photoinduced phase transition in manganite strips”的论文在《中国科学: 物理学 力学 天文学》英文版2018年第61卷第9期发表(点击左下角“阅读原文”获取免费全文)。该工作由复旦大学物理系博士生林汉轩担任第一作者, 指导老师沈健教授和殷立峰教授担任通讯作者完成。文章重点研究了强关联氧化物——锰氧化物, 在介观尺度下的光致相变过程, 观察到了其依赖光强的电阻值临界涨落。同时, 文章通过自主改造磁力显微镜,实现了在光激发的条件下进行扫描, 并观察到光致相变过程中电子相分离畴的形态变化, 给出了电阻涨落的原因。主要的实验结果如图1所示。

图1  介观尺度下的光致相变的电阻临界涨落, 以及微观尺度下光致相变导致的畴结构变化

以往对于复杂氧化物中光致相变的研究大多集中于宏观输运性质, 对于微观层面的探究相对较少。该工作同时涉及了宏观物性和微观图像, 二者相辅相成, 不仅对于现象本身给出了合理的解释, 报告了新奇的电阻涨落, 同时在实验手段层面, 研究光激发下的磁畴分布也是一次创新。从现象本身出发, 可以利用尺度效应在器件设计方面进行进一步的研究, 探索如何利用电阻的临界涨落来提高器件的灵敏度; 从实验仪器角度, 可以将其拓展应用到其他复杂氧化物材料, 甚至是任何对光激发敏感的材料, 进而揭示更多光致奇妙物理现象的可能。

HanXuan Lin, Tian Miao, Qian Shi, Yang Yu, HaoLiu, Kai Zhang, WenBin Wang, LiFeng Yin, and Jian Shen, Critical fluctuations upon photoinduced phase transition in manganite strips, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 61, 097511 (2018)

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https://link.springer.com/article/10.1007/s11433-018-9231-4

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《中国科学: 物理学 力学 天文学》(中文版)和SCIENCE CHINA: Physics, Mechanics & Astronomy (SCPMA, 英文版)是中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的综合性学术刊物, 均为月刊。英文版SCPMA被SCI, EI, ADS等数据库收录, 2017年影响因子为2.754, Q1区。中文版被Scopus、《中文核心期刊要目总览》、《中国科学引文数据库》等收录, 以出版热点专题和专辑为主。中英文为两本完全独立的刊物。订阅《中国科学: 物理学 力学 天文学》微信公众号, 手机同步关注最新热点文章、新闻、科技资讯, 请添加微信号SCPMA2014或扫描下方图片关注.