二酸化バナジウムメタマテリアルにおけるテラヘルツ場誘起絶縁体-金属転移

LIU Mengkun; STRIKWERDA Andrew C.; KEISER George R.; STERNBACH Aaron J.; AVERITT Richard D.; HWANG Harold Y.; NELSON Keith A.; TAO Hu; OMENETTO Fiorenzo G.; FAN Kebin; ZHANG Xin; WEST Kevin G.; KITTIWATANAKUL Salinporn; LU Jiwei; WOLF Stuart A.

文献

J-GLOBAL ID：201202221975351266 整理番号：12A1048776

二酸化バナジウムメタマテリアルにおけるテラヘルツ場誘起絶縁体-金属転移

Terahertz-field-induced insulator-to-metal transition in vanadium dioxide metamaterial

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資料名：
巻： 487 号： 7407 ページ： 345-348 発行年： 2012年07月19日
JST資料番号： D0193B ISSN： 0028-0836 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：短報発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

電子-電子相互作用は導電性物質を絶縁体にすることがある。これに伴って起こる相関電子物質の絶縁体-金属相転移は,電荷キャリアの遍歴と局在化の間で起こる競合の正準的かつ巨視的な現れである。しかしそのような転移は,電荷,格子,軌道,スピン自由度の間の基本的な微視的相互作用からも生じることがあり,この複雑性が複数の相転移経路をもたらす。例えば,多くの遷移金属酸化物では,温度,光,電場,機械的歪み,磁場などの外部刺激を用いて絶縁体-金属転移が実現されてきた。二酸化バナジウムは,格子とオンサイトクーロン反発の両方が340Kでの絶縁体-金属転移に寄与するので,特に興味深い。したがって,相転移の正確な微視的起源は依然としてはっきりしていないが,二酸化バナジウムは相関電子系相転移力学のたたき台として使われている。今回我々は,二酸化バナジウムでテラヘルツ電場によって誘起された絶縁体-金属転移の観測について報告する。この転移は,メタマテリアルによって増強されたピコ秒高強度場テラヘルツパルスを用い,キャリア輸送のクーロン誘起ポテンシャル障壁を低減したことで実現された。相転移を通してメタマテリアルの非線形応答が観測され,このことは,集団的電子再配列および構造的再配列を誘起する別の経路が高強度場テラヘルツパルスによってもたらされることを示している。メタマテリアル共振器は二重の役割を果たしており,非線形応答を局所的に駆動するサブ波長場を増強するとともに,局所変化に対する全体的感度を実現し,これにより力学の巨視的観測が可能になる。今回の方法は,凝縮系物質の低エネルギー力学を調べる強力なプラットフォームとなり,さらに,メタマテリアルと複合材料との一体化が機能性非線形電磁複合材料を実現する実行可能な手段であることを実証している。Copyright Nature Publishing Group 2012

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金属-絶縁体転移

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