莫斯科物理和技术研究所 测辐射热计
信用:达里娅·索科尔/MIPT 莫斯科物理与技术研究所和俄罗斯科学院理论与应用电磁学研究所的研究人员发现了二氧化钒薄膜导电的原因
他们的发现发表在《物理评论》上，将使热成像设备的灵敏度和反应速度优于现有的同类设备
虽然100纳米的二氧化钒薄膜通常不导电，但当稍微加热时，它们的电阻会下降100，000倍
例如，这可能在施加电压的情况下发生
这种特性被用来制造用于太赫兹、微波、光学或红外范围的直流或交流信号的高速可切换设备和传感器
材料科学家发现VO2薄膜可能在20世纪中期变得导电
到目前为止，这种材料电学性质变化背后的确切机制尚不清楚
意识到这一机制可以实现面向应用的材料设计
这包括合成具有预定特性的薄膜，例如电导率变化的温度或加热前后电阻的比值
“这些薄膜最有用的东西可能是用于非制冷测辐射热计的传感器
辐射热计是热成像系统的基础
这项研究的合著者、MIPT大学朗道物理与研究学院的博士生维克多·波洛佐夫评论说:“VO2胶片可以提高它们的灵敏度和反应速度，将它们的适用性扩展到快速移动的物体。”
MIPT的研究人员提出了一个在绝缘状态和导电状态之间VO2薄膜转变的方案
首先，薄膜变热，导电区域偶尔出现在其中
然后这些区域连接起来，变成一个通道，使薄膜传导电流
进一步加热拓宽了通道，降低了薄膜的电阻
这一过程通过所谓的爆炸机制发生
类似的观察已经在其他材料中进行
例如，这种状态也是高温超导体中超导转变的特征
为了证明VO2电影经历了类似的过程，俄罗斯研究人员依靠理论和实验的结合
一方面，他们使用现有的模型来描述在爆炸状态下发生的过程，从理论上预测薄膜的电流-电压特性以及电阻应该如何随温度变化
另一方面，该团队合成了自己的具有独特性能的薄膜，并通过实验测量了它们的参数
“理论计算与实验结果一致，对于沉积在不同衬底上的不同结构的薄膜来说也是如此
MIPT兰道物理与研究学院的亚历山大·拉赫曼诺夫教授是这项研究的合著者，他说:“这让我们得出结论，其中的机制是普遍的——也就是说，它解释了所有VO2薄膜的热诱导导电性。”
研究人员证实了他们的假设，即VO2的转变是以一个爆发机制为特征的
既然他们知道这个机制是转变的基础，团队就可以对这个过程建模
这将是他们未来研究的重点
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