氧化物相变材料的金属-绝缘体相变过程包含着电子、自旋、轨道、晶格之间的相互作用和关联，蕴含着丰富的量子现象，并且在宏观物性上呈现出奇异的光、电、磁学性质，在特殊光电功能器件方面有着巨大应用前景。基于同步辐射的X射线能谱和吸收谱以及衍射技术能够精确提供化学元素、晶体结构、电子轨道、自旋、磁矩和跃迁能级等丰富的信息，在研究氧化物量子功能材料的微观结构和电子态等问题上具有独特的优势。
依托合肥同步辐射光源，国家同步辐射实验室/核科学技术学院邹崇文研究员课题组及其合作者深入研究了以二氧化钒相变材料为代表的量子材料体系，发展了室温下氢化掺杂的多态相变调制技术（Nature Comm. 9 (2018) 739），实现了突破红外调制极限的电控智能窗（Science Advances 5 (2019) eaav6815）。与此同时，结合理论计算，创新性提出了电子-质子协同掺杂的新概念和内在机制，并将之作为一种普适的氢化掺杂技术推广到其他金属氧化物体系（Angew. Chem. Int. Ed., 58 (2019) 13711；J. Am. Chem. Soc .142 (2020) 4136; Communications Materials, 2(2021)34）。
最近该课题组将这种普适的电子-质子协同掺杂技术应用到氧化钨电致变色薄膜并实现了可擦写电路的功能化应用。相关研究结果以“Selective hydrogenation of WO3 for erasable conducting circuit”为题发表于国际应用物理知名期刊 《Journal of Applied Physics》上(J. Appl. Phys. 129 (2021) 235702).该工作被编委会推荐为期刊封面论文，同时并被选为Featured Article，在杂志网站首页加以介绍。
氧化钨材料由于其独特的电致变色特性一直是功能器件研究的热点。实验中课题组研究人员在磁控溅射生长的氧化钨薄膜上，利用电子束曝光等微纳加工技术，结合课题组开发的电子-质子协同掺杂方法，实现了微区选择性氢化诱导的金属绝缘相变，并将之应用于可擦写微纳导线和电路，在特殊电路和功能化应用方面有着重要价值。
图2. 当期封面
该项研究得到了国家自然科学基金、中科院青年创新促进会“优秀会员”人才项目以及中国科大专项基金的资助。
文章全文详见https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0049980