MIT团队首次观测到金属中电致可逆空位切换效应，空位浓度超热平衡态百万倍

B910化工消息：4月24日消息，MIT比特与原子中心（Center for Bits and Atoms）主任Neil Gershenfeld领导的团队在arXiv发表论文，首次在金属铜中观测到电致可逆空位切换效应。

论文第一作者为Ric Fulop，合作者包括华盛顿州立大学的正电子湮没光谱专家Marc H. Weber、MIT的Ming Liu和Haig Atikian等9位研究者。该研究直接回应了自2010年以来材料科学界的一个核心争议：电驱动固体中的"闪光态"（flash state）究竟是非平衡缺陷产生，还是仅由焦耳热效应导致。

研究团队利用正电子湮没光谱（PAS）技术对铜样品进行原位观测。实验发现，当施加电流超过临界密度时，多普勒展宽谱（DBS）S参数显著升高，表明空位大量生成；撤除电流后，S参数回到基线，空位消失。正电子寿命谱独立确认了开体积缺陷的形成，并揭示了空位团簇的弛豫层级。

关键数据：电流诱导的空位浓度超过352°C热平衡值超过10⁶倍，仅在通电时存在，断电后数分钟内消失。空位的成核率与施加电流呈陡峭的幂律关系，将实验分辨的分钟级动力学与陶瓷烧结中观察到的亚秒级闪光事件联系起来。

该结果首次证实了金属中的电流诱导Frenkel对产生机制，识别了闪光态中缺陷介导的非平衡贡献，为电场辅助烧结和缺陷工程提供了新的物理基础。 （来源：arXiv）