清華大學物理系于浦研究組及其中外合作者，首次在單一材料中實現了雙離子的電場可控結構相變，并揭示了基于三態相變過程中光、電和磁學特性調控的器件應用。相關成果近日在線發表于《自然》。該刊同期發表的題為《凝聚態物理：功能材料的轉瞬之間》的評述文章對此做出高度評價。
電場控制離子導致的結構相變在物理及材料科學中具有重要意義，并被廣泛應用于電池、智能玻璃、燃料電池等應用領域。然而到目前為止，這些調控只依賴于O2-、H+ 和Li+等單離子的調控，而基于選擇性雙離子（如O2-和H+）的電場控制相變尚未實現。
研究團隊在模型體系氧化物SrCoO2.5結構中首次實現了電場下的雙離子（O2-離子和H+離子）的可逆調控，并伴隨著SrCoO2.5與SrCoO3-δ以及以前尚未發現的新相HSrCoO2.5之間的三相可逆結構相變。
該研究中電場控制下的離子插入和析出及其對應的物相轉變，為材料的物性調控提供了一類全新手段。該發現可被推廣到其他一系列材料體系中，從而孕育出大量的新奇結構相變和豐富的功能特性。
同時，該工作通過電場對相變的調控，實現了基于雙離子調控的雙波段（可見光和紅外）三態電致色變效應。可見光可實現環境亮暗的調節；而紅外光則具有顯著熱效應，可實現環境涼暖的調節。通過三相調節可以實現全透、進紅外光擋可見光以及全部擋光等三種透光狀態，對應著廣泛的應用前景。
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