金红石相TiO2单晶中发现亚稳氧空位有序相

这种新的有序相对材料性能有显著的影响。首先氧空位从随机分布到有序分布的转变会导致无序-有序一级相变，造成介电常数的巨大增强(图三(a))。这种相变是不完全的，即新相没有完全推翻旧相并取而代之，因而是一种相分离现象——氧空位的相分离。此外，在很小的直流电场作用下，TiO₂晶体中一维氧空位链可以形成导电通道，导致阻变(resistive switching)或忆阻(memristive)特性。通常，氧化物材料中的忆阻特性需要一个electroforming过程，即加上一个较大的直流电场（一般为10³~10⁶V/cm），其作用是在长时间大电场的作用下使材料内随机分布的带电离子(如氧空位)定向迁移，聚集在电极附近，并最终自组织形成导电通道。而TiO₂晶体中氧空位有序自发地形成一维链，不需要这个electroforming过程，在小至 ~10 V/cm的直流电场作用下，一维链长到和样品两边电极相接触时即可形成导电通道，实现忆阻特性(图三(b))。