清华大学物理系于浦研究组及其中外合作者，首次在单一材料中实现了双离子的电场可控结构相变，并揭示了基于三态相变过程中光、电和磁学特性调控的器件应用。相关成果近日在线发表于《自然》。该刊同期发表的题为《凝聚态物理：功能材料的转瞬之间》的评述文章对此做出高度评价。

　　电场控制离子导致的结构相变在物理及材料科学中具有重要意义，并被广泛应用于电池、智能玻璃、燃料电池等应用领域。然而到目前为止，这些调控只依赖于O2-、H+ 和Li+等单离子的调控，而基于选择性双离子（如O2-和H+）的电场控制相变尚未实现。

　　研究团队在模型体系氧化物SrCoO2.5结构中首次实现了电场下的双离子（O2-离子和H+离子）的可逆调控，并伴随着SrCoO2.5与SrCoO3-δ以及以前尚未发现的新相HSrCoO2.5之间的三相可逆结构相变。

　　该研究中电场控制下的离子插入和析出及其对应的物相转变，为材料的物性调控提供了一类全新手段。该发现可被推广到其他一系列材料体系中，从而孕育出大量的新奇结构相变和丰富的功能特性。

　　同时，该工作通过电场对相变的调控，实现了基于双离子调控的双波段（可见光和红外）三态电致色变效应。可见光可实现环境亮暗的调节；而红外光则具有显著热效应，可实现环境凉暖的调节。通过三相调节可以实现全透、进红外光挡可见光以及全部挡光等三种透光状态，对应着广泛的应用前景。