近日，中国科学技术大学曾长淦教授课题组与韩国汉阳大学Jun-Hyung Cho教授等人合作，在原子链阵列的基态研究及其调控方面取得概念上的新突破，相关研究成果发表在11月7日出版的《物理评论快报》上，课题组的张汇博士是第一作者。

　　在强关联d电子体系中，不同电子态常常具有相近的热力学自由能，其基态可能表现为电子相分离，即多种电子相同时共存于结构均一的体系，并因此导致一些奇异物性（如庞磁电阻）。而对于sp简单电子体系，不同电子态自由能通常相差较大，导致其基态为某一均匀的电子相。一个重要的科学问题是：能否在sp电子体系中实现电子相分离呢？

　　研究人员以Si(111)表面的In原子链阵列作为模型体系，利用扫描隧道显微术对此问题进行了探索。In原子链阵列在高温下表现为4×1金属相，而在125 K温度以下表现为8×2绝缘基态。通过有意引入缺陷，这一均匀的绝缘基态转变为金属相和绝缘相共存的电子相分离基态。理论计算发现缺陷附近的晶格常数被压缩，导致金属相和绝缘相的自由能非常接近，从而稳定电子相分离基态。进一步的研究发现在电子相分离基态中，金属相和绝缘相可以通过施加电场或者电荷掺杂来可逆转变。

　　该项研究工作把电子相分离基态的存在领域从强关联d电子体系拓展到sp简单电子体系。此外，对电子相分离的终极控制将获得预期的电子图案，在同一材料中实现器件功能，这为基于硅的电子条纹控制来实现各种电子器件提供了新思路。