关联氧化物材料体系中电荷、晶格、轨道及自旋等多自由度间的关联、耦合与重构，使其材料体系中展现出新奇的物理现象及丰富的物理内涵。如何实现关联电子材料物性的有效设计与调控，进而探索体系中的新物态、新物理和新应用成为材料科学和凝聚态物理领域的共性科学问题。近年来，氢化或质子化等离子演化策略通过引入离子自由度调控关联电子材料自由度间的耦合作用，触发关联电子材料物性的可逆变化，发现了丰富的新奇电子相和磁基态，引起关联电子学领域的广泛关注。

近日，山西师范大学许小红教授团队通过建立关联二氧化钒（VO₂）材料的热力学亚稳态，打破热力学平衡相图的约束，基于氢离子演化的方法发现了电子游离态的新型氢化电子相，为探索关联电子体系中的新物态提供了可行的途径。不同于VO₂热力学稳定相，亚稳态VO₂体系的新型氢化电子态相对稳定且高度可逆，为构筑新型质子基关联电子器件奠定了基础。基于同步辐射谱学技术和第一性原理计算，氢化触发亚稳态VO₂体系的新型电子相变可归因为电子掺杂引发的莫特电子轨道重构。

相关成果以“Hydrogen-Associated Filling-Controlled Mottronics Within Thermodynamically Metastable Vanadium Dioxide”为题发表与材料科学领域国际著名期刊Adv. Sci.（SCI一区TOP，IF: 14.3）上。山西师范大学青年教师周轩弛为论文的第一作者兼共同通讯作者，许小红教授及周国伟副教授为共同通讯作者，山西师范大学为本文的第一完成单位。该研究成果得到了国家自然科学基金及山西省基础研究计划项目的资助。全文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202414991

热力学亚稳态二氧化钒的氢致电子相变特性