[结果]北京师范大学系统科学学院教师,自然科学

时间:2019-02-10 13:48:32 来源:禄劝资讯网 作者:匿名



2018年12月17日,北京师范大学系统科学学院教师吴振伟和他的合作者在国际学术期刊上发表了文章“金属玻璃形成熔体松弛动力学中的拉伸和压缩指数”。《Nature Communications》。一篇关于深过冷液体中原子水平的异常传输现象和微观机制的文章。

玻璃形成液体的动态行为一直是物理学,化学,生物学和材料科学等许多领域的热门研究课题之一。这不仅是因为玻璃材料在工程应用中的潜在价值,而且还源于玻璃化转变过程。一个基本的科学问题挑战人类智慧。正如2003年诺贝尔物理学奖,Anthony Leggett爵士在一篇演讲中所提到的:“玻璃:灰姑娘的凝聚态物理问题”。到目前为止,还没有很好的理论框架和范例来理解和描述玻璃形成液体和玻璃材料的许多异常行为。玻璃形成液体具有许多在简单液体中未发现的动力学特征,例如系统的非指数弛豫行为和结构弛豫时间的强烈温度依赖性。非e指数形式的时间相关函数通常也被认为是玻璃液体的典型特征之一。当过冷液体淬火时,随着温度降低,系统逐渐偏离平衡状态。此时,系统的时间相关函数从拉伸的指数衰减形式逐渐变为压缩的e指数衰减(压缩指数)。后者在玻璃状态下的衰减形式通常被认为与系统内部应力的释放有关,但其微观机制尚待进一步研究。

如图所示,具有不同局部连通性的粒子在由不同波矢q定义的空间尺度中表现出特定的传输特性。这些奇异的传输操作可以直接与特定的原子结构相关,并且它们自身特征的动态与它们周围的媒体相互作用并与之交互,从而创建一种特殊的传输模式。(tau~1/q2:正常扩散; tau~1/q:类似弹道运动。)

无定形物理的研究经验告诉我们,玻璃形成系统的任何物理性质通常都是温度的平滑函数,因此上述从玻璃化转变点到弛豫模式到转换的突然变化不太可能突然发生。一些未知的隐藏参数。发生跳跃。因此,在冷却过程中,玻璃形成液中可能存在压缩e-指数衰减的弛豫模式。这项研究工作证实了此前未报告的预期。在典型的金属玻璃形成液体(Cu50Zr50)中,发现对应于拉伸和压缩e-指数衰减的两种结构弛豫模式可以在玻璃化转变温度之上共存并且可以直接遵循某些特定的结构单元。建立联系。该结果表明,深过冷液体中原子的动态行为极其复杂,相互作用和相互作用下的传输模式丰富多样,这表明人们应该尝试使用多个空间尺度和非局部性质的结构参数。了解和研究复杂液体的动态行为。同时,这项工作也为研究金属玻璃的优异机械性能提供了新的思路和理解角度。

该研究由北京师范大学系统科学学院教师吴振伟,蒙彼利埃大学Walter Kob教授,中国科学院物理研究所王卫华教授和徐丽梅教授共同完成。北京大学量子材料科学中心。这项工作由国家自然科学基金和科技部共同资助。

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