|
原文已发表在CPL Express Letters栏目 Received 9 December 2020; online 29 December 2020 EXPRESS LETTER Dynamic Crossover in Metallic Glass Nanoparticles Shan Zhang (张珊), Weihua Wang (汪卫华), and Pengfei Guan (管鹏飞) Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (1): 016802 文章亮点 此研究给出了金属玻璃纳米颗粒弛豫动力学与自由能曲面性质的尺寸效应,发现了势能图景特征从多层级向平坦转变的临界尺寸,阐明了纳米尺度金属玻璃独特性能的微观起源,为调控其特性提供重要依据。 纳米金属玻璃颗粒的动力学转变现象 研究背景 金属玻璃又称非晶合金或非晶态金属,作为一种由原子组成的非晶态材料,金属玻璃拥有高强度、高断裂韧性、高硬度、高耐磨、高耐腐蚀性、和低磁损等优良的物性,在各应用领域引起了广泛关注。近年来,人们发现当金属玻璃的尺寸降低到纳米尺度时,不仅可以保持优异的机械性能,还因其具有高比表面积的特性而表现出与块体非晶态材料截然不同的性质,进而有望扩展它们在催化、复合材料、生物医药等领域的应用。目前,大量实验和模拟均表明金属玻璃表面具有松散的结构以及类似液体的超快动力学行为,并在低维金属玻璃的原子结构、动力学和玻璃转变温度的强尺寸依赖性中起主导作用。然而,纳米金属玻璃壳层动力学特性和其势能图景形貌的相关性仍不清楚。 内容简介 最近,北京计算科学研究中心管鹏飞研究员课题组与中科院物理所汪卫华研究员合作,通过调整颗粒特征大小观测到了金属玻璃纳米液滴从脆到强的动力学脆度转变;通过综合运用分子动力学模拟以及弛豫激活算法,以势能曲面为媒介,确定了这类动力学脆度转变归因于表面曲率增强的超快速表面动力学;揭示了随尺寸减小,纳米金属玻璃颗粒势能曲面形貌从多层级到平坦的变化,以及超小尺寸非晶体系具有平坦势能曲面的本征属性。综上所述,当液体尺寸小于临界尺寸时,体系的势能曲面形貌变得足够简单平滑,使得样品相应的金属玻璃的过冷液滴发生从脆性向强的转变,进而表现出与块体材料截然不同的宏观物性。 (a) 弛豫时间随温度变化曲线。尺寸小于1.5 nm的金属玻璃液滴脆度发生了由脆向强的转变;(b) 直径1.0 nm 和 3.0 nm的纳米金属玻璃激活能谱,插图显示其平均原子激活能量的实空间分布;(c) 势能图景形貌随尺寸变化示意图。 研究意义和重要性 此项研究揭示了纳米尺度下金属玻璃的独特特性的基本物理特征,提供了纳米金属玻璃势能曲面形貌随空间尺度演化的基本规律,为纳米金属玻璃的性能调控提供更多理论依据。 原文链接 HTML PDF 研究快讯集锦 线性非厄米系统中受对称性保护的散射 PandaX-II对太阳轴子和中微子反常磁矩的搜寻 水二聚体中氢键作用的反协同效应 应变调控单层WSe2中的贝里曲率偶极矩、轨道磁化与非线性霍尔效应 量子传感可突破经典探测盲区 BaCuS2: 一种具有中等关联强度的超导体 单层有机-无机杂化卤化铅钙钛矿中的激子涡旋 反应率加权的多层核反应网络 X0(2900)和X1(2900):强子分子态或者紧束缚四夸克态? 基于标准四电极法研究笼型富氢化物LaH10的高温超导电性 原子厚度磁性双层中的巨大自旋转移矩 双层CrI3铁磁耦合效应的增强 爱因斯坦热随机行走模型的重生:一个可以计算液体与非晶固体热导率的统一公式 双轨道量子反常霍尔模型 点此浏览所有Express Letters CPL Express Letters栏目简介 为了保证重要研究成果的首发权和显示度,CPL于2012年6月开设了Express Letters栏目。此栏目目前已发表国内外著名物理学家的优秀论文115篇,平均发表周期约一周。截至2019年底,平均每篇被引用约20次,已经在国内物理学界建立起良好口碑与声望,来稿数量不断增加。 CPL高被引论文数量统计 JCR统计数据表明,CPL发表的高被引论文数量在中国同类期刊中名列前茅。迄今为止, 有1篇引用超过1000次, 有2篇引用超过500次, 有8篇引用超过200次, 有26篇引用超过100次, 有108篇引用超过50次。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-10-19 21:44
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社