玻璃形成与热力学平衡温度有潜在关联

仙仙

中国科学技术大学物理学院教授徐宁研究组在双组分材料体系的玻璃形成能力的研究中取得了重要进展。相关成果近日在线发表于《自然—通讯》。


玻璃是由单一原子或颗粒构成的体系，由于易结晶，其形成能力一般很差。化合物或不同组分组成的材料由于组成单元结构的复杂性以及在尺寸等方面的差异，可以形成几何结构阻挫来阻碍结晶，从而利于玻璃的形成。在众多玻璃形成体系中，较为简单的一类是由两种粒径不同的圆球构成的模型体系（简称双分散体系），研究表明，这种体系的玻璃形成能力与两种组分的粒径比和占比有关。以往的研究主要基于几何阻挫（熵效应）来探讨影响玻璃形成能力的因素，能量效应对玻璃形成能力的影响讨论得较少。


徐宁研究组以双分散体系为研究对象，通过研究表明，表征非平衡体系性质的玻璃形成能力与热力学平衡温度有潜在关联，从而建立起了非平衡和平衡体系的联系。该研究同时给出了通过调节作用势的强弱来调控玻璃形成能力的新方案，并且指出，熔化温度和压强之间有好的线性关系的材料有利于玻璃的形成。