半个世纪前,特恩布尔提出的所有材料是否都能固化成玻璃态的问题仍未得到解决。一些最简单的单原子金属系统尚未被玻璃化,尤其是紧密堆积的面心立方金属。近日,中国科学院大学白海洋、北京大学周继寒、松山湖材料实验室柯海波报道了在液体介质中使用皮秒脉冲激光烧蚀方法对金和几种类似的密堆积面心立方和六方金属进行玻璃化。
本文要点:
1) 玻璃化是通过激光烧蚀过程中的快速冷却和液体介质对成核的抑制而发生的。作者使用该方法可以同时生成大量的原子构型,包括玻璃态构型,从而可以对稳定的玻璃态进行采样。
2) 模拟表明,单原子金属的良好稳定性源于二十面体团簇的强拓扑挫折。该工作打破了玻璃态形成的局限性,并表明玻璃化是物质的固有特性,并从原子构型的角度为金属玻璃的制备和设计提供了一种有效策略。
Xing Tong et.al Breaking the vitrification limitation of monatomic metals Nature Materials 2024
DOI: 10.1038/s41563-024-01967-0
https://doi.org/10.1038/s41563-024-01967-0