上海交大领衔非晶合金原子结构研究获突破性进展

    近日，上海交通大学材料科学与工程学院陈明伟教授领衔的国际研究团队在非晶合金原子结构的研究取得突破性进展，首次在实验上表征了非晶中重要结构单元二十面体团簇的原子空间构型，并证明二十面体原子团簇的几何不稳定性(Geometric Frustration)是非晶形成的结构起源。这是非晶结构研究上取得的又一重大进展，将推动非晶中很多基本科学难题如玻璃转变问题、非晶形变机制的研究，为探索新型非晶材料提供指南。这项突破性进展即将发表在Science杂志上。此项研究还得到了国家自然科学基金的资助。非晶态材料是一类远离平衡态、结构无序的刚性固体物质，具有许多特异物理、化学性质，并在工业界及我们的日常生活中得到了广泛的应用。非晶材料也是当今材料科学和凝聚态物理的研究热点之一。尽管人类对非晶材料的使用已有相当长的历史，但对其结构和性能的认识并不十分清楚，仍有大量长期悬而未决的基本科学问题。造成这一现状的根本原因就是在于非晶结构无法进行有效的实验表征。非晶结构表征成为制约非晶物理和材料发展的瓶颈。近年来，陈明伟教授领导的国际研究团队对非晶结构这一世界性难题进行了系统深入的研究，取得了一系列重要成果。他们在国际上首创了埃尺度相干电子衍射技术，并成功探测到非晶材料原子近邻及次近邻有序结构(Nature Materials 10， 28(2011);通过改进动态原子力显微技术直接测量了纳米尺度非晶材料结构不均匀性及流变单元 (Phys. Rev. Lett. 106, 125504(2011));结合同步辐射实验和计算机模拟揭示了共价键在稳定非晶合金结构中的作用。