（通讯员高亮）1月15日，《国家科学评论》（National Science Review，NSR）在线发表了强磁场物理研究所于海滨教授团队题为“Beyond geometry orders: uncovering bonding heterogeneity dominated structure-relaxation coupling in glasses”的论文。公司为论文第一完成单位，国家脉冲强磁场科学中心2022级博士生高亮为论文第一作者，于海滨教授、丹麦洛斯基尔德大学Jeppe Dyre教授和中国工程物理研究院材料研究所王琦研究员为论文共同通讯作者，厦门大学孙阳教授、美国爱荷华州立大学Kai-Ming Ho教授以及中心2022级硕士生高佳琪、2021级博士生卜庆周（已毕业）、博士后杨群（已出站）参与相关研究工作。
非晶态材料（或玻璃）广泛应用于结构材料、功能器件及工程领域，是材料科学和凝聚态物理中的重要研究对象。不同于晶体材料具有明确的长程有序结构，非晶态材料在原子尺度上呈现高度无序，其物理性质对制备历史和外部条件高度敏感，表现出一系列复杂而独特的动力学行为。
电子相互作用异质性决定的弛豫动力学
长期以来，非晶态材料的结构-性能关系研究主要依赖几何结构分析方法，例如局域配位环境、原子排列方式以及短程和中程有序结构等。这些方法在一定程度上揭示了非晶结构的共性特征，但在实际研究中，人们逐渐发现，仅基于几何结构的描述往往难以解释非晶态材料在动力学行为上的显著差异。尤其是在多组元金属玻璃体系中，成分和结构相似的材料，往往表现出截然不同的动力学行为和热稳定性，这一现象对传统结构分析方法提出了新的挑战。
针对这一科学问题，于海滨教授团队通过实验表征与先进的深度学习分子动力学模拟相结合，系统对比了两种Pd基玻璃材料Pd40Cu40P20、Pd40Ni40P20在热行为和弛豫动力学方面的差异。研究发现，尽管两种体系在原子几何结构上高度相似，但其b弛豫和玻璃形成能力却存在显著不同。进一步分析表明，这种差异并非源于传统意义上的结构排列与有序度，而与材料内部的化学键特性密切相关。研究结果表明，两种体系中Cu-P和Ni-P化学键强度及其空间分布的非均匀性会显著影响原子的运动能力和协同重排方式，从而调控非晶态材料的动力学行为。这一发现表明，化学相互作用在非晶态材料动力学中的作用不可忽视，甚至在某些体系中起主导作用。
该研究突破了以几何结构为核心的传统分析框架，从化学键和电子结构角度为理解非晶态材料的动力学行为提供了新的物理图景，不仅深化了对金属玻璃弛豫机理的认知，也为非晶态材料性能调控和新材料设计提供了新的理论依据。
该研究工作得到国家自然科学基金、304永利集团和强磁场中心计算平台、四川省自然科学基金、中国博士后科学基金和丹麦VILLUM基金会等支持。
论文链接：https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwag006/8426300
