非晶态是人体、地球、甚至宇宙的主要存在形式之一，是除了气态、液态、固态之外的第四种常规物质状态。在原子尺度上，非晶态物质是如何形成的，其物理机制是什么？这是一个困扰人类几个世纪的难题。不同于橡胶、光纤及其他自然界和工业生产中广泛存在的传统非晶态材料，金属玻璃被认为是最接近硬球模型的新型体系。大量理论研究指出原子的堆积密度几乎是决定金属玻璃形成的唯一因素。然而，近期东南大学香江学者袁晨晨副教授通过与香港城市大学王循理教授的合作研究发现电子轨道的杂化效应才是决定金属玻璃形成的根本因素，它不但影响原子堆积态和序结构，还通过多体相互作用对金属玻璃形成液体的动力学行为进行调控，是决定金属玻璃体系的热力学和动力学行为的内在因素之一。该项研究工作近期在材料领域顶级期刊《Materials Today》发表。本工作第一作者袁晨晨副教授得到了香江学者计划XJ2017048、国家自然科学基金委项目51601038、江苏省自然科学基金委项目BK20171354的资助。德国宇航中心材料研究所、中科院物理研究所、中国人民大学等单位参与了合作研究。
27Al核磁共振谱对金属玻璃电子轨道的杂化效应的表征
通讯作者：袁晨晨、沈宝龙
该研究指出电子结构对非晶态材料的宏观性征如力学性能[C.C. Yuan, et al. Phys. Rev. Lett. 107(23) (2011), 236403; Appl. Phys. Lett. 101(2) (2012), 021902; J. Appl. Phys. 114(21) (2013)213511; Acta Physica Sinica 66(17) (2017), 176402; J. Alloy. Compd. 798 (2019) 517; J. Alloy. Compd. 806 (2019) 246]、原子传输[C. C. Yuan, et al. Phys. Rev. B 91(21) (2015), 214203]、形成能力[C.C. Yuan, et al. Intermetallics 112 (2019), 106501; J. Non-Cryst. Solids 525 (2019) 119681]、霍尔系数、导电性、磁阻抗等均有调控作用。这项工作不仅有利于人们对金属玻璃的结构起源和玻璃转变、韧脆转变等基本科学问题的深入理解和认识，而且可以帮助人们在原子甚至电子层面的对无序体系进行性能设计，开发新型功能性非晶态材料。
