北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室刘凯欣教授课题组在非晶金属玻璃结构研究方面取得重要进展。相关研究成果于01月12日在线发表在《自然—通讯》杂志上。(Hidden topological order and its correlation with glass-forming ability in metallic glasses. Nat. Commun. 6:6035 doi: 10.1038/ncomms7035 (2015). http://www.nature.com/ncomms/2015/150112/ncomms7035/full/ncomms7035.html)

在固体理论和力学研究中，非晶态物质的结构特征，其原子排布方式一直是人们最为关切的基本问题之一。通过大量的科学研究工作，人们对于玻璃态物质的短程有序性有了比较深刻的认识，但对于其中程原子序的认知，还停留在比较粗浅的层面。刘凯欣教授课题组通过对金属玻璃结构的衍射数据进行详尽细致地分析，发现了这些衍射数据背后所隐含的结构信息。这些结构上的隐含拓扑序以球对称的方式表达，并与晶体中的球对称序有非凡的结构同源性。随着金属玻璃体系中化学组分的增加，这些原子中程尺度上的隐含序的种类会随之增加，并会因为不同的排列倾向性而发生拓扑纠缠。体系隐含序拓扑纠缠的强烈与否，与该体系玻璃形成能力之间具有明显的对应关系。此发现为金属玻璃形成当中抑制形核晶化的几何失措的物理图像提供了全新的理解方式。

该工作是与中国人民大学李茂枝教授课题组和中国科学院汪卫华研究员课题组共同合作完成，北京大学为第一完成单位。论文第一作者为工学院力学与工程科学系和应用物理与技术研究中心联合培养的博士研究生武振伟同学。论文共同通讯作者为李茂枝教授和刘凯欣教授。该项工作得到了国家自然科学基金委和科技部的资助，也得到了湍流与复杂系统国家重点实验室基金的长期支持。

金属玻璃中的隐含序及其与玻璃形成能力之间的关系