模型金属玻璃形成材料中的快动力学

我们在一个表现出脆-强（FS）转变的模拟Al-Sm玻璃形成（GF）材料中，研究了快$\beta$-和Johari-Goldstein（JG）$\beta$-弛豫过程，以及玻璃形成液体和Boson峰的弹性散射响应。这些动力学过程在“普通”GF流体中是普遍的，并共同描述了它们的“快动力学”，我们发现这些弛豫过程也出现在表现出脆-强转变的GF液体中。具有不可逆与可逆性质（“stringlets”）成分的弦状粒子运动发生在快动力学区间，对应于ps时间尺度。与局域不稳定模相关的弦状集体运动促进了与JG $\beta$-弛豫过程相关的长时间不可逆且间歇的粒子“跳跃”事件，而与局域稳定模相关且对应完全可逆原子运动的stringlets产生了Boson峰。为了进一步澄清Boson峰的起源，我们计算了stringlet粒子与“正常”粒子的态密度，发现stringlet粒子产生Boson峰而正常原子则没有。stringlets随加热的增长最终也导致这些激发的“软化”，且Boson峰频率与剪切模量随此软化同步下降。快动力学区间中弦状集体运动随加热的增长进一步被证明是快弛豫过程强度增长的原因。冷却液体中的弛豫显然涉及作用于相当不同的时间与空间尺度上的弛豫过程层级。