液态异常与超冷反硼的脆性
材料科学
2026-02-04 v2
摘要
基于IV、V、VI族元素（如Ge、Sb、Te）的相变材料（PCMs）表现出独特的液态特征，包括热力学异常和异常的动力学特性，这些特征被认为是其快速可逆晶化行为的关键因素。反硼（Sb）作为一种具有超快速开关能力的单原子PCM，因其液态和超冷态的特性至今仍未知。本文利用基于第一性原理数据训练的神经网络势能进行大规模分子动力学模拟，探讨了Sb在广泛压力温度范围内的液态、超冷态和无定形态。我们发现明显的异常行为迹象，包括密度最大值和非单调热力学响应函数，并提出一种新型八面体序参数来捕捉液态的结构演化。此外，基于配置熵和剩余熵对玻璃临界点的粘度外推表明，Sb是一种高度脆性材料。我们的结果为反映相变材料液态特性与其独特能力——即结合高无定形相稳定性和超快速晶化能力——之间关系提供了有力的论证。
引用
@article{arxiv.2510.25920,
title = {Liquid anomalies and Fragility of Supercooled Antimony},
author = {Flavio Giuliani and Francesco Guidarelli Mattioli and Yuhan Chen and Daniele Dragoni and Marco Bernasconi and John Russo and Lilia Boeri and Riccardo Mazzarello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.25920},
year = {2026}
}
备注
23 pages, 26 figures