X射线诱导原子运动于相变材料与常规共价硫化物玻璃中
材料科学
2026-01-07 v1 无序系统与神经网络
摘要
X射线光子相关谱法（XPCS）能够直接获取无序材料中原子尺度动力学，揭示了两种自发和X射线诱导的松弛过程。本文研究了两种在玻璃转变温度附近的、组成相似的合金玻璃：相变材料（PCM）Ge15Sb85和非PCM合金Ge15Te85。两者都表现出X射线诱导的原子运动，但反应方式显著不同。Ge15Sb85发生immediate转变至光致屈服状态，其动力学特征为稳态行为，仅由吸收剂量决定。在 contrast 中，Ge15Te85表现出松弛过程的逐渐减缓，伴随密度自相关函数从压缩型到拉伸型指数衰减的交叉。这种行为符合液态类集体运动的特征，体现在第一峰附近尺度的动力学在波矢依赖性上的 de Gennes 窄化。与Ge15Sb85不同，后者在实验时间尺度内无法达到稳态，表明屈服转变仅在获得的剂量率下持续数千秒后才会发生。其响应也受温度影响：在较低温度下，动力学反映出内在应力松弛过程，而在较高温度下则受剂量控制。这些发现表明，X射线激发的动力学响应并非仅由化学组成或键合特性决定，而是由辐射效应与结构松弛路径之间相互作用的结果。
引用
@article{arxiv.2601.02550,
title = {X-ray photo-induced atomic motion in Phase Change Materials and conventional covalent chalcogenide glasses},
author = {Irene Festi and Antoine Cornet and Tomoki Fujita and Jens Moesggard and Alberto Ronca and Jie Shen and Michael Sprung and Shuai Wei and Fabian Westermeier and Raphael Escalier and Andrea Piarristeguy and Giacomo Baldi and Beatrice Ruta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02550},
year = {2026}
}