Science：五阶磁化系数帮助揭示非晶热力学形成机理

非晶材料，也就是所谓的金属玻璃，越来越受到科学工作者的关注。在关于非晶材料的研究中，大部分的研究都集中在材料的各种性能及相关机制研究，然而，目前关于非晶材料是如何形成的微观机制还存在很大争论：一种观点认为，非晶材料仅仅是一种特殊粘滞态的液体，另一种观点则认为，非晶材料是一种真实但特殊固态热力学相变的产物。

近日，来自法国的科研人员通过研究利用三阶和五阶磁化系数给出了上述争论的答案。他们对过冷的甘油及碳酸丙烯酯进行高精度的非线性介电实验，发现了能够证明热力学形成非晶构型的有力证据。另外，他们还发现，长大的瞬态域在降温时会变得紧凑，这意味着它们的分维等于3，因而，非晶形成的玻璃转变过程可能代表着一类区别于传统二级相变（分维小于3）的临界现象。

文献图注

图1 过冷甘油中用两套独立装置测量的五阶磁化系数

(A): 五阶磁化系数与频率及温度的关系图，在给定温度下，磁化系数都会存在一个峰值，随着温度降低，峰值逐渐升高；
(B): 图(A)在磁化系数-频率面的投影图；
(C): 对比不同阶磁化系数的相对大小，阶数越大，峰值越高。

图2过冷碳酸丙烯酯中的五阶磁化系数

尽管碳酸丙烯酯与甘油之间具有不同的分子间相互作用，磁化系数随频率及温度的变化情况及特点均与过冷甘油的情况类似。

图3 峰值处三阶及五阶无量纲磁化系数随温度的变化情况

(A): 对于甘油，归一化温度取207K，列出了归一化后两种装置下五阶磁化系数峰值及其中一种装置下三阶磁化系数峰值随着温度的变化情况，看出五阶磁化系数峰值的演化规律在两种装置中是相似的；
(B): 对于碳酸丙烯酯，演化规律与甘油类似，只不过归一化温度取的是164K。

文献链接:Fifth-order susceptibility unveils growth of thermodynamic amorphous order in glass-formers

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