论文标题：Correlated Atomic Dynamics in a CuZrAl Liquid Seen in Real Space and Time Using Time-of-Flight Inelastic Neutron Scattering Studies

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-8015/5/1/4

期刊名：Liquids

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/liquids

本文通过飞行时间非弹性中子散射（TOF INS）结合中子静电悬浮设施（NESL），对1060 °C 下形成金属玻璃的Cu₄₉Zr₄₅Al₆液体进行研究，测定了时间依赖的对关联函数（Van Hove 函数），通过分析最近邻峰的衰减确定了原子有序化的时间尺度（即Van Hove 时间）。经严格统计分析（交叉验证、AIC、BIC），发现拉伸指数模型比双指数模型更适合描述该体系的配位数变化，测得 Van Hove 时间为1.3±0.2 皮秒，为金属液体动力学过程的时间尺度提供了关键见解。

研究过程与结果

本文的研究团队使用了飞行时间非弹性中子散射（TOF INS）结合中子静电悬浮设施（NESL）。NESL 提供无容器环境，减少污染并维持高温液态；TOF INS 通过测量中子散射的能量和动量转移，获取动态结构因子(S(Q,E))，进而推导 Van Hove 函数和原子动力学信息，实现对原子有序化时间尺度的测定。通过分析中子散射数据，本文计算出一个重要指标——RK metric，它能反映原子周围“邻居”数量的变化。随着时间推移，原子的局部有序结构会逐渐瓦解，RK metric 随之减小。经过对两种模型（拉伸指数模型和双指数模型）的严格统计验证（交叉验证、AIC、BIC），发现拉伸指数模型更能准确描述这一过程。最终得出：该合金液体中，原子重新排列、改变 “邻居”的特征时间（即 Van Hove 时间）为1.3±0.2 皮秒。

该研究测定的 Van Hove 时间，就像原子世界的 “生物钟”，揭示了金属液体从无序到有序的微观机制。它不仅帮助我们理解金属玻璃的形成原理，还能为设计更优性能的合金材料提供关键依据——比如如何通过调控原子运动，让材料更易形成玻璃态，拥有更强的强度和韧性。