他们采用简单的CuZr二元非晶合金作为模型研究体系。通过改变组元Cu和Zr的成分百分比来调制该体系的非晶形成能力,采用不同种类的多面体团簇密堆模型来描述非晶合金的原子结构。通过对比不同成分和非晶形成能力的CuZr合金在结构和动力学上的不同之处,发现合金中二十面体结构的团簇对玻璃形成能力起着关键性的作用。这些二十面体结构的团簇通过同种类团簇以及和其它大团簇之间的密排来降低整个体系的动力学效应,从而在非晶形成过程中,阻止晶化的发生,促进非晶态的形成;另一方面,这种二十面体由于自身五次对称性而不能排满整个空间,需要另外一些和它有着很强亲和能力的团簇来充当溶质原子。这种不同种类的原子团簇的相互结合,提高体系的稳定性。

  该项工作把非晶合金的形成和合金的微观原子结构联系起来,对认识非晶合金形成机理,寻求如何提高合金非晶形成能力的方法,探索新的非晶合金体系有重要意义。相关工作发表在Appl. Phys. Lett. 96, 021901(2010)。文章随后被Asia Materials评为研究亮点(http://www.natureasia.com/asia-materials/highlight.php?id=648)。