研究进展
※ 2024年，研究生刘洋在Phys. Rev. B上发表关于随机钉扎导致金属玻璃剪切带厚度非单调变化论文:
微掺杂是调节金属合金性能一种古老而有效的方法。微掺杂也是克服金属玻璃脆性问题一个重要的手段。大量实验表明金属玻璃的塑性随着微掺杂量的升高先增加后降低，即存在一个最佳微掺杂量。我们采用随机钉扎的方法模拟金属玻璃中微掺杂元素，发现随着钉扎浓度的增加，剪切带的厚度发生了先增后减的趋势。同时，表征塑性形变协同运动区大小的关联长度也出现了相应的先增后减的变化。这两种物理量都在相近的钉扎浓度出现了一个极大值，揭示了金属玻璃在微掺杂下出现最佳塑性形变性能的微观机制。
※ 2024年，研究生严智煌在J. Chem. Phys.上发表关于高过冷下ZrTi熔体中快速晶体生长的论文：
我们采用两种不同的分子动力学模型（EAM势和SW势）来描述ZrTi二元合金体系，发现深过冷下晶体生长速度高于传统的能态转变理论和Ginzberg-Landau理论的预期。虽然晶体生长速度和液体中的预有序（如类bcc结构和二十面体结构）有关，但预有序无法描述生长速度的温度演变行为。通过分析该相变动力学过程，我们发现该快速晶体生长速度和液体中短时间驰豫过程，如笼子内运动和结构驰豫，相耦合。该结果为解释深过冷下晶体快速生长的非平衡凝固过程提供了新的理论机制。
※ 2023年，与中科院物理研究所合作，我们在Nature Physics 上发表力学加载下玻璃材料非仿射形变及其机理的研究论文：
Nature Physics对我们工作发表专门评述性文章：
我们应邀在Springer Nature上发表 新闻报道：
"Structural anisotropy: a 'fingerprint' of atomic-scale deformation mechanism of glasses"；
该工作的详细报道见中南大学新闻网：
https://news.csu.edu.cn/info/1003/157114.htm。
※ 2022年，我们在 Phys. Rev. Lett.上发表关于液体表面玻璃转变的文章：
图（a）模拟的CuZr液体表面原子构型示意图。图（b）CuZr金属和Lennard-Jones(LJBM)熔体表面动力学关联长度随温度呈现非单调的变化。图（c）快体熔体中协同运动区形状各向异性比随温度也呈现非单调的变化，红/蓝色圆圈为协同运动区原子的示意图。
我们通过分析表面原子被加速的深度来考察液体中原子协同运动的尺度，即动力学关联长度随过冷度的变化。研究发现，表面动力学的穿透深度随着温度的降低先增加后降低，这表明原子协同运动区的空间关联尺寸在低温下出现了异常降低。该现象与传统认知的关联长度在玻璃转变温度点发散的观点不一致。 我们通过进一步分析协同运动区在不同温度下的形状特征，发现该关联长度的异常降低是由于协同运动区由链状转变为核状（即链状结构折叠成更紧密的球状结构）而导致。在动态关联长度出现最大的温度点，协同运动区形状也恰好呈现出了最大的各向异性。该协同运动区的转变符合描述玻璃转变的随机一级相变（RFOT）理论预测。但是，我们发现该转变的温度高于RFOT理论预测，可以用扩展的Mode-Coupling Theory（MCT），即随机beta弛豫MCT理论来解释。该成果不仅对理解材料制备过程中发生的表面现象具有重要启示作用，还加深了人们对玻璃转变过程中协同运动区演变规律的认知。
详细见中南大学的报道：https://news.csu.edu.cn/info/1003/154660.htm
或者科研留声机微信公众号：https://mp.weixin.qq.com/s/t4uO9r_AC6UH9m7D3YMWqA
※ 2022年，已毕业研究生刘敏在J. Chem. Phys.上发表关于咪唑离子液体中慢动力学导致表面旋转自由度湿润的文章：
（a）为咪唑离子液体表面原子可动性图：在结构驰豫时间内，表面能加速原子的动力学行为；（b）为咪唑离子液体表面分子的取向性图：表面能够冻结原子的取向，使其平行于表面法线方向；（c）我们发现在旋转自由度出现慢动力学时（Tstat点，上图），表面出现协同运动的深度发生急剧上升；该现象也在旋转自由度上观察到（Trot点，下图）。这表明液体慢动力学行为的出现是该离子液体出现表面湿润的原因。
该工作在美国物理联合会（AIP）微信公众号上报道：https://mp.weixin.qq.com/s/XO8w-p8Qfd9AoNlQFOwW-Q
※ 2021年，研究生杨前锦在J. Chem. Phys.上发表关于深过冷下Ni50Al50熔体中慢液体弛豫导致经典晶体生长理论失效的文章：
在深过冷下，合金的晶体生长速率不能被经典的晶体生长理论模型所描述（见上图实线），且其失效的机制现在仍然不清楚。在Ni50Al50熔体中，我们采用了两种不同的分子势函数，发现在深过冷度下经典理论（WF模型与BGJ模型）均失效。界面动力学过程分析表明这些理论的失效与固液界面处结构有序和化学有序的动力学竞争过程有关。我们发现该动力学有序化过程的先后顺序以及经典理论的失效原因能用液体中出现的慢动力学行为来解释。
※ 2021年，研究生刘敏在Phys. Chem. Chem. Phys.上发表关于循环加载诱导含有十二个碳链的咪唑离子液体液晶相转变的文章：
在小的应变幅度下，咪唑离子液体液晶相的形成速度加快，并形成和平衡态一样的液晶B相（图a和d）；增加应变幅度，离子液体形成有序度较低的液晶A相（图b和e）；更大应变幅度，离子液体形成无序的液体相（图c和f）。
※ 2019年，我们在Phys. Rev. B上发表关于化学相互作用对Zr-Ni-Al熔体结构和动力学影响的文章：
我们构建了描述Zr-Ni-Al三元体系的EAM势函数，该势函数能很好描述实验上通过中子散射得到的结构信息，并用以揭示了化学相互作用对该三元体系局部有序结构和原子协同运动的动力学行为的影响。