不同于结构长程有序的晶体，非晶态物质原子呈无序排列，表现出一系列复杂的动

力学行为。结构弛豫和玻色峰是非晶物质中最突出的动力学特征。非晶固体处于非平衡

态，形成过程中较快的冷却导致局域内应力的形成，这种局域的应力偶极驱动原子（或

分子）结构重排，使体系向低能态弛豫。非晶材料的结构弛豫直接导致老化，影响材料

的性能，成为物理和材料科学中广泛关注的问题。如果在结构弛豫发生之前体系已经具

有一定热处理历史，往往表现出历史依赖行为，短时间内结构弛豫并不朝着低能态方向

进行，而是反常地先向高能态转变，而后再向低能态弛豫，好像“记住”了其最初所处

的高能态，称之为“记忆效应”。记忆效应是非晶结构弛豫中的一个重要特征和表现形

式。玻色峰是非晶物质另一个典型特征和动力学行为，涉及原子振动行为的反常性，即

在THz频率范围，非晶表现出相对于晶体而言过高的振动态密度，其额外的声子散射在

低温下（5~30 K）对比热的贡献尤为突出，导致相对于晶体而言过高的比热。以往的工

作多数是单独研究不同的动力学问题，很少研究它们之间的关联性。对于非晶体系，如

果它的某两种动力学模式具有类似的特征和表现形式，将是证明这两种动力学模式关联

的有力证据。由于记忆效应是非晶结构弛豫的一个重要特征，研究玻色峰行为是否也表

现出记忆效应，就成为验证玻色峰与结构弛豫是否关联的有效手段。

  最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）汪卫华研究组博士

生罗鹏和李彦灼在研究员汪卫华、副研究员闻平和研究员白海洋的指导下，以非晶合金

（又称金属玻璃）为模型体系，基于记忆效应，系统地研究了玻色峰与结构弛豫的关系。

他们通过差示扫描量热法（DSC）测量样品在升温过程中的吸放热行为来表征其能态，

以能态变化作为参量来表征结构弛豫过程。通过综合物性测试系统（PPMS）测量非晶

样品在低温下的比热来表征玻色峰。在同一温度退火，随着退火时间延长，体系向低能

态弛豫，玻色峰强度逐渐降低。如果样品事先在较低温度退火一段时间，再在较高温度

退火，此时体系能态先上升后下降，表现出明显的非单调行为，即表现出记忆效应。有

趣的是，玻色峰在相同的温度处理程序下同样表现出记忆效应，而且与体系能态变化呈

现很好的线性关系，从而证明玻色峰也具有记忆效应。这揭示出非晶中结构弛豫和原子

振动这两个时间尺度相差十几个量级，能量尺度相差约三个量级的动力学行为之间的直

接关联，深化了研究人员对非晶中重要的动力学模式玻色峰和结构弛豫，以及记忆效应

这样一些关键问题的认识，也为甄别非晶中众多的理论模型提供了重要依据。

  相关结果发表在Phys. Rev. Lett. 116, 175901 (2016)上。

                     （来源：中科院物理所官网 2016-05-18）