Fujita, Tomoki und Sun, Yanwen und Li, Haoyuan und Albert, Thies J und Song, Sanghoon und Sato, Takahiro und Moesgaard, Jens und Cornet, Antoine und Sun, Peihao und Chen, Ying und Mo, Mianzhen und Amini, Narges und Yang, Fan und Lucas, Pierre und Esposito, Vincent und Vila-Comamala, Joan und Wang, Nan und Mamyrbayev, Talgat und David, Christian und Hastings, Jerome und Ruta, Beatrice und Fuoss, Paul und Sokolowski-Tinten, Klaus und Zhu, Diling und Wei, Shuai (2025) Femtosecond X-ray photon correlation spectroscopy enables direct observations of atomic-scale relaxations of glass forming liquids. Journal of Chemical Physics, 162 (19), Seite 194201. American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/5.0264574. ISSN 0021-9606.
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Offizielle URL: https://pubs.aip.org/aip/jcp/article/162/19/194201/3346905/Femtosecond-x-ray-photon-correlation-spectroscopy
Kurzfassung
Glass-forming liquids exhibit structural relaxation behaviors, reflecting underlying atomic rearrangements on a wide range of timescales and playing a crucial role in determining material properties. However, the relaxation processes on the atomic scale are not well-understood due to the experimental difficulties in directly characterizing the evolving correlations of atomic-scale order in disordered systems. Here, we harness the coherence and ultrashort pulse characteristics of an x-ray free electron laser to directly probe atomic-scale ultrafast relaxation dynamics in the model system Ge15Te85. We demonstrate an analysis strategy for determining the intermediate scattering function by extracting the contrast decay of summed scattering patterns from two rapidly successive, nearly identical femtosecond x-ray pulses generated by a split-delay system. The result indicates a full decorrelation of atomic-scale order on the sub-picosecond timescale, supporting the argument for a high-fluidity fragile state of liquid Ge15Te85 above its dynamic crossover temperature. The demonstrated strategy opens an avenue for experimental studies of relaxation dynamics in liquids, glasses, and other highly disordered systems.
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Femtosecond X-ray photon correlation spectroscopy enables direct observations of atomic-scale relaxations of glass forming liquids | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 22 April 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Journal of Chemical Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 162 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1063/5.0264574 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seite 194201 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | American Institute of Physics (AIP) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0021-9606 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Ultrafast X-rays, Glass dynamics, Viscous liquid, Free electron lasers, Chemical dynamics, X ray photon correlation spectroscopy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Forschung unter Weltraumbedingungen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Materialforschung und Mikrogravitation (MuM), R - Materialdesign und neue Materialien | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Yang, Fan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 03 Jun 2025 21:58 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 03 Jun 2025 21:58 |
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