Frey, Maximilian and Neuber, Nico and Riegler, Sascha Sebastian and Cornet, Antoine and Chushkin, Yuriy and Zontone, Federico and Ruschel, Lucas M. and Adam, Bastian and Nabahat, Mehran and Yang, Fan and Shen, Jie and Westermeier, Fabian and Sprung, M. and Cangialosi, Daniele and Di Lisio, Valerio and Gallino, Isabella and Busch, Ralf and Ruta, Beatrice and Pineda, E. (2025) Liquid-like versus stress-driven dynamics in a metallic glass former observed by temperature scanning X-ray photon correlation spectroscopy. Nature Communications, 16, p. 4429. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-025-59767-2. ISSN 2041-1723.
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Official URL: https://www.nature.com/articles/s41467-025-59767-2
Abstract
Since several decades, the dynamics and vitrification kinetics of supercooled liquids are the subject of active research in science and engineering. Profiting from modern detector technology and highly brilliant fourth-generation synchrotron radiation, we apply temperature scanning X-ray photon correlation spectroscopy (XPCS) to probe the dynamics of a Pt-based metallic glass former in the glass, glass transition region, and supercooled liquid, covering up to six orders of magnitude in timescales. Our data demonstrates that the structural α-relaxation process is still observable in the glass, although it is partially masked by a faster source of decorrelation observed at atomic scale. We present an approach that interprets these findings as the superposition of heterogeneous liquid-like and stress-driven ballistic-like atomic motions. This work not only extends the dynamical range probed by standard isothermal XPCS but also adds a different view on the α-relaxation across the glass transition and provides insights into the anomalous, compressed temporal decay of the density-density correlation functions observed in metallic glasses and many out-of-equilibrium soft materials.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/214390/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Liquid-like versus stress-driven dynamics in a metallic glass former observed by temperature scanning X-ray photon correlation spectroscopy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 13 May 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Nature Communications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1038/s41467-025-59767-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | p. 4429 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Nature Publishing Group | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2041-1723 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Glasses; Metals and alloys; Phase transitions and critical phenomena; XPCS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Material Design and New Materials | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Materials Physics in Space > Scientific Experiments MP | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Yang, Fan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 03 Jun 2025 21:59 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 03 Jun 2025 21:59 |
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