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物理学院“博约论坛”-孙刚-第598期

来源：作者：发布时间：2026-09-18

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时间： 2026-09-18

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主讲人简介：

物理学院“博约学术论坛”系列报告

第598期

题目：表界面液体的相变机制

报告人：孙刚教授（北京师范大学）

时间：2026年09月18日（周五）下午3:00

地点：线下—良乡校区，理学楼B203会议室

摘要：

由于对称性破缺，表界面处液体的物理化学性质显著区别于体相，在反应动力学、物质传输与材料稳定性等诸多领域具有关键影响。然而，经典体相热力学在纳米尺度与非平衡条件下已难以充分描述界面相变行为。为填补这一理论空白，我们系统考察了表界面液体的结构、动力学及其奇特的相变行为，重点关注界面处的成核、结晶与融化动力学。我们揭示了一种全新的界面液体晶化机制——无势垒结晶机制（Energy Barrierless Mechanism）。与经典的 Wilson–Frenkel 理论和热碰撞理论不同，该机制不需要动力学激活能，也不依赖温度主导的热碰撞，不仅适用于超低温系统与金属体系，还可推广至空间受限的低维体系，具有一定的普适性。经典相变理论（如朗道理论、伊辛模型等）主要围绕构型自由度展开。这些成功范式使人们习惯性地将“熵”等同于“构型熵”，而将振动贡献视为背景项或次要修正，长期归入“声子热容”或“热膨胀”等热力学性质，而非相变驱动力。我们最近的系列研究发现，振动熵在结晶相变过程中扮演着不可忽视的角色，尤其在表界面相变中，振动熵对相变方向具有核心决定作用。基于此，我们提出了区别于 Ostwald 规则的新相变规则——振动熵规则（Vibration Entropy Rule）。我们所发现的新规律与提出的新概念，有望成为基础物理理论研究的重要突破，有助于深化对相变行为的理解，进而实现对相变行为的准确预测与调控。

简历：

孙刚，北京师范大学物理与天文学院高等量子材料研究中心教授。2016年于北京大学、波士顿大学（联合培养）获得博士学位，先后在悉尼大学，东京大学从事博士后研究。研究兴趣集中在不同维度下复杂体系的相变和临界现象，主要包括液体-晶体相变、液体-玻璃转变以及玻璃-玻璃转变等。2021年入选首届国家海外高层次青年人才计划资助，主持和参与国家自然科学基金委面上和重点项目, 入选Emerging Leader 24/25 Selected by IOP。迄今在Nature Materials, Nature Communications, PRL, PNAS, Science Bulletin等国际学术期刊上发表学术成果三十余篇，获得国家发明专利一项。

联系方式：liupeng@bit.edu.cn

邀请人：刘鹏研究员

网址：http://physics.bit.edu.cn/

承办单位：物理学院、先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室