块材金属玻璃的形成机制在传统体系（如金属–准金属合金、氧化物玻璃）中通常可由共价键网络或赝能隙的巡游电子模型解释，但对于主要由过渡金属组成的金属玻璃，两类机制均不完全适用。近期发现的 Ir–Ni–Ta–(B) 体系具有极高的玻璃形成能力（高 Tg 与大 ΔT）[15]，其电子能量如何降低仍缺乏直接证据。为了厘清过渡金属主导体系的电子结构驱动力，本研究从局域键合与巡游电子两方面入手，系统测量了 Ir–Ni–Ta–(B) 金属玻璃的芯能级及近费米能量电子态。

首先，我们观察到近费米能量电子态与单质元素相比，未见赝能隙模型预测的系统性谱重缺失（图5d），从而排除了赝能隙巡游电子图像在 Ir–Ni–Ta–(B) 中的主导作用。相比之下，在 Ir 4f、Ta 4f、Ni 2p 的芯能级中，我们发现 Ir 与 Ta 出现方向相反的显著化学位移，而 Ni 保持近元素态（图5a-c）。这一现象表明存在强烈的 Ir→Ta 电荷转移，对应局域的金属–金属极性键合，成为降低电子能量的关键因素。进一步地，结合电负性差异分析（Ir > B > Ni > Ta），我们推断 Ir–Ta 键具有类共价特征，能够在结构中形成稳定的局域网络。论文提出的结构示意模型（图5e）显示，Ir–Ta 可能构筑类似于硅酸盐玻璃或金属–准金属玻璃中网络结构的多面体簇，从而解释 Ir–Ni–Ta–(B) 体系中普遍较高的玻璃形成能力。此外，虽然在含 B 的 Ir₃₅Ni₂₀Ta₄₀B₅ 样品中观察到弱赝能隙，但其出现仅在特定成分中，说明巡游电子贡献为次要机制。

总体而言，本研究揭示：在由过渡金属主导的金属玻璃中，电荷转移驱动的金属–金属键网络而非赝能隙，是玻璃形成能力增强的主要电子因素。该成果发表在Applied Physics Letters, 126, 141903 (2025).

图 5 Ir–Ni–Ta–(B) 金属玻璃中的电荷转移、赝能隙排除及金属–金属网络示意。(a-c) Ir 4f、Ta 4f、Ni 2p 芯能级的光电子谱对比，显示 Ir 与 Ta 发生方向相反的显著化学位移，而 Ni 保持近元素态，表明明显的 Ir–Ta 电荷转移。(b) 金属玻璃和单质组分的近费米能量电子态。(c) Ir–Ta 电荷转移形成的局域网络结构示意图，显示 Ir–Ta 极性金属–金属键可能构筑类似多面体簇的结构框架，为 Ir–Ni–Ta–(B) 的高玻璃形成能力提供微观基础。