Thermodynamics, kinetics and fragility of bulk metallic glass forming liquids
本文综述了大块金属玻璃形成液体的动力学和热力学脆性。介绍了测定过冷金属液体动力学脆性、弛豫行为和热力学函数的实验方法。现有的数据进行了评估和讨论，使用Vogel-Fulcher-Tammann方程和亚当-吉布斯的框架，以及科恩-特恩布尔自由体积的方法。与纯金属和大多数非玻璃形成合金相比，大块玻璃形成剂是中等强度的液体。通常，脆性参数$D^{*} $随着合金的复杂性而增加，合金族之间存在差异，例如，贵金属基合金比Zr基合金更脆。至少一些块状金属玻璃形成液体，例如Vitreloy 1，经历从高温下的脆性状态到低温下的强状态的转变，表明在Zr基合金中这种行为是常见现象。
2014-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Discovery of Strange Kinetics in Bulk Material: Correlated Dipoles in CaCu3Ti4O12
在宽的温度（10- 300 K）和频率（0.5Hz-2 MHz）范围内进行了CaCu 3 Ti4 O 12的介电谱。我们属性的介电常数阶跃下降的柯克伍德-Fröehlich偶极子相关性的演变，减少由于反平行取向偶极子的时刻密度，随着温度的降低。Unambibibiente的次Arabic分散相关联的损失峰揭示了奇怪的动力学的主要作用;用于描述非线性支配的介观约束/分形系统，在这里见证了第一次在散装材料。有效能标随热演化而变化，关联长度在100 K以下达到介观尺度。温度依赖性的相关性揭示了一个新的，平行偶极子取向的分支低于85 K。观察到的新功能定义了一个交叉温度窗口连接单偶极子制度和相关的时刻。Conciling已知的结果，我们提出了一个分形状的自相似配置的Ca/Cu丰富的子相，由此产生的异质性赋予CaCu 3 Ti4 O 12其特有的电气行为。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Diffusion and transformation kinetics of small Helium clusters in bulk Tungsten
通过核聚变生产能源对材料在极端条件下的稳定性和性能提出了严重挑战。特别是，已知用高剂量的He离子不断轰击反应器的壁会导致其微观结构的破坏性变化。这些变化是由于He聚集成气泡，这些气泡可以生长和起泡，可能导致等离子体污染或其机械性能下降。我们通过计算研究了W中He原子小团簇在与聚变能产生相关的条件下的行为。使用广泛的技术，我们调查的热力学的集群和它们的动力学方面的扩散，增长，和分手，以及突变成纳米气泡。我们的研究提供了必要的成分来模拟早期阶段的He暴露导致He气泡的成核。
2014-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Linking high and low temperature plasticity in bulk metallic glasses: thermal activation, extreme value statistics and kinetic freezing
在远低于其玻璃化转变的温度下，块体金属玻璃的变形性质的特征在于从弹性到塑性的急剧转变、可再现的屈服应力以及该应力随温度升高而近似线性地减小。在目前的工作中，它表明，当过冷液体制度的众所周知的属性，在潜在的势能景观方面，被假定为在低温下也是有效的，一个简单的热激活模型是能够再现所观察到的宏观产量的发病。在这些温度下，复杂的势能景观的热可及性急剧降低，极端值的统计和动力学冻结现象变得重要，影响介导弹性到塑性转变的不可逆结构转变的空间异质性。随着温度的升高和接近玻璃化转变温度，该理论能够顺利过渡到高温变形制度，其中塑性是已知的热激活粘塑性模型很好地描述。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Competition of carrier bioresorption and drug release kinetics of vancomycin-loaded silicate macroporous microspheres to determine cell biocompatibility
Faculty of Materials Science and Engineering, K. N. Toosi University of Technology（材料科学与工程系，K. N. 托基理工大学）
研究万古霉素负载的硅酸盐多孔微球的载体生物吸收与药物释放动力学竞争，以评估其细胞生物相容性。
2026-04-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.bio-ph
Role of structural fluctuations and environmental noise in the electron/hole separation kinetics at organic polymer bulk-heterojunction interfaces
采用混合分子力学/量子力学（MM/QM）方法研究了由聚亚苯基亚乙烯（PPV）齐聚物和[6，6]-苯基C61-丁酸甲酯（PCBM）共混物组成的模型有机光伏（OPV）体系的电子动力学行为.使用一个启发式模型，连接能隙波动的平均电子耦合和退相干时间，我们提供了一个估计的状态到状态的内部转换率的最低的几个电子激发的歧管内。我们发现模型界面的最低几个激发态被C=C键涨落快速混合，使得系统可以在20 fs的时间尺度上同时采样分子间电荷转移和电荷分离电子组态。我们的模拟支持一个新兴的图片中的OPV系统，界面电子状态可以迅速衰减到电荷分离和电流产生状态，通过耦合到振动自由度的载流子生成。
2015-09-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Diffusion and multistage kinetics of macromolecular adsorption
我们推导出的方程，描述扩散颗粒吸附到表面上，然后通过额外的表面动力学步骤，然后被输送穿过界面。在膜蛋白插入、细胞信号传导和病毒颗粒感染细胞期间发生多阶段表面动力学。例如，在非特异性结合后，在病毒颗粒融合发生之前，必须发生额外的动力学步骤，如受体和共受体的结合。我们耦合体相颗粒的扩散与表面动力学，并推导出一个有效的，积分微分边界条件，其中包含一个记忆内核描述的延迟引起的表面反应。这种边界条件的形式是一个奇异摄动问题的限制，其中粒子表面的相互作用是短程的。此外，取决于表面动力学，延迟内核诱导非单调的，瞬态补充的散装颗粒浓度附近的接口。我们的方法概括了沃德和Tordai，Diamant和Andelman，包括表面动力学，产生了质的新的行为。
2007-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interatomic Fe-Cr potential for modeling kinetics on Fe surfaces
为了使精确的分子动力学模拟的铁铬合金的表面，我们开发，基于密度泛函理论（DFT）计算，一个新的原子间的铁铬Tersoff形式主义的潜力。相反，以前的潜在的模型，这已被设计为散装Fe-Cr，我们扩展我们的潜在的拟合数据库，不仅包括传统的散装性能，但也在体心立方铁的Cr的表面偏析能。在再现我们的DFT结果的散装性能，新的潜力被发现是优于以前开发的Tersoff势和竞争力的浓度依赖性和双带嵌入原子方法的潜力。对于Cr向Fe-Cr合金表面的偏析，只有新的电位与我们的DFT计算一致，预测Cr优先偏析到最顶层的表面层，而不是其他电位优选的第二层。我们希望这次整改能促进未来的研究，例如，从原子水平上研究不锈钢的耐腐蚀机理。
2021-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Long Term H-Release from Amorphous Carbon Evidenced by in Situ Raman Microscopy under Isothermal Heating
我们研究了在450，500和600 { \degree }C等温加热下，从等离子体沉积的氢化非晶碳膜的H释放的动力学，长时间长达几天，使用原位拉曼显微镜。分析了四个拉曼参数。它们允许识别不同的过程，例如碳网络重组和从sp3或sp2碳原子释放H以及相应的时间尺度。在500 { \degree }C下，100分钟内首先发生碳重组，伴随芳构化和sp3杂化的丧失。在所有研究温度下，最终组织相似。从sp3碳的完全H释放发生在约10小时的较长时间尺度上，而从sp2碳原子的H释放仅是部分的，甚至在几天之后。所有这些过程发生得更快，更高的初始H含量，在协议与已知的这些类型的薄膜的稳定性。这些动力学研究的定量分析提供了有价值的信息，通过确定的活化能的H释放的起源的微观过程。
2013-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ag diffusion in SiC high-energy grain boundaries: kinetic Monte Carlo study with first-principle calculations
采用从头算动力学蒙特卡罗（kMC）模型研究了银杂质在立方（3C）碳化硅（SiC）高能晶界（HEGBs）中的扩散.这项研究评估的假设，即HEGB扩散是负责银释放的三结构各向同性燃料颗粒，并提供了一个具体的例子，以增加对杂质扩散的理解在高度无序的晶界。HEGB环境由非晶SiC建模。用密度泛函理论计算了Ag缺陷的结构和稳定性。缺陷能量学表明，最快的扩散发生在a-SiC通过间隙机制。银化合物的形成能和它们之间的动力学分解活化能与高斯分布很好地近似，然后在kMC中采样。采用kMC有效介质模型模拟了Ag的扩散过程。在1200- 1600 ℃，Ag在HEGB中的扩散为Arrhenius型，扩散前因子和有效激活能分别为（2.73 ± 1.09）× 10 ~（-10）m ~ 2s ~（-1）和2.79 ± 0.18eV。HEGB结果与其他理论研究的比较表明，不仅GB扩散是占主导地位的体扩散，但也HEGB是最快的晶界路径的Ag在SiC中的扩散。在HEGB中的Ag扩散系数显示出良好的协议与离子注入测量，但2-3个数量级低于从积分释放测量中提取的扩散系数。GB扩散和积分释放测量之间的差异表明，其他的贡献是负责在一些实验中的Ag的快速释放，我们建议，这些贡献可能会产生辐射增强扩散。
2016-07-14 cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Controllable switch of dissolution kinetics mechanism in drug microcapsules
本文提出一种光镊结合玻璃微吸管的单颗粒-流体相互作用平台，通过局部微流控制球霰石药物微胶囊的旋转与溶解动力学，实现按需可控的药物释放速率，推动无机介孔纳米颗粒在纳米医学中的应用。
2023-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics and thermodynamics of carbon segregation and graphene growth on Ru(0001)
我们测量Ru（0001）表面上的碳吸附原子的浓度，这些碳吸附原子与晶体体中的C原子处于平衡状态，通过在成像时监测表面的电子反射率来测量。在从高温冷却期间，C原子分离到Ru表面，导致石墨烯岛成核。使用低能电子显微镜（LEEM），我们测量单个石墨烯岛的生长速率，同时测量表面上C吸附原子的局部浓度。我们发现，石墨烯的生长是由碳吸附原子的过饱和，二维气体，而不是通过体碳和石墨烯之间的直接交换。在长时间内，C从本体扩散到表面的速率控制石墨烯生长速率。C在三种状态-溶解在Ru中，作为吸附原子，并在石墨烯-之间的竞争进行了量化和讨论。将简单的Langmuir-McLean模型应用于与温度相关的平衡浓度，得到的吸附原子分凝焓与第一性原理计算值严重不符。这种差异表明，模型中关于C不相互作用的假设是无效的。
2009-04-07 cond-mat.mtrl-sci
On the Hill and Kolmogorov statistics and the K-function representation of judiciously modified Avrami kinetics
本研究涉及的相变动力学和属于非晶聚合物，陶瓷和大块金属玻璃（BMG）的结晶过程，以及固态转变的成核和生长机制。它也可能是相关的溶解和沉淀过程的描述，更一般的化学反应动力学，以及生化过程，如配体结合，血红蛋白氧化等的数学框架检查的“膝盖”功能，或K-功能，其影响进行了探讨。
2021-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Object Kinetic Monte Carlo Simulations of Radiation Damage in Bulk Tungsten Part-II: With a PKA Spectrum Corresponding to 14-MeV Neutrons
采用目标动力学蒙特卡罗方法研究了中子辐照下剂量率对多晶钨中空位微结构演化的影响。随后的演变为1.0位移每原子（dpa）与点缺陷产生根据一个主要的撞击原子（PKA）光谱对应于14 MeV的中子。本研究包括晶粒尺寸（2.0和4.0 $μ$ m）的影响，但不包括超越晶界汇的变形或预先存在的缺陷的影响。随着剂量率的增加，空位团密度增加，而空位密度减小。因此，平均空位团簇尺寸和可见团簇中空位的比例随着剂量率的增加而减小。空位和空位簇的密度随着晶粒尺寸减小，使得簇的平均尺寸保持相似。然而，在剂量率< 4.5 x 10-7 dpa/s时，较大颗粒的平均尺寸较大。作为剂量，剂量率，和晶粒尺寸的函数的空位积累的趋势是类似的高通量同位素反应堆（HFIR）PKA光谱得到的。但是，空位的积累量和空位的微观结构却有很大的不同。与HFIR的情况相比，我们发现，即使剂量率高2.5倍，空位密度和平均空位团簇尺寸较低。此外，仅在最低的两个剂量率（4.5 x 10-8和4.5 x 10-9 dpa/s）下形成空晶格。相比之下，一个空洞的晶格形成在所有的剂量率研究使用HFIR PKA光谱。我们详细讨论了导致这些不同的微观结构的因素。
2016-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of Ultra-thin Solar Cells Beyond the Limits of the Semi-classical Bulk Picture
采用标准的半经典漂移扩散泊松模型和基于非平衡格林函数（NEGF）的微观量子动力学方法，对超薄GaAs太阳电池的光伏特性进行了数值模拟。对于半经典模型中使用的平带体吸收系数的标准假设，这两种方法的结果之间的定性和定量的差异被确定。通过在半经典模型中考虑场相关的吸收和发射系数，改进了协议，揭示了基于高质量晶体材料的超薄器件架构中的大的内置电势梯度的强烈影响。的设备特性的完整的量子动力学模拟结果可以通过使用NEGF的产生和重组率在半经典模型中，指向一个基本上批量的传输机制。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numerical study of the grain-growth-induced non-parabolic kinetics of a solid-state reaction
Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry SB RAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院固体化学与机械化学研究所）
本研究开发移动边界扩散模型，数值模拟发现固态反应存在三种动力学 regime，亚抛物线 regime 的特性由扩散系数比和晶粒生长动力学决定，有限时间拟合可得到表观指数。
2026-09-02 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Quantum-kinetic perspective on photovoltaic device operation in nanostructure-based solar cells
下一代高效太阳能电池的各种新概念的实现是基于具有配置可调光电特性的纳米结构。另一方面，有效的纳米光学光捕获概念使得能够使用超薄吸收体架构。在这两种情况下，电子和光学状态的局部密度强烈偏离均匀的块状材料。与此同时，隧道效应或弹道输运等非局部和相干现象变得越来越重要。因此，半经典的，扩散体图片传统上假定可能不再是适当的，以描述的物理过程的产生，运输，和重组管理这样的设备的光伏操作。在这篇综述中，我们提供了一个量子动力学的角度来看光伏器件的操作，达到超出了散装太阳能电池的标准模拟模型的限制。通过将半经典模型对关键物理量（例如吸收系数、发射光谱、产生和复合速率以及电势、密度和电流）的预测与基于非平衡量子统计力学的更基本描述给出的相应性质进行比较，在基于超薄膜和纳米结构的太阳能电池架构中评估与体物理的偏差。这种先进的方法，同时铺平了道路，以全面的量子理论的photopolics，桥梁模拟微观材料和宏观器件水平提供的载流子动力学在介观尺度。
2017-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
One micron length scale controls kinetic stability of low energy glasses
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Rostock（罗斯托克大学）
该研究通过交流纳米量热法发现，低能吲哚美辛玻璃的转变时间随薄膜厚度变化，1微米为转变机制的分界尺度，揭示了控制其动力学稳定性的关键长度尺度。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Energetics of Cs in Sigma3 grain boundary of 3C-SiC
采用密度泛函理论研究了3C-SiC中σ 3晶界Cs缺陷的能量学，以了解晶界在Cs扩散中的作用及其最终从三结构各向同性燃料颗粒（TRISO）中的释放. Cs在Sigma 3晶界处比在SiC块体中稳定得多，晶界处的形成能比块体中显著降低（7- 17 eV）。它被发现有甚至更低的形成能比Ag在Sigma 3晶界，而这种趋势是相反的，在体SiC中，如先前从类似的密度泛函理论计算证明。在此基础上，提出了通过晶界工程控制Cs从SiC层中释放的可能途径。
2016-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen Release from Sodium Alanate Observed by Time-resolved Neutron Backscattering
Na3AlH6中的内分子运动在180 ° C下产生了与波数无关的约1微eV宽度的洛伦兹光谱，这可能是由于AlH6四面体的旋转。在NaAlH_4和NaH中没有这种准弹性线。基于这一发现，使用中子背散射光谱仪SPHERES上的时间分辨测量来监测铝酸钠（NaAlH 4到Na3AlH 6到NaH）的分解动力学。这两个反应步骤被认为是加速自动催化，最有可能在表面的Na3AlH6和NaH微晶。
2011-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Muon probes of temperature-dependent charge carrier kinetics in semiconductors
我们已经应用了光激发μ子自旋光谱技术（光- $μ$ SR）的本征锗的目标是开发一种新的方法来表征在广泛的半导体过剩载流子动力学。μ子自旋弛豫速率可以是过剩载流子密度的唯一度量，并用于研究载流子动力学。所得到的载流子寿命谱可以用一个简单的扩散方程来模拟，以确定体复合寿命和载流子迁移率。对这些参数随温度变化的研究可以揭示复合和扩散机制。
2019-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal vs Local Pseudopotentials Affect Kinetic Energy Kernels in Orbital-Free DFT
本文提出从Kohn-Sham DFT计算动能核的方法，比较局域与非局域赝势对铝和硅价电子的影响，揭示非局域赝势在短波长区域导致显著偏离von Weizsacker结果。
2024-09-19 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Extending Nonlocal Kinetic Energy Density Functionals to Isolated Systems via a Density-Functional-Dependent Kernel
HEDPS, CAPT, School of Physics and School of Mechanics and Engineering Science, Peking University（北京大学物理学院与工程力学系）
本文通过构建密度泛函依赖的核，解决了非本地动能密度泛函在孤立系统中的不稳定性问题，提升了计算效率和精度。
2026-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Fabrication, drug delivery kinetics and cell viability assay of PLGA-coated vancomycin-loaded silicate porous microspheres
K. N. Toosi University of Technology（K.N.托伊西理工大学）；Arts et Metiers Institute of Technology, CNAM, PIMM, HESAM University（巴黎国立高等工艺学院，CNAM，PIMM，HESAM大学）；Arts et Metiers Institute of Technology, CNAM, LIFSE, HESAM University（巴黎国立高等工艺学院，CNAM，LIFSE，HESAM大学）
本研究开发了PLGA包覆的含万古霉素硅酸盐多孔微球，通过控制释放机制和生物相容性测试，验证其在骨组织工程中的应用潜力。
2025-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.bio-ph
Enhancing Ionic Conductivity of Bulk Single Crystal Yttria-Stabilized Zirconia by Tailoring Dopant Distribution
本文提出了一个基于从头算的单晶氧化钇稳定氧化锆离子电导率的动力学蒙特卡罗模型。通过结合密度泛函理论计算和团簇展开方法来考虑离子相互作用，并且发现离子相互作用对于再现实验中观察到的有效活化能至关重要。该模型预测，通过将掺杂剂离子排列成超晶格，有效能垒可以降低0.15-0.25 eV。
2010-11-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
