On the Limit of the Thermodynamic Stability Superheated Crystals and Mechanisms of Its Loss
利用强非谐晶体的非对称自洽场关联方法,研究了具有不同化学键类型晶体的热力学稳定性及其丧失机制。利用以下相互作用势:简单的范德华晶体(固体Ar)的Lennard-Jones成对势和Axilrod - Teller三体势,金属(Na)的Schiff提出的有效电子对相互作用势和富勒烯(C_(60))的Girifalco势。在第一和第三种情况下,FCC晶格变得不稳定,因为等温体积模量BT变为零。对于富勒烯,剪切系数C44也变为零。当其它剪切系数CT_(11)-CT_(12)为零时,固体Na失去稳定性。
2004-12-30 cond-mat.stat-mech
The thermodynamics and roughening of solid-solid interfaces
利用质量输运速率与热力学电势差成正比的思想,分析了分离两个非流体静力学应力固体的尖锐界面的动力学。固体被允许交换质量通过将一个固体转化成另一个,热力学关系的质量元素的变换推导出和线性稳定性分析的接口进行。的稳定性取决于在界面处发生的相变的顺序。在非线性区域进行数值模拟,以研究界面的演化和粗糙化。它示出,即使是小的对比度的参考密度的固体可能会导致形成的指状结构与远场应力的主方向对齐。
2009-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Classical nucleation theory for the nucleation of the solid phase of spherical particles with a short-ranged attraction
经典成核理论被用来估计通过具有短程吸引力的势相互作用的颗粒的固相成核的自由能垒。由于流体和固相之间的高界面张力,该屏障非常大,比硬球体大得多。它在引力范围趋于零的极限上是发散的。我们预测成核的上限与蛋白质结晶的实验结果吻合得很好。
1999-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Observation of non-classical rotational inertia in bulk solid 4He
在Kim和Chan(KC)最近的扭转振荡器实验中,已经观察到在多孔材料和块状环形通道中的固体4 He的转动惯量的减小。这一观测结果强烈地表明,在固体4 He中存在“非经典转动惯量”(NCRI),即超流。为了研究这种可能的“超固态”相,我们进行扭转振荡器实验的圆柱形固体4 He样品。我们已经观察到两个固体样品(压力P = 4.1和3.0 MPa)的转动惯量低于200 mK的下降。在70 mK下观察到的NCRI分数为0.14%,约为KC在环中观察到的分数的1/3。我们的观察是KC发现的可能的超固体的第一个实验证实。
2006-07-03 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Classical Linear Harmonic Oscillators to Describe Thermodynamic Properties of Quantum Linear Harmonic Oscillators and Solids
众所周知,固体的所有物理性质都可以用量子线性谐振子系统来描述。本文证明了由具有依赖于温度的质量或(和)的经典线性谐振子组成的系统频率与由具有与温度无关的质量和频率的量子线性谐振子组成的系统具有相同的配分函数,而对于由经典线性谐振子组成的系统,振荡器具有:与温度有关的质量;温度相关频率;与温度相关的质量和频率彼此不同,并且与由量子线性谐振子组成的系统的质量和频率不同,因此,由经典线性谐振子组成的系统很好地描述了由量子线性谐振子和固体组成的系统的热力学性质。
2019-06-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
The amorphous solid state: a locally stable thermodynamic phase of randomly constrained systems
针对一类受随机约束作用驱动的连续液态到非晶态-固态相变系统,讨论了(复制对称)非晶态固体态的局部稳定性问题.得到了对应于非晶态固体态的稳定点附近的无限小涨落的海森矩阵。这个海森矩阵的特征值都被证明是严格的过渡附近的积极的,除了一个-零模式与自发破缺的连续平移对称的系统。因此建立了非晶态固体状态的局部稳定性。
1999-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Oscillation Frequency Dependence of Non-Classical Rotation Inertia of Solid $^4$He
用双共振扭振子研究了全同圆柱固体$^4$ He在496和1173 Hz下的非经典转动惯量。在35 mK以下,在足够低的边缘速度下,该分数是相同的。高于35 mK时,高模的比例大于低模。较低模式的耗散峰出现在比较高模式的耗散峰低4 mK的温度$\sim$处。两种模式的驱动依赖性表明,分数的减少是由临界速度,\textit{not}振幅或加速度。
2007-05-07 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Hybrid quantum-classical method for simulating high-temperature dynamics of nuclear spins in solids
固体高温自旋动力学的第一性原理计算是核磁共振(NMR)研究中的一个长期难题,它的最终解决将极大地推进NMR作为材料性质诊断工具的应用。在这项工作中,我们提出了一个新的混合量子-经典方法来计算自旋$1/2$晶格的NMR自由感应衰减(FID)。该方法是基于一个有限的自旋集群$1/2$耦合到一个相互作用的经典自旋的环境,通过相关保持计划的模拟。这样的模拟显示,导致准确的FID预测的一维,二维和三维晶格与各种各样的相互作用。这些预测的准确性可以通过改变模拟中使用的量子簇的大小来有效地估计。
2018-07-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
A stability-reversibility map unifies elasticity, plasticity, yielding and jamming in hard sphere glasses
非晶态固体,例如玻璃,对变形具有复杂的响应,在材料设计和应用中具有显著的后果。在这方面,两个相互交织的方面很重要:稳定性和可逆性。一方面,理解玻璃如何由于剪切变形下的塑性增加而变得不稳定是至关重要的;另一方面,响应在多大程度上是可逆的,这意味着一旦扰动被释放,系统能够恢复原始配置的程度。在这里,我们专注于组装的硬球作为非晶态固体,如胶体玻璃和颗粒物质的最简单的模型。我们准备的玻璃态淬火从平衡过冷液体状态,这是通过使用交换蒙特卡罗算法得到的,并对应于一个广泛的结构弛豫时间尺度。我们详尽地映射出它们的稳定性和可逆性下的体积和剪切应变,使用广泛的数值模拟。在体积剪切应变相图上,原始玻璃状态保持固态的区域由剪切屈服线和剪切干扰线界定,剪切屈服线和剪切干扰线在屈服干扰交叉点相遇。该固相可以进一步分为两个亚相:稳定的玻璃相,其中系统完全弹性变形并且是完全可逆的,以及边缘玻璃相,其中它在介观尺度上经历随机塑性形变并且是部分不可逆的。稳定性-可逆性图的细节强烈地取决于玻璃退火的质量。这一研究为理解非晶态固体的弹性、塑性、屈服和堵塞提供了一个统一的框架。
2018-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mean field stability map of hard-sphere glasses
非晶态固体对外加剪切变形的响应是一个重要的基础和应用研究课题。为了解决这个问题,我们专注于一个系统的硬球在无限维胶体系统和颗粒物质的可解模型。该系统是在动态玻璃化转变密度以上制备的,并且我们讨论了在压缩、减压和剪切应变下所得玻璃的相图,扩展了以前的结果[P.Urbani和F. Zamponi,Phys.Rev.Lett. 118,038001(2017)]。我们表明,固体区域的边界由一个“剪切堵塞”线,在该固体达到紧密堆积,和一个“剪切屈服”线,在该固体经历了一个调幅不稳定的液体,流动相。此外,我们表征这些线的演变后,不同的玻璃制备密度。本工作旨在通过对相图的系统探索,对硬球系统中的屈服和干扰现象提供一个总体概述。
2019-10-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mean-field theory of interacting triplons in a two-dimensional valence-bond solid: stability and properties of many-triplon states
我们研究了一个系统的相互作用的三重子(一个价键固体的基本激发)所描述的一个有效的相互作用的玻色子模型内的键算符形式主义。特别地,我们考虑了正方晶格自旋为1/2的$J_1$ - $J_2$反铁磁海森堡模型,着重于中间参数区域,在那里量子顺磁相的设置,并考虑柱状价键固相.在键算符理论中,海森堡模型被映射成一个有效的玻色子模型,它是用三重态算符$t$表示的.在简谐近似下研究了有效玻色子模型,确定了三重子的能量和三重子算符$b$关于三重子算符$t$的展开式.这样的扩展使我们能够进行第二次映射,因此,确定一个有效的相互作用玻色子模型的三体算符$b$。然后,我们考虑系统与一个固定数量的三重子和确定的基态能量和频谱内的平均场近似的基本激发。我们证明了多个三重子态是稳定的,最低能量的三重子态是由少量的三重子构成的,激发能隙是有限的。对于$J_2=0.48 J_1$和$J_2=0.52 J_1$,我们还计算了自旋-自旋和二聚体-二聚体关联函数,二聚体序参量,以及在我们的平均场形式主义的二分体冯诺依曼纠缠熵,以确定作为一个函数的三体数的多三体态的属性。我们发现,自旋和二聚体的相关指数衰减和纠缠熵服从面积定律,无论三体数。此外,仅对于$J_2=0.48 J_1$,自旋相关表明具有大三体数的多三体态可能比柱状价键固体显示出更均匀的单重态模式。
2020-07-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Linear stability theory and molecular simulations of nanofilm dewetting with disjoining pressure, strong liquid-solid slip, and thermal fluctuations
本文结合分子动力学与线性稳定性理论,提出考虑强滑移边界的随机润滑方程,揭示强滑移纳米膜去润湿的快速失稳、惯性效应及 $W\sim t^{1/4}$ 标度。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Statistical Physics of the Yielding Transition in Amorphous Solids
制造结构玻璃、聚合物玻璃和金属玻璃的技术正在迅速发展,具有许多应用。它们的使用的限制是它们的机械稳定性:在增加的外部应变下,所有的非晶态固体对小应变有弹性响应,但具有有限的屈服应力,如果不影响塑性响应,则不能超过该屈服应力,塑性响应通常导致机械失效。了解这一点对于评估玻璃材料在机械载荷下的失效风险至关重要。在这里,我们表明需要克服的能垒ΔE的统计数据从平稳到零的概率分布函数(pdf)变化到在ΔE=0处有限的pdf。这种根本性变化意味着机械稳定性特性相对于外部应变的急剧转变。我们推导出精确的标度指数,其特征的大小的平均能量和应力下降的塑性事件作为系统大小的函数。
2010-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
One Rudolf Peierls' surprise: the quantum-to-classical transition in the context of solid-state physics
Physical Research Laboratory (PRL)(物理研究实验室)
研究探讨了在固体物理中,周期性势场中电子是否能被视为封闭量子系统的问题,分析了离子运动导致的退相干机制,并修正了原有理论中的疏漏。
2025-08-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph