Statistical Gauge Theory of Structural Glasses: Equilibrium Scenarios and Glass-Forming Ability
IMET UB RAS(俄罗斯科学院乌拉尔分院金属物理研究所);Ural Federal University(乌拉尔联邦大学);HPPI(高温等离子体物理研究所);N. L. Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)(N.L.杜霍夫自动技术研究院)
该研究针对拓扑缺陷系统描述的结构玻璃,通过平均场近似分析揭示三种平衡情景,仅一种具强玻璃形成能力,还确定了无法淬火为玻璃态的上限温度,为相关研究提供参数选择依据。
2026-08-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Tuning the glass-forming ability of metallic glasses through energetic frustration
由于对控制合金玻璃形成能力(GFA)的变量缺乏定量的了解,多功能BMG的设计受到限制。几何挫折(例如,原子半径的差异)和能量挫折(例如,原子种类的内聚能的差异)都有助于GFA。我们进行分子动力学模拟的二元Lennard-Jones混合物,只有充满活力的挫折。我们发现,有小的相关性之间的混合热和临界冷却速率$R_c$,低于该系统结晶,除了$ΔH_{\rm mix} < 0$。通过消除几何阻挫的影响,我们发现$R_c$与变量$ε_- = (ε_{BB}-ε_{AA})/(ε_{AA}+ε_{BB})$和${\overline ε}_{AB} = 2ε_{AB}/(ε_{AA}+ε_{BB})$之间有很强的相关性,其中$ε_{AA}$和$ε_{BB}$是原子$A$和$B$的结合能,$ε_{AB}$是$A$和$B$原子之间的对相互作用。我们确定了$ε_-$和${\overline ε}_{AB}$的一种特定的$f_B$依赖性组合,该组合使$R_c$的数据在冷却速率上接近$4$数量级。
2019-04-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Quantitative Theory of a Relaxation Function in a Glass-Forming System
我们提出了一个简单的玻璃形成模型(具有不同相互作用参数的粒子的二元混合物)的弛豫函数的定量理论。它表明,放缓是由本地有利的区域(集群),这是长期存在的,但其中每一个放松作为一个简单的函数的时间之间的竞争。没有集群的背景松弛是简单地由一个典型的长度,我们推导出一个基本的统计力学参数。的总松弛函数(这取决于时间在一个非平凡的方式)被定量确定为一个加权和的集群和背景。这个系统的“脆弱性”可以定量地理解,因为它是由局部有利区域的数量分数的温度依赖性决定的。
2008-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Reply to the Comment on "Correlation between Dynamic Heterogeneity and Medium-Range Order in Two-Dimensional Glass-Forming Liquids"
这是我们对Sausset和Tarjus(arXiv:0802.1631)对我们题为“二维玻璃形成液体中动态异质结和中程有序之间的相关性”[Phys.Rev.Lett.第99卷,第21期,215701(2007)]。
2008-02-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Molecular Dynamics Study of Long-Lived Structures in a Fragile Glass Forming Liquid
我们目前的分子动力学的两个组成部分,二维Lennard-Jones过冷液体的玻璃化转变附近的结果。我们发现,过冷液体是空间不均匀的,有长寿命的集群,其尺寸分布满足标度关系到一个截止。的相似性的几个属性的过冷液体的平均场的玻璃形成流体附近的旋节线表明,在过冷液体的玻璃化转变与一个潜在的热力学不稳定性。
1998-01-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Direct numerical analysis of dynamic facilitation in glass-forming liquids
本研究提出一种无需假设动力学本质的计算策略,量化玻璃形成液体中动态促发效应的时间、长度尺度的温度演化,发现其强温度依赖导致弛豫事件亚扩散传播,且该演化是结构弛豫时间增长的主因。
2024-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The memory kernel of the self-intermediate scattering function on a MD-simulated glass-forming Ni$_{20}$Zr$_{80}$-system
研究了中间散射函数自部分的记忆核。我们发现,我们的MD模拟的玻璃形成Ni $_{20}$ Zr $_{80}$ -系统的记忆内核的短时行为显示出从MCT预测的多项式形式的偏差。通过高斯近似,我们给出了更详细的描述系统的短时动力学。
2008-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
The Super-Potts glass: a new disordered model for glass-forming liquids
我们引入了一个新的无序系统,超级波茨模型,这是一个更沮丧的版本的波茨玻璃。它的基本自由度是可以取M值并通过成对相互作用耦合的变量。它在完全连通格点上的精确解表明,当M足够大时,它属于通过一步复本对称性破缺Ancor求解的一类平均场系统。并行回火技术的数值模拟表明,在三维空间中,它显示出类似于玻璃形成液体的现象学行为。因此,Super-Potts玻璃是第一个长期寻求的无序模型,允许人们对有限尺寸的随机一级转变进行广泛而详细的研究。我们还讨论了它的行为为小值的M,这是一个类似的自旋玻璃在一个领域。
2015-01-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Density and Glass Forming Ability in Amorphous Atomic Alloys: the Role of the Particle Softness
玻璃形成合金的一个关键属性,相对于晶体的体积差非常小,被证明是金属之间的软排斥势的直接结果。原子间势的这一特征被证明是负责合金的玻璃形成能力的一个重要组成部分,由于熔化焓的降低和凝固点的相关抑郁症。
2016-02-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Linking rigidity transitions with enthalpic changes at the glass transition and the fragility of glass-forming liquids
本文用低温MonteCarlo动力学的Keating类振子模型研究了玻璃的刚性性质与玻璃形成液体的强-脆性行为之间的关系。该模型表明,菲利普斯最佳的玻璃形成与最小的结晶度变化下得到的冷却/退火循环时,系统是最佳的谐波相互作用的约束,即当它是均衡刚性。对于这些特殊的系统,计算出的脆弱性也显示出最小值,这表明,均衡刚性玻璃是强大的(Arrhenius样)玻璃形成液体。在这个新的视角下,讨论了硫系和氧化物玻璃形成液体的实验,并证实了硫系网络玻璃的理论预测。
2008-03-13 cond-mat.stat-mech
Effective Potential in Glass Forming Liquids
将有效势形式主义应用于玻璃形成液体,选择耦合势,使得与耦合强度共轭的“序参量“是颗粒从它们在淬灭的参考配置中的位置的均方位移。电势在其幅角的某个区间内是线性的,表明系统中存在两个相,一个具有低均方位移,一个具有高均方位移。在这种形式中,人们还可以计算亚稳态的自由能及其复杂性。
2004-02-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Influence of the Potential Energy Landscape on the Equilibration and Specific Heat of Glass Forming Liquids
我们表明,玻璃化转变,在比热与温度的峰值信号,可以发生,因为玻璃系统,没有老化的迹象,通过能源景观进展缓慢,需要获得准确的估计热力学平均值的时间超过了观察时间。我们发现,低于软球的三维二元混合物的玻璃化转变温度,比热随测量时间的增加而增加,测量时间跨度比以前公认的平衡时间长的数量级。
2002-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Structural and dynamical heterogeneity in a glass forming liquid
我们使用“等构型集合”[Phys. Rev. Lett. { \bf 93},135701(2004)],以分析玻璃形成分子液体的模拟中的动力学和结构性质。我们发现,空间相关的低势能分子簇的结构弛豫的时间尺度上是可观察到的,尽管在系统的瞬时结构的势能的空间相关性的情况下。我们发现,这些结构的不均匀性与动力学不均匀性的低分子流动性的集群的形式。
2006-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Evidence for a disordered critical point in a glass-forming liquid
利用计算机模拟的原子态玻璃形成液体,我们调查的流体配置和淬火参考系之间的重叠的波动。我们发现,随着温度的降低,大的波动的重叠发展,符合随机临界点的存在,这是预测的有效场论。我们讨论了假定的临界点附近的波动标度,比较观察到的行为与随机场伊辛模型。我们认为,这个临界点直接揭示了存在的非晶亚稳态,平衡松弛和非平衡熔融稳定的玻璃配置相关的数量之间的界面张力。
2015-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Evidence of a glass transition induced by rigidity self-organization in a network forming fluid
采用蒙特卡罗方法模拟了玻璃形成过程中分子弛豫时间和结晶时间之间的竞争。结果表明,在过冷过程中避免了形核,并产生了刚性理论意义上的自组织,其中由于成键和排斥体积而产生的几何约束的数量与系统可用的自由度进行了比较。根据这个想法,玻璃化转变是通过产生自组织来实现的,在几何挫折的情况下,自然会观察到自组织。
2002-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Thermal Conductivity of Glass-Forming Liquids
利用大量的数值模拟研究了液态和玻璃态下模型玻璃形成系统的热导率。我们发现,在玻璃化转变温度附近,结构弛豫时间变得很长,测得的热导率随着年龄的增加而降低。其次,在低温下获得的无序固体的热导率取决于其制备的冷却速率,较低的冷却速率导致较低的热导率。我们的分析将这种热导率的降低与对潜在势能景观的低能固有结构的更多探索联系起来。此外,我们表明,较低能量的固有结构的电导率的降低是与固有结构的扩展较少的高频谐波模式。
2017-03-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Non-Universality of the Specific Heat in Glass Forming Systems
我们提出了新的模拟结果的比热在一个经典模型的二元混合物玻璃形成在两个维度。我们发现,除了以前观察到的比热峰,在较低的温度下,这是在早期的模拟中观察不到的第二个峰。这是一个惊喜,因为大多数关于玻璃化转变的文献都期望有一个比热峰。我们用两类团簇的微熔化解释了这两个比热峰的物理机制。虽然这种物理学很容易理解,但其结果是,人们不应该期望玻璃形成物中比热的温度依赖性具有任何普遍性。
2008-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Properties of ideal Gaussian glass-forming systems
引入理想高斯玻璃形成系统作为模型,从势能面(PEL)的性质出发,在局部尺度上描述了过冷液体的热力学和动力学.第一个因素是固有结构的高斯分布,第二个因素是能量和迁移率之间的特定关系。这个模型是兼容的一般考虑,以及与原子计算机玻璃成型机的几个计算机模拟。重要的观测,如扩散常数,结构弛豫时间和动力学以及热力学的脆弱性可以计算分析。通过这种方式,可以识别确定动力学脆性的相关PEL参数。几个实验观察可以重现。实验中剩下的差异可以定性地追溯到小系统和大系统之间的差异。
2008-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Onset Temperature of Slow Dynamics in Glass Forming Liquids
模型玻璃形成液体的行为进行了分析的范围内的密度,重点是温度区间的液体开始显示非阿氏温度依赖性的弛豫时间。分析动态特性以及由液体采样的局部势能最小值的特性,识别交叉或起始温度$T_s$,在该温度以下液体表现出{ \it缓慢动态特性},以及典型局部势能最小值的特征的变化。
2000-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity, Facilitation and Dynamic Heterogeneity in Glass-Forming liquids
本文通过二维粗粒化模型研究弹性诱导的促进对玻璃形成液体动力学的作用,发现其能重现动态非均匀性并解释玻璃化转变处动力学关联的涌现机制。
2022-09-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inherent Structure Approach to the Study of Glass Forming Liquids
固有结构的方法,其中在玻璃形成液体的热力学和结构的变化进行了分析,在当地的势能最小的液体样品,最近被广泛应用于玻璃形成液体的热力学方面的研究。在这种分析中,由局部能量最小值的多重性引起的构型熵的评估起着核心作用。结果在这里提出有关计算的构型熵的基础上的计算机模拟的模型液体,和应用的固有结构形式主义的研究的玻璃化转变轨迹,和玻璃形成液体的脆弱性。
2001-01-07 cond-mat.stat-mech
A simple theory for the dynamics of mean-field-like models of glass-forming fluids
我们提出了一个简单的理论模型玻璃形成流体的动力学,这应该是可解的使用平均场的方法。该理论基于透明的物理假设,可以在计算机模拟中进行测试。该理论预测了一个遍历破坏过渡,这是相同的所谓的动态过渡内的副本方法预测。因此,它可以提供随机一阶跃迁框架中缺失的动态分量。在高维极限中,该理论再现了Maimbourg等人最近精确计算的结果[PRL 116,015902(2016)]。我们的方法提供了一个替代的,物理动机的推导这一结果。
2017-04-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Mechanical Properties of Glass Forming Systems
我们解决了有趣的温度范围内的玻璃形成系统的机械性能之间的液体和固体。我们采用了一种有效的蒙特卡罗方法来计算弹性模量,并表明,在这个温度范围内的模量是有限的短时间和消失的长时间,其中“短”和“长”取决于温度。通过调用统计力学的一些精确结果,我们提供了一种替代的方法来计算剪切模量使用分子动力学模拟,并比较这些Monte-Carlo方法。最后的结论是,这些系统不是“粘性流体”在通常意义上,因为它们的实际时间依赖性连接固体状材料与不同的局部剪切模量。
2007-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Long-range strain correlations in 3D quiescent glass forming liquids
本文对静态过冷液体和玻璃中的应变关联进行了定量研究。最近的二维计算机模拟和实验表明,即使是过冷液体也表现出长寿命、长程应变相关性。在这里,我们调查这个问题在三维通过硬球胶体和分子动力学模拟的玻璃形成二元Lennard Jones混合物的实验。无论是在玻璃态和过冷制度,应变相关性被发现衰减与$1/r^{3}$幂律行为,让人想起弹性场周围的夹杂物。此外,理论预测的相关幅度的时间依赖性是符合从实验和模拟得到的结果。有人认为,域的大小,表现出“固体状”的合作应变模式在过冷液体,是由产品的声速与结构弛豫时间。虽然这个长度在正常液态下是纳米级的,但当接近玻璃化转变时,它会增长到宏观尺度。
2018-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Inter-basin fluctuations in glass-forming liquids: short time and long time thermodynamic susceptibilities
从能盆和能盆间跳跃两个方面分析了玻璃形成剂中局部结构涨落的热力学效应。根据测量的时间尺度,人们观察到与一组狭窄的盆地相关的短时间热力学性质,或包括结构弛豫的平衡性质。盆地间的跳跃性表现为压力、内能等热力学短时特征的波动。建立了压力和内能的盆间波动与长、短时磁化率之差的关系式,并在此基础上讨论了构造对温度和压力的相对敏感性。
2002-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Soft-Pinning: Experimental Validation of Static Correlations in Supercooled Molecular Glass-forming Liquids
在其玻璃化转变附近的液体粘度的巨大增强通常与转变附近的多体静态相关性的增长有关,通常被称为“无定形有序”。估计在不同的玻璃形成液体的这种相关性的长度尺度是非常重要的,以解开玻璃形成的物理。在这种情况下,分子玻璃形成液体的实验变得至关重要,因为粘度增加了几倍($\sim 10^{14}$),模拟或胶体玻璃实验无法获得所需的长时间尺度。在这里,我们设计了一个实验,提取静态长度尺度的分子液体使用稀释量的另一个大分子作为钉扎网站。从介电弛豫实验上过冷甘油与不同钉扎浓度的山梨醇和模拟上的几个模型玻璃形成液体钉扎网站的结果表明所提出的方法的鲁棒性,打开了大量的机会来研究其他玻璃形成液体的物理。
2021-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular dynamics simulation of the capillary leveling of a glass-forming liquid
激发最近的实验研究探测i)在玻璃的自由表面的移动层的存在下,和ii)聚合物纳米膜的毛细管平整,我们研究了方波图案的演变在一个通用的玻璃形成二元Lennard-Jones混合物在宽的温度范围内,通过分子动力学模拟。模式的振幅被监测,并且提取相关联的衰减率。后者作为温度的函数的演变表现出两个不同的行为之间的交叉,在通常由玻璃化转变温度和模式耦合临界温度界定的温度范围内。薄膜颗粒均方位移的层分辨分析进一步表明,在玻璃化转变温度以下,在表面的扩散比在本体中快得多。的表面颗粒的扩散系数是大于其散装对应的一个因素,达到105在最低温度下研究。这一因素随着加热而降低,与最近的实验研究一致。
2019-09-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Evidence for "fragile" glass-forming behavior in the relaxation of Coulomb frustrated three-dimensional systems
我们通过蒙特卡罗模拟研究表明,三维模型与远程挫折显示在脆弱的玻璃形成液体中看到的一般现象。由于它们的性质(淬火无序的情况下,物理动机的结构挫折,和可调的脆弱性),这些系统出现作为有前途的最小理论模型描述的过冷液体的玻璃化转变。
2002-06-06 cond-mat.stat-mech
Equilibrium and non-equilibrium fluctuations in a glass-forming liquid
玻璃形成液体在其玻璃化转变附近显示出强烈的波动-动力学不均匀性。通过数值模拟一个二元Weeks-Chandler-Andersen液体和改变温度和时间尺度,我们调查的概率分布的两种局部波动的非平衡(老化)制度和平衡制度,并发现他们是非常相似的两个制度和跨温度。我们还观察到,当适当地重新缩放,集成的动态磁化率是非常弱的依赖于温度和非常相似的两个制度。
2008-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solid-like mean-square displacement in glass-forming liquids
最近的研究表明,几种不同化学性质的玻璃形成液体的频率相关流动性的实部与无序固体中交流导电的随机势垒模型(RBM)的预测一致[S. P. Bierabeth \textit{et al.},物理学评论快报。{ \bf 119},248001(2017)]。受这些结果的启发,我们介绍了一个抗结晶的修改的Kob-Andersen二进制Lennard-Jones混合物的结果,广泛的图形处理单元(GPU)为基础的分子动力学模拟。我们发现,低温均方位移很好地拟合的RBM预测,其中涉及没有形状参数。这一发现突出了解释为什么一个简单的模型的基础上跳跃的非相互作用的粒子在一个固定的随机能量景观可以重现复杂的和高度合作的动态玻璃形成液体的挑战。
2020-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural Probe of a Glass Forming Liquid: Generalized Compressibility
我们引入一个新的量来探测玻璃化转变。这个量是一个线性的广义压缩性,它只取决于粒子的位置。本文对由两种软球组成的玻璃形成液进行了三维分子动力学模拟。随着温度的降低(或密度的增加),广义压缩率在玻璃化转变时急剧下降,随着测量时间的增加,下降变得越来越突然。在我们最长的测量时间,下降大约发生在模式耦合温度$T_C$。线性广义压缩系数的下降发生在比热峰值的温度处。通过研究作为温度的函数的固有结构能,我们发现,我们的结果是一致的玻璃化转变的动力学观点,在该系统的平衡下降。我们发现没有尺寸依赖性和没有证据的第二阶相变,虽然这并不排除的可能性,相变低于所观察到的玻璃化转变温度。讨论了线性广义压缩性与一般等温压缩性的关系以及静态结构因子。
2002-09-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Growing static and dynamic length scales in a glass-forming liquid
我们调查的特征长度尺度与玻璃化转变现象。通过研究一个原子玻璃形成液体在负弯曲的空间,其中的本地秩序被很好地识别和挫折反对这个命令的空间扩展的量是可调的,我们提供了洞察的结构起源的主要特征的动态导致玻璃形成。我们发现,随着温度的降低,结构长度和相关长度特征的动态增加的异质性一起增长。然而,该系统最终进入一个政权,前者饱和作为挫折的结果,而动态相关性不断建立。
2010-02-10 cond-mat.stat-mech
Kinetic Fragility Directly Correlates with the Many-body Static Amorphous Order in Glass-Forming Liquids
术语“脆性”描述了当过冷液体接近其假定的玻璃化转变温度时粘度增长的速率。玻璃材料领域正在积极地寻找一种结构起源,这种结构起源支配着过冷液体中的这种动力学减慢,这种动力学减慢在结构上没有任何可辨别的变化。我们的工作表明,明确的证据表明,增长的多体静态无定形秩序是密切相关的玻璃形成液体的动力学脆性。这证实了系统对温度的动态响应隐藏在其微观结构中。这一发现可能为更深入地了解各种玻璃形成液体的弛豫时间或粘度的不同温度依赖性铺平了道路。
2021-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relaxation dynamics in the energy landscape of glass-forming liquids
我们数值研究了零温度弛豫动力学的几个玻璃形成模型,其固有的结构,淬火从平衡配置采样在很宽的初始温度范围内。在平均场Mari-Kurchan模型中,我们发现弛豫在一个明确定义的温度以下从幂律变化为指数衰减,这与最近在平均场$p$ -自旋模型中的发现一致。相比之下,对于有限维系统,松弛总是代数的,在高温下具有非平凡的普适指数,在低温下交叉到谐波值。我们表明,这种明显的演变是由一个温度依赖的人口本地化玻璃激发。我们的工作统一了最近的几条研究路线,旨在详细描述玻璃形成者复杂的势能景观,并挑战玻璃的平均场和真实空间描述。
2022-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Free Volume cannot Explain the Spatial Heterogeneity of Debye-Waller factors in a Glass-Forming Binary Alloy
我们检查每个粒子的自由体积和粒子位置的方差之间的关系,相当于一个当地的Debye-Waller(DW)因子的二维玻璃形成合金使用分子动力学模拟。我们发现,后者的数量表现出显着的空间异质性,尽管涉及的轨迹两个数量级短于那些通常用来衡量这种异质性。我们发现,自由体积没有表现出显着的空间相关性与当地DW因子。我们的结论是,在局部自由体积的空间变化是不是短期的动态不均匀性的原因。
2005-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Overlap fluctuations in glass-forming liquids
我们分析数值热波动的静态重叠之间的平衡配置在玻璃形成液体接近玻璃化转变。我们发现,出现的慢动力学的起始温度附近的重叠波动的非高斯概率分布的发展相关,测量退火和淬火的定义。低于一个临界温度,共轭的重叠的热力学场诱导一阶相变,其存在,我们在退火的情况下数值证明。这些结果确立了玻璃化转变的方法伴随着热力学波动性质的深刻变化,解构了玻璃态动力学几乎没有结构演变的观点。
2013-07-30 cond-mat.stat-mech
Phase separation kinetics of a symmetric binary mixture of glass-forming liquids
玻璃形成流体的混合物有时在低温下表现出玻璃-玻璃相分离。在这里,我们使用分子动力学模拟来研究玻璃-玻璃相分离的最简单的例子之一。考虑由A型粒子和B型粒子组成的混合粒子,其中A-A和B-B相互作用是相同的Lennard-Jones相互作用,A-B相互作用是排斥的。为了避免结晶,我们还引入了每种组分粒度的多分散性。我们研究了该模型在不同温度下的50:50浓度下的相分离动力学。我们发现,流体动力粗化发生时,温度高于玻璃态动力学的起始温度。在较低的温度下,在很长的时间内观察到扩散粗化,并且在较短的时间内出现进一步较慢的粗化。低于玻璃化转变温度时,畴的生长不会停止,而是变得对数缓慢甚至比对数更慢。通过分析两个时间的关联函数,我们表明,这些缓慢的粗化过程是伴随着一个放缓的微观动力学,这与老化动力学没有相分离的定性相似。基于这些结果,我们讨论了玻璃-玻璃相分离过程中的缓慢粗化和类老化微观减慢之间的可能联系。
2020-04-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Perspective: Configurational entropy of glass-forming liquids
构型熵是表征过冷液体接近玻璃化转变的重要热力学量之一。尽管几十年的实验,理论和计算研究,一个被广泛接受的定义的组态熵是失踪,其定量表征仍然欺诈与困难,误解和悖论,其物理相关性是生动的辩论。最近的计算进展的动机,我们提供了一个教学的角度在玻璃形成液体的构型熵。我们首先解释为什么组态熵已成为一个关键的数量来描述玻璃材料,从早期的经验观察到现代的理论治疗。我们解释了为什么实际的测量必然需要近似,使其物理解释微妙。然后,我们证明,计算机模拟已成为一个宝贵的工具,以获得精确的,非模糊的,和实验相关的测量的构型熵。我们描述了一组可用的计算工具,为每种方法提供了一个关键的讨论。这一观点对于对玻璃材料和复杂系统感兴趣的实验学家和理论家都是有用的。
2019-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometrical explanation and scaling of dynamical heterogeneities in glass forming systems
我们展示了如何在玻璃形成系统的动力学不均匀性出现的动力学约束的存在的后果,我们提供了一个解释的玻璃化转变作为一个熵危机的轨迹空间(时空),而不是在配置空间。为了说明我们的一般思想,我们分析了一维(d=1)Fredrickson-Andersen和East模型。这种动态约束系统的动力学被证明是同构的静态的d+1维稠密的混合物的多分散非互穿域。这些区域与轨迹空间中的被捕集区域重合。
2002-07-01 cond-mat.stat-mech
The Excess Heat Capacity in Glass-forming Liquid Systems Containing Molecules
本文研究了[xNaNO_3 \cdot(1-x)KNO_3]60[Ca(NO_3)_2]40(0 \leq x \leq 1)和Ca(NO_3)_2 PDMATHABMO_2 O(4 \leq y \leq 13)两种玻璃形成体系在玻璃转变温度下的过剩热容。在前一体系中,Na+离子取代K+离子后,体系的过剩热容几乎不变,约为65.1 J \cdotmol-1 \cdotK-1,而在后一体系中,体系的过剩热容随水摩尔含量的增加而增加38.9 J \cdotmol-1 \cdotK-1。考虑玻璃形成系统中原子和分子的平移运动,建立了过量热容的定量描述。这一发现可能有助于进一步理解玻璃化转变。
2011-11-21 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A Double-Transition Scenario for Anomalous Diffusion in Glass-Forming Mixtures
我们通过分子动力学计算机模拟研究了一个二元软球混合物,该混合物显示出明显的物种长时间动力学解耦。出现了小粒子的反常的、幂律式的扩散,这可以被理解为双转变情景的前兆,结合了玻璃化转变和单独的小粒子局域化转变。关闭小颗粒排除体积约束会减慢而不是增强小颗粒的传输。的数据进行了对比,从模式耦合理论的玻璃化转变的结果。
2008-12-18 cond-mat.stat-mech
Spontaneous coalition forming: a model from spin glass
本文提出了一个简单的模型来描述一组行动者(如国家)之间自发形成的联盟。其基本成分来自无序系统的物理学。这是两个不同的自旋玻璃模型的相互作用,分别与随机键和随机网站的障碍,这是在本方法中的工具。对冷战时期的稳定期以及华索条约的解体所产生的不稳定性进行了解释。本文还讨论了欧洲和中国的稳定性。
1999-01-05 adap-org cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Static self-induced heterogeneity in glass-forming liquids: Overlap as a microscope
我们提出并数值实现了一个本地探头的静态自诱导的异质性特征玻璃形成液体。该方法依赖于在无约束边界的介观腔中测量的配置对之间的重叠的平衡统计。通过系统地改变探测腔的位置,我们直接检测重叠波动的空间变化。我们提供了一个详细的分析的统计数据的局部估计的构型熵,我们推断的无定形状态之间的表面张力的估计,成分都在随机的一阶过渡理论的基础上的玻璃形成。我们的研究结果代表了第一次直接尝试可视化和量化支撑玻璃形成热力学的自诱导异质性。他们铺平了道路,粗粒度的有效理论的发展和直接评估的作用,热力学的激活动力学的深度过冷液体。
2022-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory and simulations of quantum glass forming liquids
一个全面的微观动力学理论的量子流体的描述,因为它们转化为玻璃。该理论是基于模式耦合理论的量子扩展。新的影响进行了预测,如重入行为的动力学弛豫时间。这些预测得到了路径积分环聚合物分子动力学模拟的支持。模拟提供了详细的洞察因素,管理缓慢的动态玻璃量子流体。连接到其他最近的工作都量子玻璃以及量子优化问题。
2011-11-18 cond-mat.stat-mech
Growing Correlation Length on Cooling Below the Onset of Caging in a Simulated Glass-Forming Liquid
我们提出了一个四阶,时间依赖的密度关联函数,测量高阶时空相关的液体密度的计算。从分子动力学模拟的玻璃形成的Lennard-Jones液体,我们发现,该功能的特征长度尺度有一个最大值作为时间的函数,稳定地增加超过静态对关联函数的特征长度$g(r)$在温度范围内接近模式耦合温度从上面。
2002-07-09 cond-mat.stat-mech
String Model Predicts Relaxation in Sheared Glass-Forming Liquids
Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences(中国科学院长春应用化学研究所);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院力学研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究中心)
研究玻璃物理中结构弛豫从平衡态到非平衡态的演变,通过模拟稳态剪切下的模型玻璃形成体,基于集体运动和有效温度理论定量预测弛豫时间,揭示平衡与非平衡弛豫受相同机制支配,提供统一微观描述。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Comment on "Correlation between Dynamic Heterogeneity and Medium-Range Order in Two-Dimensional Glass-Forming Liquids"
在最近的一封信中,Kawasaki等人(PRL 99,215701(2007))研究了多分散排斥盘的二维(2D)模型中的玻璃形成。他们给出了数值证据之间的直接关系放缓的放松,延长一些中程秩序,和发展的动态不均匀性。我们不同意作者在两点上的解释,我们认为这两点对理解玻璃化转变可能很重要。
2008-02-12 cond-mat.stat-mech
Non-Arrhenius behavior and fragile-to-strong transition of glass-forming liquids
玻璃形成液体的非阿氏行为的表征是理解非晶态材料形成机制的一个广阔的研究途径。在这种情况下,本文探讨了玻璃形成系统的粘度的主要属性,考虑超Arrhenius扩散过程。我们建立的粘性活化能作为温度的函数,测量系统的脆弱程度,并通过标准的Angell的图表征的脆弱到强的过渡。我们的研究结果表明,在脆弱的液体中观察到的非阿克里乌斯行为可以理解,通过非马尔可夫动力学,这些系统的扩散过程的特征。此外,脆弱到强的转变对应于玻璃化转变过程中的时空范围的相关性的变化。
2020-04-19 cond-mat.stat-mech
Theoretical and Experimental Study of Compression Effects on Structural Relaxation of Glass-Forming Liquids
我们发展了玻璃形成液体体弛豫的弹性集体非线性朗之万方程理论来研究压缩条件下的分子流动性。所施加的压力限制了更多的分子运动,因此当增加压力时显著减慢了分子动力学。我们定量地确定了结构弛豫时间的温度和压力依赖性。为了验证我们的模型,三个刚性和非聚合物超分子的介电谱实验进行了在环境和高压。数值计算结果与实验数据定量吻合。
2020-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A single-frequency test for one-parameter models of the linear thermo-visco-elastic response of glass-forming liquids
一个主方程描述的固有动力学是用来计算的频率依赖的线性热粘弹性响应函数的玻璃形成液体。从等压比热,等温体积模量和等压热膨胀系数的虚部,我们定义了一个量$Λ_{Tp}(ω)$的属性,即$Λ_{Tp}(ω)=1$相当于有一个参数描述的线性热粘弹性响应。这为基于Prigogine-Defay比率的众所周知的标准提供了替代方案。
2004-05-31 cond-mat.stat-mech
Simple strong glass forming models: mean-field solution with activation
我们介绍简单的模型,灵感来自以前的模型泡沫和共价玻璃,平凡的平衡特性,但强大的玻璃形成系统的动力学行为特征。这些模型也是一个概括的步步高或瓮模型的一个非-常数数量的粒子,其中熵障碍被取代的能量障碍,允许激活过程的存在。我们制定了一个平均场版本的模型,它保持了大部分的功能的有限维的,并解析解决了在低温制度的平衡动力学激活起着至关重要的作用。
2002-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gel-forming patchy colloids and network glass formers: Thermodynamic and Dynamic analogies
本文讨论了最近的尝试,以提供一个更深入的了解胶体物质的热可逆的“凝胶”状态,并解开凝胶在胶体水平和凝胶在分子水平,通常被称为网络形成强液体之间的类比。形成凝胶的片状胶体和强液体之间的连接是由粒子间相互作用的有限化合价提供的,即通过存在键合的最近邻的数量的限制。
2007-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random-field-like criticality in glass-forming liquids
我们介绍了一种方法来获得一个有效的标量场理论的玻璃化转变,波动场之间的平衡配置的重叠。我们将其应用到约束液体的情况下,其中的共轭源的重叠场的引入预测导致一个平衡的临界点。我们发现,在这个临界点附近的长距离物理是在同一个普适类的范式无序模型:随机场伊辛模型。这里通过参考平衡液体配置提供淬火无序。我们将讨论在何种程度上这场理论的描述和映射到随机场伊辛模型举行的整个过冷液体制度,特别是在玻璃化转变附近。
2013-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coupling between structural relaxation and diffusion in glass-forming liquids under pressure variation
本文采用集体非线性朗之万方程(ECNLE)理论和分子动力学(MD)模拟方法研究了玻璃形成液体在不同压力下的结构弛豫和活化扩散。外部压力限制了单个分子在其笼中的局部运动,并引发合作运动的减慢。虽然ECNLE理论和模拟通常预测玻璃化转变温度和动态脆性随压力单调增加,但模拟表明,当压力高于1000 bar时,脆性降低。发现结构弛豫时间与逆扩散常数线性耦合。值得注意的是,这种耦合与压缩无关。理论计算与模拟结果在数量上吻合得很好,也与以前的工作一致。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech