Bimolecular Recombination of Charge Carriers in Polar Amorphous Organic Semiconductors: Effect of Spatial Correlation of the Random Energy Landscape
我们提出了一个简单的模型的双分子载流子复合在极性非晶有机半导体中的主要部分的充满活力的障碍是由永久偶极子提供,并表明,复合速率常数可以远小于相应的朗之万速率常数。非晶偶极材料中随机能量场的长程空间相关性是导致速率常数大幅度降低的原因,在没有空间相关性的情况下,即使是强无序也不会改变Langevin速率常数。我们的研究表明,双分子复合的显著抑制可以发生在均匀的非晶有机半导体中,而不需要材料的大尺度不均匀性。
2020-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Mechanical Failure in Amorphous Solids: Scale Free Spinodal Criticality
非晶材料的力学破坏是从材料工程到地质学中普遍存在的现象。长期以来,人们注意到这种现象是“无标度”的,表明某种类型的临界性。尽管有人试图援引“自组织临界性“,但这种临界性的物理起源及其普遍性质(对微观相互作用的性质相当不敏感)仍然难以捉摸。最近,我们提出,这种临界行为的确切性质是由一个热力学相变的旋节点。此外,在旋节点存在一个发散的相关长度,这是与系统跨越不稳定性(也被称为剪切带),这是典型的机械屈服。要证明这一点,需要引入一个“序参量“,这是适合于区分无序的非晶系统,和相关的关联函数,适合于拿起增长的相关长度。所用的理论、序参量和关联函数具有普遍性,可应用于任何经历机械屈服的非晶态固体。临界指数的相关长度发散和系统的大小依赖的估计。这种现象在非热系统中最为明显,如下所述;在本文中,我们将讨论扩展到热系统,表明在足够高的温度下,热涨落会破坏失稳现象。
2017-04-18 cond-mat.dis-nn
Scale-dependent elasticity as a probe of universal heterogeneity in equilibrium amorphous solids
平衡非晶态固体状态--形成,例如通过使大分子流体的组分充分地无规交联-是以颗粒定位长度的普遍分布为特征的非均相状态。接近交联密度控制的连续无定形固化过渡,这种分布服从缩放形式:它有一个单一的峰值,在一个长度尺度发散(随着宽度的分布)的过渡接近。控制非晶态固体宏观弹性剪切变形的模量不依赖于局域化长度的分布。然而,这是自然的预期,在逐渐变短的长度尺度的变形-中尺度变形-的有效模量表现出规模依赖性,软化的变形长度尺度减小。这是因为局部化颗粒的增加部分实际上在变形长度尺度上是液体状的,因此在对弹性响应的贡献方面不太有效。在本文中,局部化长度的分布和尺度相关的弹性剪切模量之间的关系进行了探讨,它是示出,在设置的副本平均场论,有效模量确实表现出尺度相关的软化。通过这种软化,中尺度弹性提供了一个探针的非均匀性的状态,其特征在于本地化长度的分布。特别是,短的长度尺度的弹性形变的响应示出在短的本地化长度的普遍的本地化长度分布的渐近发光。
2023-01-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic signature of growing amorphous order in glass-forming liquids
虽然有几种理论认为玻璃形成的急剧减缓与某种空间相关性的增加有关,但标准的静态关联函数没有显示出这一点的证据。我们提出的结果,揭示了第一次的高温和深过冷平衡玻璃形成液体之间的定性热力学差异:边界条件的影响传播到大体积冷却后,在越来越大的长度尺度,并且,作为这种静态相关长度的增长,影响衰减非指数。越来越长的范围内的玻璃化转变的随机一阶理论(RFOT)的边界条件的敏感性,但我们的数值结果的定量帐户需要一个概括的RFOT状态之间的表面张力波动。
2008-05-28 cond-mat.dis-nn
Three-Particle Correlations in Liquid and Amorphous Aluminium
根据液态和非晶态铝中原子动力学的模拟数据,对三粒子关联进行了分析。引入三粒子关联函数来表征三个粒子的相对位置。通过对和三粒子关联函数的计算,发现了三重态的各种构型。结果发现,在温度为$1000\,$ K,$1500\,$ K和$2000\,$ K的液态铝的情况下,三粒子相关性在空间尺度内更明显,与第二配位球的大小相当。在温度为$50\,$ K、$100\,$ K和$150\,$ K的无定形铝的情况下,三个粒子的相互排列中的这些相关性表现为空间尺度,其与第三配位球的尺寸相当。利用含时的三粒子关联函数分析了三粒子关联的时间演化,并利用投影算子技术导出了广义Langevin方程型的积分-微分方程.通过模式耦合理论的这个方程的解决方案与我们的模拟结果进行了比较。结果发现,该解决方案正确地再现了液态和非晶铝的时间依赖的三粒子关联函数的行为。
2017-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Predicting macroscopic properties of amorphous monolayer carbon via pair correlation function
本文提出基于神经网络的SPRamNet流程,利用短程对关联函数作为全局描述符,预测非晶单层碳的热学与电子性质,并为非晶材料无序程度提供统一描述。
2024-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Dynamic relaxation of a liquid cavity under amorphous boundary conditions
很久以前,亚当和吉布斯就用合作重排区域的生长来解释玻璃形成液体的减慢。然而,由于缺乏对增长顺序性质的了解,使得适当的关联函数的定义变得复杂。一种选择是点到集的关联函数,它测量非晶边界条件对受限系统的影响的空间跨度。通过使用交换蒙特卡罗算法,我们测量的平衡时间的一个模型玻璃形成器在低温下的无定形边界条件的液体液滴的边界,我们表明,腔弛豫时间随液滴的大小增加,饱和的体积值时,液滴outgrows的点到设置的相关长度。这一事实支持的想法,点到集的相关长度是合作重排区域的自然大小。另一方面,由标准的非交换动力学计算的腔弛豫时间具有相反的行为,当腔尺寸减小时,表现出非常陡峭的增加。我们试图通过讨论MCT和激活过程之间可能的杂交来调和这种差异,并引入一种新的无定形边界条件,其灵感来自于冷冻外部状态的概念,作为常用的冷冻外部配置的替代方案。
2011-07-28 cond-mat.dis-nn
Correlation-enhanced Friedel oscillations in amorphous alloys and quasicrystals
我们表明,在存在随机杂质散射的情况下,由电子-电子相互作用引起的量子相关性可以在非晶休谟-Rothery系统的热稳定中发挥重要作用:当有强的背散射离开本地,同心离子簇,静态电子密度响应$χ(0,q)$获得幂律发散在$q=2k_F$,即使在升高的温度。这导致了增强以及系统的相位移的弗里德尔振荡,都与实验一致。讨论了这种效应在二十面体准晶中可能的重要性。
1998-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electronic stabilization of amorphous and quasicrystalline metals: Importance of quantum correlations
大量的实验表明,休谟-罗瑟里机制在稳定准晶和非晶相中起着重要的作用。然而,在相关的,升高的温度$T$的传统的弗里德尔振荡的指数阻尼提出了一个严峻的挑战,HR稳定。为了解决这个问题,它示出了使用费曼图技术,在电子海中的量子关联,所产生的库仑相互作用和杂质散射的相互作用,可以强烈增强这些系统中的Friedel振荡,即使在升高的温度。对Friedel势的修正与非晶态HR合金的实验结果一致。建议通过局部场因子将本工作中导出的Friedel振幅的增强包括到赝势中。
1999-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Linking dynamical heterogeneity to static amorphous order
形成玻璃的液体在冷却时增长得非常缓慢。长期以来,人们一直认为这种放缓伴随着相关长度的增长。然而,据观察,动态和静态长度尺度的特征以不同的速度增长,这使两者之间的关系和减速变得复杂。在这里,我们展示了动态迟缓和静态点到集的相关性之间存在直接联系,在本地水平上,我们探测不同的环境中的液体。这种联系,这是更强大的,更普遍的比观察到的本地首选的结构,表明存在的结构和动态之间的密切关系,在更广泛的玻璃形成液体比以前认为的。
2016-08-19 cond-mat.dis-nn
Hidden structure in amorphous solids
非晶硅的理论研究近况[Y. Pan等人,Phys.Rev.Lett. 100 206403(2008)]揭示了网络拓扑中微妙但重要的结构相关性:短(长)键与其他短(长)键空间相关的趋势)。这些结构与光学带隙中的电子带尾有关。在本文中,我们进一步研究这些问题的非晶硅,并证明,类似的相关性存在于无定形二氧化硅,并在有机分子,b-胡萝卜素。最后,我们讨论的起源的影响和其可能的普遍性。
2009-08-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Field theory for amorphous solids
低温下的玻璃在其固有状态附近波动;玻璃状异常反映了这些状态的结构。最近,从过冷液体到胶体和颗粒材料,对玻璃材料中的长程应力相关性进行了大量的观察,但没有一个共同的解释。在这里,它示出,使用固有状态的场论,长距离应力相关性遵循单独的力学平衡,与明确的预测在2和3维的应力相关性。“状态方程”有关的波动所施加的应力推导,以及场方程,固定在任意几何形状的应力的空间结构。最后,在三维非晶系统中识别出一个新的全息量。
2018-08-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Numerical Study of the Localization-Delocalization Transition for Vibrations in Amorphous Silicon
在简谐近似下对非晶硅的数值研究表明,最高的3.5%的振动简正模是局域的。当振动频率通过分离局域模和离域模的边界增加时,在ω_c= 70 meV附近(“迁移率边缘”),存在局域化-离域(LD)转变,类似于二级热力学相变。通过对4096个原子系统的数值研究,我们可以看到精确振动本征态的指数衰减长度,并检验它们是否在ω c处发散。结果与局部化长度xi一致,其在ω_c以上发散为(ω-ω_c)^{-p},其中指数为p = 1.3 +/-0.5。流动性边缘以下,我们没有发现证据的发散相关长度。这样的不对称性与缩放思想相矛盾,我们假设它是一个有限大小的伪影。如果标度区域比我们的1 meV分辨率窄,那么它不能直接在我们的有限系统上看到。
2001-01-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Correlations in the shear flow of athermal amorphous solids: A principal component analysis
我们应用主成分分析,一种经常用于图像处理和无监督机器学习的方法,来表征在非晶态固体的稳定剪切流中观察到的颗粒位移。PCA产生的数据的低维表示,并清楚地揭示了弹性(即可逆)和塑性形变的主要特征。我们发现,主PCA在塑性区的主方向对应于软(即零能量)模式的弹性传播,管理的剪切应力的重新分配,由于本地化的塑性事件。这些软模式的投影也对应于在第一非零波矢的位移结构因子的组件,在保守的伊辛自旋系统的热相变的PCA结果密切类似。该研究展示了PCA的能力,以确定相关的对称性破缺的动态非平衡过渡的物理观测。
2019-05-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Continuum limit of amorphous elastic bodies (III): Three dimensional systems
推广了最近对二维非晶体的数值研究,我们刻画了三维(弱多分散)Lennard-Jones系统中弹性连续极限的逼近。在进行系统的有限尺寸分析(两种不同的淬火协议),我们调查的非仿射位移场下的外部应变,线性响应的外部三角洲力和低频谐波本征模式和它们的密度分布。在两个维度上发现了定性相似的行为。我们证明,经典的弹性描述打破了低于中间长度尺度$ξ$,这在我们的系统中是大约23个分子大小。这个长度表征了非仿射位移场的相关性,外部噪声与源的距离的自平均,并给出了经典本征频率计算的适用性的较低波长范围。我们将本征频率密度的“玻色子峰”(从速度自关联函数获得)追溯到波长小于$ξ$的不均匀性。
2005-05-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Structure and relaxations in liquid and amorphous Selenium
本文报道了用三体相互作用描述的硒的分子动力学模拟。温度T_g和T_c以及结构性能与实验结果一致。平均最近邻协调数为2.1。在大约1 AA^-1处出现的一个小的前峰可以用空隙相关性来解释。在中间自散射函数即密度涨落关联中,发现了经典行为,α区和β区,并在低于T_g的β区观察到平台。在第二步中,我们研究了弛豫的异质和/或同质行为。在短时间和长时间的弛豫是均匀的(或弱不均匀)。在中间时间尺度上,降低温度会增加非均匀性。我们将这些不同的域连接到振动(弹道),β和α区域。我们还表明,异质性的增加可以理解为弛豫。
2000-05-05 cond-mat.dis-nn
Static correlations functions and domain walls in glass-forming liquids: the case of a sandwich geometry
由于引入了无定形边界条件,在深度过冷液体中测量非平凡静态关联的问题最近取得了一些进展。在无定形边界条件中,一组自由粒子受到冻结在它们(低温)平衡位置的另一组粒子的影响。通过这种方式,人们可以研究从非遍历到遍历相位的交叉,因为自由区域的大小增加,限制的影响减弱。这种交叉定义了所谓的点到集相关长度,其已经在球形几何形状或腔中测量。在这里,我们通过分析限制在平面(“三明治”)几何形状中的玻璃形成液体的平衡性质,在非晶边界条件下的相关性研究中取得了进一步的进展。移动的颗粒受到无定形边界条件,周围壁中的颗粒冻结成它们的低温平衡构型。与空腔相比,夹层几何形状具有三个主要优点:i)夹层的宽度与其纵向尺寸解耦,使得热力学极限成为可能; ii)对于非常大的宽度,可以研究单个壁的行为; iii)我们可以使用“反平行”边界条件来迫使畴壁并测量其过剩能量。我们的结果证实了无定形边界条件确实是研究玻璃形成液体静态性质的一个非常有用的新工具,但也提出了一些警告,事实上,不是所有的关联函数,可以在这个框架内计算给出相同的定性结果。
2012-09-26 cond-mat.dis-nn
Point-to-set lengths, local structure, and glassiness
玻璃形成液体的增长缓慢被认为是伴随着增长的结构秩序。然而,这种秩序的性质仍然存在激烈的争论。十年前,点到集(PTS)的相关长度被提出作为衡量无定形秩序的玻璃形成,但最近的结果提出了怀疑,他们的普遍性。在这里,我们扩展PTS相关性的定义,以不可知地捕获任何类型的液体中的生长顺序,无论是本地或无定形。这一进展使配方之间的明显区别放缓,由于传统的临界排序和玻璃化,并提供了一个统一的框架,以评估特定的本地秩序和通用的非晶秩序在玻璃形成的相对重要性。
2016-09-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Universal mesoscale heterogeneity and its spatial correlations in equilibrium amorphous solids
本文通过副本场论研究平衡非晶固体的介观异质性,从平均场到纳入弹性涨落逐步提高精度,揭示局域化特征及其空间关联的普适分布。
2024-12-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Universality of Ultrasonic attenuation in amorphous systems at low temperatures
在中等范围的有序长度尺度上,分子之间的未阻滞的色散相互作用与它们在较大尺度上的声子诱导耦合之间的竞争导致了非晶系统中纳米尺度子结构的出现。分子间相互作用的复杂性导致了其算子的随机化。基于随机矩阵建模的哈密顿量和线性响应的外部应变场,我们表明,超声衰减系数可以表示为一个比率的两个关键的长度尺度相关的分子动力学。一个恒定的值的比率为广泛的材料,然后提供了一个理论解释的实验观察到的普遍性的超声波衰减系数在低温下。
2021-01-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics, formation dynamics and structural correlations in the bulk amorphous phase of the phase-field crystal model
本文利用PFC模型模拟非晶固体,揭示其自由能的历史依赖性、液体—非晶一级转变及噪声诱导的多步成核路径。
2022-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
One-dimensional Kac model of dense amorphous hard spheres
我们介绍了一种新的模型,硬球约束下的玻璃和干扰转变的研究。该模型是一个一维链的$d$ -维盒,其中每个包含相同数量的硬球,和链的两端的盒子中的颗粒在其平衡位置淬火。我们专注于无限维极限($d \to \infty$)的模型和分析计算的玻璃化转变密度使用复制液体理论。从链长依赖的过渡密度,我们提取的特征长度尺度在玻璃化转变。用动力学转变的$-1/4$和理想玻璃化转变的$-1$两个指数表征了长度的发散,这与$p$ -自旋平均场自旋玻璃模型的结果一致.我们还表明,该模型是有用的研究在干扰过渡的增长长度尺度。
2015-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vibrational mean free paths and thermal conductivity of amorphous silicon from non-equilibrium molecular dynamics simulations
利用非平衡分子动力学模拟得到的谱分解热流(SDHC)的长度依赖关系,预测了非晶硅中振动热载流子的频率依赖平均自由程(MFP).结果表明,(频率)$^{-2}$缩放的室温MFP低于5太赫兹。MFP在8THz的频率下表现出局部最大值,并且在大于10THz的频率下下降到1nm以下,指示局部振动。从子10 nm系统尺寸模拟提取的MFP被用来预测的热导率的长度依赖性的系统尺寸为100 nm和良好的协议被发现与单独的分子动力学模拟。通过频率相关的量子占据函数对SDHC进行加权提供了一种简单方便的方法来解释量子统计,并提供了与实验测量的趋势和幅度的合理一致性。
2016-05-28 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph
Order in disorder: increased carrier mobility of downscaled amorphous semiconductors for high-speed thin film transistors in flexible electronics
本文针对非晶半导体载流子迁移率偏低的问题,基于能带涨落框架证明仅通过器件缩尺即可显著提升其本征载流子迁移率,且不损害器件一致性。
2025-07-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
New insights into the origin of the first sharp diffraction peak in amorphous silica from an analysis of chemical and radial ordering
通过分析非晶二氧化硅中硅氧原子的化学序与径向序,揭示了第一锐衍射峰主要源于Si-O和O-O的化学序及近程径向壳相关性,并建立了径向峰与衍射峰位置的数学关系。
2024-03-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Extended-range order in tetrahedral amorphous semiconductors: The case of amorphous silicon
本文用Monte Carlo和分子动力学模拟得到的超大原子模型研究了非晶硅($a$ -Si)中原子对关联函数中存在的扩展有序。扩展范围的秩序表现为径向振荡的形式,在20-40埃的长度尺度上,这是通过直接分析原子的径向分布在遥远的配位壳层和比较相同的从信息论的角度来看,从一类部分有序的网络的Si原子和无序配置的晶体硅。该研究表明,扩展范围的径向振荡主要源于径向有序的传播,从最初的几个原子壳层的距离高达40埃。这些振荡的影响上的第一个尖锐的衍射峰(FSDP)的结构因子得到一个半解析表达式的静态结构因子的$a$ -Si,并计算与截断的径向信息从遥远的壳的FSDP的强度的误差估计。结果表明,扩展范围的振荡没有任何明显的影响的位置和强度的FSDP,这主要是由中程原子的相关性的长度为20埃的非晶硅。
2022-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spatial Correlation at the Boson Peak Frequency in Amorphous Materials
针对非晶材料玻色峰空间关联特性未知的问题,结合实验与模拟发现其能量无色散、强度与静态结构因子标度相关,推导了解析表达式并揭示其与局部结构涨落的关联,为非晶理论提供指导。
2023-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Observation of a Correlation Between Internal friction and Urbach Energy in Amorphous Oxides Thin Films
我们已经研究了光谱椭圆偏振法(SE,190-1700 nm)的光学性质的均匀,非晶薄膜的Ta 2 O 5和Nb 2 O 5的沉积和退火后,和后所谓的“掺杂”与Ti原子,导致混合氧化物。Ta_2 O_5和Ti:Ta_2 O_5目前用作引力波探测器布拉格反射器的高折射率元件。在进行光学研究的同时,我们还测量了相同涂层的机械能耗散,通过所谓的“损耗角”φ = Q^-1,它量化了材料中的能量损耗。通过应用著名的Cody-Lorentz模型分析SE数据,我们已经能够通过与电子态密度相关的重要参数,如光学带隙(E_g)和指数Urbach尾的能量宽度(Urbach能量E_U),得到关于基本吸收边的精确信息。我们发现,通过适当的退火,E_U被整齐地减小,这也是从SE数据的直接检查中可以看出的。Ti掺杂也使E_U略有降低。E_U的减小与由损失角φ量化的机械损失的降低平行。的相关性突出,负责Urbach尾巴和内部摩擦的电子状态是敏感的自相关的缺陷在一个中等范围内的规模,这是促进退火,在我们的情况下,在较小的程度上,通过掺杂。这些观察结果可能有助于更好地理解非晶氧化物的结构和机械性能之间的关系。
2020-03-09 cond-mat.dis-nn physics.optics
Goldstone-type fluctuations and their implications for the amorphous solid state
在足够高的空间维度中,形成无定形(即随机)固态物质,例如,在大分子流体充分交联时,涉及粒子局部化,以及随之而来的平移的(整体的、连续的)对称性的自发破坏。相应地,国家支持戈德斯通型低能量,长波长的波动,其结构和影响的识别和探索的角度来看,一个适当的副本场论。在这个副本的角度来看,失去的对称性是副本的相对平移;共同的平移保持完整的对称性,反映了非晶态固体状态的统计均匀性。所出现的是一个图片的Goldstone型波动的非晶态固体状态作为剪切变形的弹性介质,以及推导的剪切模量和弹性自由能的状态。这些波动的后果-占主导地位的内部深处的非晶态固体状态-为非晶态固体状态的序参量确定和解释的统计分布的本地化长度,中央诊断的状态的影响。这些序参量波动的相关性也被确定,并显示包含有关进一步诊断的非晶态固体状态,如在本地化特性的统计空间相关性的信息。特别注意的是在两个空间维度的非晶态固体状态的属性,它示出的Goldstone型波动破坏粒子本地化,序参量被驱动到零,幂律序参数相关举行。
2004-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the Rigidity of Amorphous Solids
我们对小尺度下的非晶系统的性质了解甚少,在这种情况下,连续的弹性描述失效了。当人们考虑它们的振动和传输特性,或者力在这些固体中传播的方式时,这是显而易见的。关于它们僵硬的微观原因知之甚少。最近,它已经观察到数值的弹性颗粒的组件具有一个临界行为附近的堵塞阈值的压力消失。在过渡处,这样的系统在任何长度尺度上都不表现为连续介质。当这个系统被压缩,缩放观察的弹性模量,配位数,但也为振动模式的密度。在目前的工作中,我们从理论上推导出这些结果,并表明,它们适用于各种系统,如颗粒物质和二氧化硅,但也胶体玻璃。特别是,我们表明:(i)与正常固体相比,这些系统在低频下存在大量过量的振动模式,在玻璃文献中称为“玻色子峰”。相应的模式是非常不同的平面波,和它们的频率是有关的系统协调;(ii)刚性是一个非本地属性的包装几何形状,其特征在于由一个长度尺度,可以是大的。对于弹性颗粒,这个长度发散附近的堵塞过渡;(iii)排斥系统的剪切模量可以比体积模量小得多。我们计算相应的缩放律附近的干扰阈值。最后,我们讨论了这些结果的玻璃化转变,运输,和随机密堆积的几何形状的应用。
2005-12-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Fluctuations and Shape of Cooperative Rearranging Regions in Glass-Forming Liquids
我们发展了一个理论的无定形界面的玻璃形成液体。我们表明,这些表面,其分离的区域,其特征在于不同的非晶排列的颗粒,符合的统计特性的畴壁的随机场伊辛模型。我们的研究结果的一个主要结果是,过冷液体的特点是由两个不同的静态长度:点到集$ξ_{PS}$,这是一个合作重排区域的空间范围和游荡长度$ξ_\perp$,这是有关的波动,他们的形状的措施。我们发现,当接近玻璃化转变时,$ξ_\perp$生长,但比$ξ_{PS}$慢。游荡长度随$s_c^{-1/2}$增加,其中$s_c$是构型熵。我们的结果加强了与最近工作中发现的随机场伊辛模型的联系。他们是在协议与以前的非晶界面的数值研究,并提供了一个理论框架,解释数值和实验结果钉扎颗粒系统和静态长度在玻璃形成液体。
2014-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Photonic Band Gap Effects in Two-dimensional Polycrystalline and Amorphous Structures
我们数值研究了具有短程位置有序的二维光子结构中的光态密度,观察到了从多晶光子系统到非晶光子系统的明显转变。在多晶体中,光子带隙(PBG)形成在单个区域内,这导致了类似于周期性结构的DOS耗尽。在非晶光子介质中,由于畴的尺寸太小而不能形成光子带隙,因此畴的耗尽被显著削弱。分离多晶和非晶制度的临界域尺寸由布拉格散射的衰减长度确定,这不仅取决于位置顺序的程度,而且还取决于光子材料的折射率对比度。即使相对较低的折射率对比度,我们发现,适度的短程位置顺序的光子结构增强了通过集体散射和干涉的光限制。
2010-08-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Geometric origin of excess low-frequency vibrational modes in amorphous solids
与结晶固体相比,玻璃具有大量过量的低频振动模式。我们表明,这样一个功能是一个必要的后果的几何通用弱连接固体。特别是,我们分析了最近模拟的系统,包括弱压缩球在零温度下的状态密度。我们解释了观察到的a)模式密度随频率的恒定性,b)低频截止的出现,以及c)该截止随压缩的幂律增加。我们预测了一个长度尺度,在这个尺度之下,振动与连续弹性体的振动有很大的不同。
2005-09-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Emergent medium-range order in amorphous silicon
College of Physics, Chengdu University of Technology(成都理工大学物理学院);Physical and Theoretical Chemistry Laboratory, Department of Chemistry, University of Oxford(牛津大学化学系物理与理论化学实验室);Laboratoire Charles Coulomb (L2C), University of Montpellier and CNRS(蒙彼利埃大学与法国国家科学研究中心夏尔·库隆实验室)
本研究通过机器学习驱动的大规模原子模拟,揭示非晶硅中短程键合约束与长程原子排列相互作用,涌现出中程有序的立方、八面体对称模式,建立了第一尖锐衍射峰与中程有序实空间组织的直接联系。
2026-10-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Particle displacements in the elastic deformation of amorphous materials: local fluctuations vs. non-affine field
通过将粒子位移分解为连续的非均匀场和相应的涨落,我们研究了非晶材料形变中的局域无序。我们比较这些领域的常用的非仿射位移在弹性变形的2D Lennard-Jones玻璃。与非仿射场不同,波动是非常局部化的,并且在颗粒直径的量级上表现出小得多(并且与系统尺寸无关)的相关长度,支持局部“缺陷”的概念对此类材料的适用性。我们提出了一个标量“噪声”场来表征波动,作为扩展连续模型的附加场,例如,描述在塑性形变过程中观察到的局部不可逆事件。
2007-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Structure characterization of hard sphere packings in amorphous and crystalline states
硬球系统中的通道尺寸分布,基于四个粒子位置的局部邻域相关性,研究了所有体积分数的干扰。对于每个粒子,相邻粒子的所有三个粒子组合定义通道,这与锁定概念相关。的通道尺寸分布的分析被证明是非常有用的,在区分气体,液体,部分和完全结晶,和玻璃状(随机)堵塞状态。一个共同的微观结构特征的四个共面粒子中观察到的结晶和玻璃堵塞状态,这表明存在“隐藏”的二维秩序在三维随机紧密堆积。
2014-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Plastic response of a 2D amorphous solid to quasi-static shear : I - Transverse particle diffusion and phenomenology of dissipative events
我们进行了广泛的模拟的二维LJ玻璃进行准静态剪切变形在T=0。我们分析了非仿射位移的分布在塑性,不可逆事件,弹性,可逆运动的贡献。由此,我们提取有关塑性事件之间的相关性和弹性非仿射噪声的信息。此外,我们发现,非仿射运动本质上是扩散的,具有明显的大小依赖的扩散常数。这些结果,补充密切检查的非仿射切线位移场的演变模式,导致我们提出一个现象学的塑性在这种无定形介质。它可以用小的、随机定位的剪切转变区的弹性加载和不可逆翻转来表示,这些剪切转变区通过它们的四极场弹性耦合。
2007-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Bottom-Up Prediction of Amorphous Poly(1,3-dioxolane) using Ab Initio Reactive Machine-Learning Force Fields
University of North Texas(北德克萨斯大学)
本研究利用AI加速的从头算自下而上框架,结合机器学习力场模拟pDXL活性聚合,预测其无定形微结构,并解析衍射信号为单体与聚合物两种模式,为实验验证奠定基础。
2026-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Statistics of Thermal Avalanches in Driven Amorphous Systems
Rice University(莱斯大学);Center for Theoretical Biological Physics, Rice University(莱斯大学理论生物物理中心)
研究非平衡无序系统中热崩塌的大尺度重构行为,揭示其非马尔可夫性和衰老动力学,通过全计数统计分析热崩塌的大小和计数分布。
2026-03-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech