Direct sampling of complex landscapes at low temperatures: the three-dimensional +/-J Ising spin glass
提出了一种方法,它允许样品直接低温配置的玻璃系统,如自旋玻璃。其基本思想是利用启发式算法生成基态和低激发态构型。然后,借助微正则蒙特卡罗模拟,发现了更多的组态,确定了组态簇,并计算了熵。最后,平衡态的随机抽样与适当的Gibbs-Boltzmann权重。该方法适用于三维伊辛自旋玻璃+J相互作用和温度T<=0.5。该模型的低温行为的特征在于评估不同的重叠量,对于T>0表现出复杂的低能景观,而T=0的行为似乎不那么复杂。
2002-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Dimensionless parameter of structural ordering and excess entropy of metallic and tellurite glasses
本文基于玻璃相对于晶体的过剩熵,提出无量纲序参数$ξ$,用于量化玻璃结构有序度,并在13种金属和2种亚碲酸盐玻璃上验证了其对结构状态和化学成分的高敏感性,为不同类别玻璃的结构分析提供了新方法。
2023-08-03 cond-mat.dis-nn
Model glasses coupled to two different heat baths
在$p$ -自旋相互作用的球形自旋玻璃模型中,自旋和耦合都允许随时间变化。自旋耦合到具有温度$T$的热浴,而耦合常数耦合到具有温度$T_{J}$的浴。在绝热极限下(耦合的弛豫时间比自旋的弛豫时间大得多),我们构造了一个广义双温热力学。它涉及自旋熵和耦合常数。自旋玻璃系统的应用导致了一个标准的副本理论与非零数量的副本,$n=T/T_J$。对于$p>2$,根据$n$的值,在低温下出现两种不同的玻璃相。得到的一级相变具有正的潜热和正的总熵不连续性。这就是本质上的非平衡效应。长期动态和无限时间静态的预测不同,只有$n<1$和$p>2$。对于$p=2$,无序的相关性(导致非零$n$)去除了自旋玻璃相的已知边缘稳定性。如果观察时间很长,则不会出现有限温度自旋玻璃相。在这种情况下,与通常的自旋玻璃模型和非平衡(老化)动力学中的破态遍历动力学有相似之处。导出了广义涨落耗散关系。
1999-07-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Melt homogenization and self-organization of chalcogenides glasses: evidence of sharp rigidity, stress and nanoscale phase separation transitions in the GexSe100-x binary
拉曼分析方法用于监测GexSe 100-x熔体的生长,并揭示了两个步骤的均匀化过程。所得均匀玻璃显示在Tg下的非可逆焓ΔHnr(x),以显示随x的方井状变化,其中在xc(1)= 19.5(5)%附近的刚性转变和在xc(2)= 26.0(5)%附近的应力转变表示刚性但无应力的中间相(IP)的边界。ΔHnr(x)的方阱状变化形成倾斜的壁,三角形形状,并最终在具有增加的不均匀性的玻璃中消失。ΔHnr项在IP外但不在IP内老化数周。观察到的可逆性窗口的光学模拟与拉曼光谱的淬火熔体和Tg循环玻璃是相同的IP中的玻璃组合物,但不同的IP外的组合物。摩尔体积的变化,显示三个制度的行为与全球最低的IP和一个显着的增加以外的阶段。干的和均匀的硫族化物玻璃的固有的物理行为可以急剧变化的弹性和化学相变附近的组成,表明网络玻璃的物理需要均匀的样品,可能是远比迄今为止认识到的更有趣。
2011-07-24 cond-mat.dis-nn
Variation of the glass transition temperature with rigidity and chemical composition
的灵活性和化学组成的玻璃化转变温度的变化的影响是通过使用林德曼标准,涉及熔化温度与原子振动。使用这个标准,并在低频率的软盘模式在相当大的程度上提高了平均平方位移,我们表明,结果是一个修改的玻璃化转变温度。这种方法允许以简单的方式获得经验修正的吉布斯-迪马齐奥定律,该定律已广泛用于硫属化物玻璃中,以适应玻璃化转变温度随化学组成的变化。该方法预测,定律中出现的常数取决于两个特征频率(或温度)的比值。然后,利用实验得到的振动态密度估算了Se-Ge-As玻璃的常数,结果与玻璃化转变温度变化的实验拟合吻合得很好。
2005-10-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
X-ray photo-induced atomic motion in Phase Change Materials and conventional covalent chalcogenide glasses
Institut Néel, Université Grenoble Alpes and Centre National de la Recherche Scientifique(尼斯研究所,格勒诺布尔阿尔卑斯大学及法国国家科学研究中心);Department of Physics, University of Trento(特伦托大学物理系);Department of Chemistry, Aarhus University(奥胡斯大学化学系);European Synchrotron Radiation Facility(欧洲同步辐射装置);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步加速器);ICGM, Université de Montpellier, CNRS, ENSCM(材料化学与全球分子实验室,蒙彼利埃大学,法国国家科学研究中心及国立化学学院)
研究揭示了X射线诱导原子运动在相变材料与传统共价硫化物玻璃中的不同响应机制,强调了辐射效应与结构松弛路径的相互作用对动力学行为的影响。
2026-01-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Fragilities of Liquids Predicted from the Random First Order Transition Theory of Glasses
一个微观动机的玻璃动力学理论的基础上的一个潜在的随机一级转变的发展来解释玻璃弛豫的自由能垒的大小。各种经验的相关性体现在液体的“脆弱性”的概念被证明是定量解释这样一个模型。林德曼比表征的最大振幅的热振动在一个无定形的最小值的近普遍性解释了液体的构型热容密度的变化的脆弱性。此外,这种关联的数值前因子很好地近似的微观计算。推导了粘性液体中非均质重构区的大小,定性地解释了弛豫非指数性与脆性的关系。因此,化学性质完全不同的液体中的各种动力学行为反映了它们的能量景观中的定量差异,而不是定性差异。
1999-12-23 cond-mat.dis-nn
Rings and rigidity transitions in network glasses
在理论和实验上,在特定交联度(或化学组成)下,共价网络的三种弹性相,(I)松软的,(II)等静压刚性的和(III)应力刚性的,现在已经在玻璃中被确定。在这里,我们使用大小增加集群组合和约束计数算法来研究分析可能的后果自组织。在小环的存在下,可以是本地I,II或III,我们得到两个过渡,而不是以前报道的单一的共轭过渡在平均配位数$\bar r=2.4$,一个从软盘到均衡刚性相,和第二个从均衡到应力刚性相。中间相$~ \bar r$的宽度和相变的顺序取决于中程有序的性质(相对环分数)。我们比较的结果,第IV族硫族化物,如锗硒和硅硒,其中的中间相的证据已被获得,并估计环分数可以从高T晶相的结构。
2002-10-04 cond-mat.dis-nn
Evaluation of the Influence of Structural Parameters on the Mechanical Properties of Foam Glasses via In-Situ Micro-CT Mechanical Testing
本研究结合显微CT、原位/非原位单轴压缩与DVC分析,揭示三种泡沫玻璃的孔结构参数与其杨氏模量、抗压强度及损伤演化规律。
2025-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electronic structure and the glass transition in pnictide and chalcogenide semiconductor alloys. Part I: The formation of the $ppσ$-network
半导体玻璃表现出许多独特的光学和电子异常。我们已经提出了一个半现象学的方案(J. Chem. Phys. 132,044508(2010)),其中这些异常中的几个产生于深中间带隙电子态,所述深中间带隙电子态驻留在玻璃化转变以上的活化输运所固有的高应变区域上。在这里,我们演示了在分子水平上如何实现这种情况下,在一个重要的类半导体玻璃,即硫族元素和磷族元素的合金。玻璃本身和本征电子中间能隙态都是由于形成由$σ$键合的原子$p$ -轨道组成的网络而出现的,所述轨道仅弱杂化。尽管有大量的弱键,这些$ppσ$ -网络是稳定的竞争类型的键合,同时表现出高度的结构简并性。的稳定性合理化的帮助下,在此提出的结构模型,其中$ppσ$网络的高对称性结构的破坏和扭曲的版本。后一种结构表现出精确的八面体配位并且是完全共价键合的。本方法提供了一个微观路线,在玻璃半导体的电子和结构激发的完全一致的描述。
2010-10-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Dynamical, structural and chemical heterogeneities in a binary metallic glass-forming liquid
随着接近玻璃化转变,液体中的颗粒运动变得高度不均匀,几乎没有流动性的区域与液体状区域共存。这种复杂的动力学被认为是负责不同的现象,包括非指数松弛和斯托克斯-爱因斯坦关系的崩溃。理解金属液体和玻璃中的动力学不均匀性和局部结构之间的关系是一个重大的科学挑战。在这里,我们使用经典分子动力学模拟来研究过冷状态下$\mbox{Cu}_{50}\mbox{Zr}_{50}$合金的原子动力学和微观结构。动力学的异质性通过isoconformational分析。随着过冷程度的加深,低迁移率原子从孤立态向成团态转变。这些缓慢的团簇,其尺寸在冷却时增长,也与浓度波动有关,其特征在于富Zr相,具有组合物$\mbox{CuZr}_2$。此外,基于Voronoi镶嵌的慢团簇的结构分析证明了具有局部二十面体顺序的Cu原子的分数相对于块体系统的增加。这些结果与二十面体有序在过冷金属合金动态慢化中所起的相关作用的统一方案是一致的。
2017-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interpretation of the apparent activation energy of glass transition
玻璃粘度的温度依赖性是玻璃研究领域的主要关注点。与阿克里乌斯定律的强烈偏离使得活化能的解释变得困难。在本研究中,一个合理的解释的表观活化能被证明沿着类似的线在固态物理和化学。与普遍认为玻璃中的相变发生在根据Vogel-Fulcher-Tammann公式的参考温度$T_{0}$的观点相反,在本工作中,在玻璃化转变温度$T_{g}$观察到的转变被认为是从液相到固相的相变。玻璃的一个显著特征是能垒在转变范围内随宽度$ΔT_{g}$而显著变化。能量势垒的这种变化改变了表观活化能构成阿耳忒弥斯形式的方式。现有的实验数据的分析表明,实际的能量势垒是显着小于表观活化能,重要的是,所获得的值是在合理的范围内的预期的化学键的能量。表观活化能的高估取决于比率$T_{g}/ΔT_{g}$,这解释了两种类型的玻璃强和脆玻璃的存在。脆性可以被重新解释为当从高温接近$T_{g}$时能垒增加程度的指示。由于在$T_{g}$以下没有观察到粘度的差异,因此在$T_{0}$处不太可能发生转变。
2020-12-14 cond-mat.dis-nn
Intermediate phase, network demixing, boson and floppy modes, and compositional trends in glass transition temperatures of binary AsxS1-x system
本文用调制DSC、Raman散射、红外反射和摩尔体积实验等方法,在较宽的组成范围(8%<x<41%)内,对二元As_(xS_{1-x})玻璃的结构进行了研究。我们在量热实验中观察到一个可逆性窗口,它允许固定三个弹性相;在x<22.5%时是柔性的,在22.5%<x<29.5%范围内是中间相(IP),在x> 29.5%时是应力刚性的。拉曼散射的第一性原理集团计算表明存在金字塔(PYR,As(S1/2)3)和准四面体(QT,S=As(S1/2)3)的本地结构。QT单位浓度在IP中显示出全局最大值,而PYR单位的浓度变得与相位中QT单位的浓度相当,这表明这两种局部结构都对IP的宽度有贡献。在硫化物中的IP质心显着转移到较低的As含量x比相应的硒化物,一个功能与过量的硫族元素部分地从硫化物中的骨干分离,但形成的骨干硒化物的一部分。这些想法得到证实的比例较大的自由体积的硫化物比硒化物,以及没有化学键强度缩放的Tg之间的As-硫化物和As-硒化物。随着玻璃中As含量从x = 20%降低到8%,低频拉曼模式的散射强度线性增加,斜率接近刚性理论预测的柔性玻璃中的软模分数。这些结果表明,松弛模式有助于在低频下观察到的过量振动。在中间和应力刚性弹性阶段,低频拉曼模式持续存在,并被确定为玻色子模式。一些后果,目前的研究结果对这些玻璃的光电性能的评论。
2008-11-21 cond-mat.dis-nn
Fermionic Quantum Spin Glass Transitions
本文综述了量子自旋玻璃分析理论的最新进展。无限范围和一个循环重整化群计算有限范围模型的绝缘或金属型的精确结果。我们描述了费米子自旋玻璃跃迁的特性和受这些跃迁和自旋玻璃序影响的费米子关联。三临界热-和$T=0$ QSG过渡之间的连接进行了描述。一个一般的相图与三临界QSG过渡所造成的随机化学势或弹性电子散射,并暗示不连续$T=0$ -过渡在弱和强填充制度,也来自。
1996-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el