Effective bands and band-like electron transport in amorphous solids
Colorado School of Mines(科罗拉多矿业学院);King's College London(伦敦国王学院);National Renewable Energy Laboratory(美国国家可再生能源实验室);University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校);Florida State University(佛罗里达州立大学)
研究非晶固体中电子非局域化与带状输运的物理机制,利用第一性原理方法揭示其成因。
2025-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping and disorder on the half-metallicity of full Heusler alloy
含Co和Mn的Heusler合金是研究最多的半金属铁磁体之一,用于未来的自旋电子学应用。使用最先进的电子结构计算,我们研究了掺杂和无序对其电子和磁性的影响。通过用Fe或Cr取代Mn的小程度掺杂几乎不影响半金属度。通过混合Mn和sp原子占据的子晶格也实现了类似的效果。因此,半金属度是这些合金的稳健性质。
2006-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Lattice disorder and Ferromagnetism in La0.67Ca0.33MnO3 nanoparticle
本文研究了La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3在块体多晶、纳米晶和非晶相的铁磁性。从晶相到非晶相的结构变化表现出系统的TC(顺磁到铁磁转变温度)和自发磁化强度(MS)的下降。实验结果显示了更多的特征,例如,在磁化强度的温度依赖性中出现大的磁不可逆性,在高磁场下缺乏磁饱和,在TB以下的磁化被阻挡,以及磁化率的增强。此外,在TC附近的磁相变由块状样品的一级特征转变为纳米晶和非晶样品的二级特征。我们理解所观察到的磁性特征为减小的颗粒尺寸和增加的磁性(自旋-晶格)无序的影响。我们注意到,非晶样品的磁动力学是明显不同的纳米晶样品。非晶态样品的铁磁性与已报道的非晶态铁磁性纳米颗粒的性质相当。我们还证明了无序壳层在控制铁磁芯动力学中的作用。
2008-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Instability of Amorphous Oxide Semiconductors via Carrier-Mediated Structural Transition between Disorder and Peroxide State
在非晶氧化物半导体中,占据价带尾态的受激空穴诱导形成亚稳态O $_2^{2-}$过氧化物缺陷。价带尾态至少部分由O-O ppσ* 分子轨道表征,局域空穴介导的晶格不稳定性导致过氧化物缺陷的形成。随着O-O键的形成,ppσ* 态被提升到导带,两个电子相应地被掺杂到电子基态。从O $_2^{2-}$过氧化态到正常无序态的能垒在混合密度泛函理论中被发现是0.97 eV。空穴介导的形成的亚稳定的过氧化物缺陷和它们的亚稳定性被认为是在非晶氧化物半导体中的负偏压和/或光照应力不稳定性的起源。
2011-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Site-projected Thermal Conductivity: Application to defects, interfaces, and homogeneously disordered materials
提出位点投影热导率(SPTC)方法,基于Green-Kubo方程定量评估原子尺度热输运贡献,并在非晶石墨烯、非晶硅及硅锗合金晶界中验证其有效性,发现非晶石墨烯热输运的逾渗行为。
2024-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Temperature Effects in the thermal conductivity of aligned amorphous Polyethylene -- A molecular Dynamics study
通过分子动力学模拟,分析了链状取向非晶聚乙烯(PE)的热导率(k)与温度的关系。我们发现,在增加水平的取向,对应于一个峰值k的温度逐渐降低。未取向的PE在350 K处表现出k峰,而取向的PE在400%的施加应变下在100 K处表现出最大值。这种转变的峰值K到较低的温度,增加对齐的解释在交叉从无序到非谐性主导的声子输运在对齐的聚合物。这种交叉的证据是通过操纵聚合物结构中的无序并研究对应于峰k的温度变化来实现的。无序是通过改变势函数的二面角参数来修改的,允许改变反式和偏置变换的相对分数。这些结果揭示了取向聚合物中的基本热传输过程,并对聚合物材料在热管理技术中的低温应用具有重要意义。
2019-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Compositional disorder and tranport peculiarities in the amorphous indium-oxides
本文报道了三维非晶氧化铟薄膜中无序诱导的金属-绝缘体转变(MIT)的研究结果。这里研究的无定形形式不同于早先报道的[PRB 46,10917(1992)],因为它具有低得多的载流子浓度。作为静态无序的量度,我们使用无量纲参数kFl。采用热退火作为实验处理来调整无序。在过渡的金属侧,低温输运表现出弱局域化和电子-电子相关效应的无序电子系统的特征。对于两种形式的非晶材料,MIT发生在kFl~0.3处。然而,与在该系统的富电子版本上获得的结果相反,即使对于当前研究中使用的大多数金属样品,也没有看到超导性的迹象。这表明,使用kFl作为超导体-绝缘体转变(SIT)的无序参数是一个不明确的过程。采用高分辨率的化学分析的薄膜的微观结构研究,给出了空间波动的化学计量的证据。这带来的光,而薄膜是无定形的,并表现出优异的均匀性,在宏观样品的运输测量,它们包含组成的波动,延伸到介观尺度。有人认为,这种成分的混乱可能是明显违反的Ioffe-Regel标准的两个版本的非晶氧化铟的原因。然而,当超导性开始时,由于这种无序,预计会产生更戏剧性的影响,这实际上与在富电子的氧化铟中观察到的突出的传输异常是一致的。成分紊乱的相关性,以其他系统附近的SIT进行了讨论。
2012-09-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Evaluation of the "disorder temperature" and "free volume" formalisms via simulations of shear banding in amorphous solids
使用在简单剪切中超过1000%应变的剪切带发展的分子动力学模拟来测试局部塑性应变速率是否与exp(-1/chi)成比例,其中chi是与表征玻璃的结构状态的“无序温度”或“自由体积”相关的无量纲量。标度的假设下,chi是线性相关的每个原子的局部势能观察。该分析允许提取chi=0时每个原子的势能和创建剪切转变区所需的近似能量。
2007-06-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electronic Conductivity in Metal-Graphene Composites: The Role of Disordered Carbon Structures, Defects, and Impurities
本文利用从头算方法研究铝-碳复合材料中非晶石墨烯界面的电子输运,发现氮杂质影响导电性,并通过空间投影揭示传导机制。
2023-11-29 cond-mat.mtrl-sci
A semi-quantitative scattering theory of amorphous materials
认为非晶态固体中的拓扑无序可以用与局部参考晶体相关的局部应变和局部转动来描述。从这一点出发,一个直观的定位标准制定。反参与比和带尾迁移率边的位置与非晶态固体中无序势的性质、相应参考晶体的配位数、跃迁积分和波函数的节点有直接关系。导出了带尾衰变率与温度和静态无序的关系。\textit{Ab initio}模拟a-Si和a-Si:H的实验进行了比较,这些预测。
2008-05-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Harnessing Structural Disorder: Unraveling Hydrogen Evolution in Monolayer Amorphous Carbon via First-Principles Simulations and Machine-Learned Potentials
Indian Institute of Technology Gandhinagar(印度理工学院甘地纳加尔分校)
研究单层非晶碳在氢演进反应中的性能,通过第一性原理模拟和机器学习势能分析其催化活性及结构特征。
2026-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Solid-state diffusion in amorphous zirconolite
我们讨论了结构无序和非晶化如何影响固态扩散,并考虑锆英石作为目前重要的案例研究。通过进行广泛的分子动力学模拟,我们解开的非晶化和密度的影响,并表明,固态扩散的深刻增加发生作为非晶化的结果。重要的是,这可以在与晶体相同的密度下发生,代表了关于固态扩散的有趣的一般见解。我们发现,在非晶系统中,降低密度会增加扩散常数的前置因子,但不会降低激活能。我们还发现,非晶化和密度变化对锆英石中的原子种类有不同的影响。我们的微观见解是相关的了解如何固态扩散的变化,由于无序和用于封装核废料的材料的操作建立预测模型。
2015-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Modelling the atomic structure of very high-density amorphous ice
极高密度无定形(VHDA)冰的结构已被建模的位置无序的三个结晶相,即冰IV,VI和XII。选择这些相是因为只有它们在VHDA冰形成的冰相图区域中是稳定或亚稳定的,并且它们的密度与VHDA冰的密度相当。通过在H_2O分子的位置引入无序,以及少量的分子转动无序、O-H键长无序和H-O-H键角无序,得到了与实验观测到的VHDA冰的对-关联函数g(r)的中等范围的良好拟合.实验结构因子S(k)的低k行为也很好地由该无序晶体模型再现。在最佳拟合无序模型中存在的每个相的分数非常接近于在可能的VHDA冰结晶产物中观察到的分数。特别是,根据实验观察,预测只有可忽略不计的冰IV。
2005-03-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Order in disorder: increased carrier mobility of downscaled amorphous semiconductors for high-speed thin film transistors in flexible electronics
University of Cambridge(剑桥大学)
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
Randomness-Induced Redistribution of Vibrational Frequencies in Amorphous Solids
多年来,文献中对非晶态固体态密度低频部分的讨论主要是通过将测量或模拟的态密度与经典德拜模型进行比较。由于这个模型很难适用于手头的材料,这就造成了一些关于所谓的“玻色子峰”的存在和普遍性的混乱,而玻色子峰是由这种比较产生的。我们建议人们应该注意不同方面的无序所起的不同作用,第一个是相互作用强度的无序,第二个是位置无序,第三个是协调无序。这些对态密度的低频部分有不同的影响。我们研究了一些易处理的模型在一维和二维的状态密度,并达到一个更清晰的画面,软化和重新分配的频率在这样的材料。讨论了无序度对弹性模量的影响以及弹性模量与频率软化的关系,得出了玻色子峰并不普适的结论。
2009-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Disorder by design: A data-driven approach to amorphous semiconductors without total-energy functionals
本文讨论了一个困难的逆问题,涉及重建的三维模型的四面体非晶半导体衍射数据通过反演。通过将材料结构确定作为多目标优化程序,已经表明,可以使用一些结构约束准确地解决该问题,但没有描述非晶网络的局部化学的总能量泛函/力。该方法产生高度逼真的非晶硅模型,没有或只有少量的配位缺陷($\le$ 1%),窄键角分布的宽度为9-11.5度,和0.8-1.4 eV的电子间隙。这些数据驱动的基于信息的模型已经被发现产生与实验数据准确匹配的非晶硅的电子和振动特性,并与Wooten-Winer-Weaire(W3)模型相媲美。该研究证实了多目标优化方法对复杂材料结构确定的有效性,并解决了一个长期存在的争议,通过反演衍射数据获得的四面体非晶半导体模型的唯一性。
2019-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic consequences of a single plastic event: towards a realistic account of structural disorder and shear wave propagation in models of flowing amorphous solids
剪切变换(即,颗粒的局部重排导致样品的小区域的剪切变形)是无序固体流动的中尺度模型的构件。为了计算固体材料对这种剪切变换的时间相关响应,适当考虑弹性不均匀性和剪切波传播,我们提出并实现了一种非常简单的基于有限元(FE)的方法。二元Lennard-Jones玻璃的分子动力学(MD)模拟被用作比较的基准,并且关于微观粘度和局部弹性常数的信息直接从MD系统提取并用作FE中的输入。我们发现FE和MD之间关于由剪切变换引起的无序平均位移场的时间演化的非常好的协议,这与均匀弹性介质的响应相吻合。然而,波动是相对较大的,其幅度是令人满意的捕获的弹性非均匀系统的有限元模拟。此外,在这方面,考虑中尺度上的弹性各向异性并不重要。因此,所提出的方法铺平了道路的非晶态固体,这是计算效率和现实的流变学模型,在结构紊乱和惯性效应占。
2015-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Disorder-induced electron and hole trapping in amorphous TiO2
无定形(a)-TiO 2的薄膜作为光催化剂、保护涂层、光阳极和存储器应用是普遍存在的,其中它们暴露于过量的电子和空穴。利用混合密度泛函理论(h-DFT)计算研究了纯无定形钛白(a-TiO 2)中过量电子和空穴的俘获。使用经典的分子动力学和它们的几何形状完全优化使用h-DFT模拟50个270原子的a-TiO 2结构。它们的密度、原子配位数分布和径向对分布函数都与实验相符。计算的平均a-TiO 2带隙为3.25 eV,没有分裂成带隙的状态。捕获过量的电子和空穴在a-TiO 2的预测在前体网站,如细长的Ti-O键。单电子和空穴极化子的平均俘获能(ET)分别为-0.4 eV和-0.8 eV。我们还确定了几种类型的电子和空穴双极化子状态,并讨论了它们的稳定性。这些结果可用于理解光催化机理和改善电子器件的性能采用a-TiO 2薄膜。
2020-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Exciton transport in amorphous polymers and the role of morphology and thermalisation
了解共轭聚合物中电子激发的传输机制是推进有机光电应用的关键,如太阳能电池,OLED和柔性电子。虽然结晶聚合物可以使用基于晶格周期性的固态技术进行研究,但无定形聚合物的表征受到无序的中间状态和相关的对称性缺乏的阻碍。为了克服这些障碍,我们使用一个简化的状态量子主方程方法的基础上的Merrifield激子形式主义。利用这个模型,我们研究了共轭聚合物中的激子输运及其对形态和温度的依赖性。激子动力学由热化过程组成,其特征取决于热能、电子耦合和无序的相对强度,从而导致显著不同的输运机制。通过应用这种方法的代表性系统的基础上,聚(对苯撑乙烯)(PPV),我们获得洞察的作用温度和无序的本地化,电荷分离,非平衡动力学,和实验的可及性的热平衡状态的激子在无定形聚合物。
2021-02-09 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Disorder-broadened phase boundary with enhanced amorphous superconductivity in pressurized In2Te5
本研究在加压 In2Te5 单晶中利用长程平移对称性破坏形成无序展宽的非晶相界,发现非晶相 Tc 提升 25%,并归因于多重分形增强的电子关联。
2024-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermal transport of amorphous carbon and boron-nitride monolayers
二维(2D)材料如石墨烯和h-BN通常显示出高热导率,这使得在散热和纳米器件中具有丰富的应用。另一方面,无序通常存在于2D材料中。结构无序引起电子和声子的局域化,并改变电子、机械、热和磁性。在这里,我们计算了在平面内的导热系数的单层碳和单层氮化硼的非晶形式,反向非平衡分子动力学模拟。我们发现,单层无定形碳(MAC)和单层无定形氮化硼(ma-BN)的热导率约两个数量级小于其结晶对应物。此外,由于这些非晶材料中的声子平均自由程极短,因此超低热导率与温度无关。从振动态密度和参与率两个方面分析了结构无序与热导率降低的关系。ma-BN在整个频率范围内显示出强的振动局域化,而MAC由于其sp2杂化和破缺的E2 g对称性而在高频下显示出独特的扩展G'模式。本研究结果为MAC和ma-BN在热管理中的潜在应用铺平了道路。
2021-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
From Continuous to First-Order-Like: Amorphous-to-Amorphous Transition in Phase-Change Materials
本文在非晶相变材料中识别两种有序基元,发现压力诱导的非晶-非晶转变随温度从连续型交叉到类一级型,并通过双态模型与过冷水的第二临界点行为建立唯象类比,提出非晶固体中可能存在类临界点。
2025-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational density of states of amorphous solids with long-ranged power-law correlated disorder in elasticity
为了确定无序固体的振动态密度$D(ω)$,推导了基于弹性常数(或等效内应力)的幂律空间相关性的振动激发理论。结果提供了第一个预测的玻色子峰在非晶材料的内部应力(或弹性常数)的空间相关性的幂律形式,通常是在实验系统中的情况下,导致对数增强(瑞利)声子衰减。预测在3D中玻色子峰周围的频率的减少的过量DOS的图中发生$\sim -ω^{2}\lnω$形式的对数校正。此外,该理论提供了在低频区域中的状态密度的标度律,包括3D中的$\simω^{4}$制度,并提供了关于玻色子峰值强度如何取决于弹性常数或内应力波动的幂律衰减的强度的信息。解析表达式也来自纵向激励,其中包括对数校正因子的动态结构因子,并提出了支持理论中使用的假设的数值计算。
2020-11-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effective Theory of Superconductivity in Strongly-Coupled Amorphous Materials
基于对结构无序及其对振动谱的影响的有效描述,发展了强耦合非晶材料中声子介导的超导理论。该理论解释了在强耦合超导电性的Eliashberg理论中由于无序诱导的散射引起的振动激发的类扩散输运。与实验相比,该理论提供了Eliashberg函数$α^{2}F(ω)$的良好分析描述,并允许人们解开横向和纵向激励对Eliashberg函数的影响。特别地,它表明横向激发在驱动低能量下Eliashberg函数的增加或过量中起着至关重要的作用,这与玻璃振动光谱中的玻色子峰现象有关。这种低能量过剩一方面驱动电子-声子耦合的增强,但同时降低了Allen-Dynes公式中的特征能量标度$ω_{log}$。因此,$T_{c}$的非单调性作为$\text{Pb}$基系统中合金化(无序)的函数可以合理化。还分析了基于$\text{Al}$的系统的情况,其中无序从一开始就增加$T_{c}$。提出了在非晶超导体中增强$T_{c}$的一般材料设计原则。
2020-06-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Vibrations and Heat Transfer in Glasses: the role played by Disorder
本文回顾了非晶材料热导率的不同解释,指出介电材料热导率的温度依赖性可通过将其与依赖于无序的简谐振动本征模相关联来理解。
2023-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Non-Arrhenius conduction due to the interface-trap-induced disorder in X-doped amorphous InXZnO thin-film transistors
制备了沟道由In-X-Zn氧化物(IXZO)和X掺杂物(Ga、Sb、Be、Mg、Ag、Ca、Al、Ni和Cu)组成的薄膜晶体管,并在77 K <T<300 K范围内的选定温度下测量了它们的I-V特性。低场迁移率,亩,和界面缺陷密度,Nst提取的特性为每个研究的IXZO。在较高的温度下,迁移率遵循阿克里尼乌斯定律,并随着温度的降低而增加,逐渐转化为exp [-(T0/T)1/4]变化。我们发现mu(T,Nst)遵循mu 0 exp [-Eaeff(T,Nst)/kT],T依赖的有效活化能Eaeff(T,Nst)解释了数据,揭示了在较高T下Eaeff和Nst之间的线性相关性。Eaeff(T,Nst)的温度变化使用假设氧化物中的传导迁移率边缘Ec值的随机分布的模型来评估,所述传导迁移率边缘Ec值源于由界面陷阱分布中的无序引起的空间波动。对于一个高斯分布的Ec,激活能Eaeff(T,Nst)与1/T线性变化,令人满意的帐户上获得的所有研究IXZO的数据。该模型还表明,Eaeff(T,Nst)是一个线性函数的Nst在一个固定的T,这解释了指数下降的mu与NST。
2015-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Physics of Phonon-Polaritons in Amorphous Materials
无序材料中玻色子激发的性质仍然难以捉摸,这是由于在无序存在下定义准粒子等关键概念的困难。我们报道了在玻璃中观测到的声子极化激元,包括玻色子峰(BP),即超过德拜定律的太赫兹模式。建立了一个基于扩散子概念的理论框架来模拟由于无序诱导散射而导致的极化激元线宽的加宽。结果表明,BP频率与线宽的扩散常数的标度与极化激元的Ioffe-Regel(IR)交叉频率密切相关。这一结果证明了BP在玻璃中集体玻色类激发的低能谱中的普遍性,远远超出了声学声子的传统情况,并建立了IR交叉作为BP背后的基本物理机制。
2020-04-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anderson transition and thermal effects on electron states in amorphous silicon
我讨论的基础上大规模计算与现实的几千个原子模型的电子态的非晶硅的性质。一个相对简单的本地化扩展(安德森)过渡模型进行审查。然后,考虑了热无序对局域电子态的影响。研究发现,在容易接近的条件下,局域态(带隙或带尾)及其共轭能可能会发生剧烈的波动。简要讨论了非绝热原子动力学对掺杂或光激发系统的可能重要性。
1999-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Is Cement a Glassy Material?
水泥的粘结相硅酸钙-水玻璃(C-S-H)的性质仍然是一个有争议的问题。特别是,与以前的晶体模型相反,最近有人提出其纳米级结构实际上是无定形的。为了阐明这个问题,我们分析了一个现实的模拟C-S-H的结构,并比较后者的结晶雪硅钙石,天然类似水泥,和人工理想的玻璃。结果清楚地支持C-S-H是无定形的。然而,它的结构显示出中等程度的有序性,保留了晶体的一些特征,同时获得了整体的玻璃状无序。由于详细的量化的秩序和混乱,我们表明,它的非晶态主要来自其水合作用。
2015-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Different universality classes at the yielding transition of amorphous systems
本文用细观弹塑性模型研究了二维非晶系统在剪切作用下的屈服转变。该模型结合了一个完整的(张量)描述系统中的弹性相互作用,和结构recommodations的可能性,负责塑性行为。可能的结构recommodations编码的形式,一个“塑性障碍”的潜力,这是独立地选择在每个位置的样品,以考虑当地的异质性。我们观察到,应力必须超过临界值$σ_c$,以使系统屈服。此外,当该系统产生一个流动曲线的应力$σ$和应变率$\dotγ$的形式$\dotγ\sim(σ-σ_c)^β$获得。值得注意的是,我们观察到$β$的值取决于可塑性障碍潜力的一些细节。对于光滑势,获得$β\simeq 2.0$的值,而对于作为光滑段的级联获得的势,在模拟中观察到值$β\simeq 1.5$。这表明临界行为对塑性行为细节的依赖性,这在以前没有被指出。此外,通过整合出非必要的,谐波自由度,我们得到一个简化的标量版本的模型,代表了一个相互作用的普朗特-汤姆林森粒子的集合。这种相互作用的平均场处理再现的差异$β$指数为两类的塑性障碍的潜力,并提供值的$β$,比较有利的与那些在充分的模拟。
2017-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Shear-Transformation-Zone Theory of Yielding in Athermal Amorphous Materials
在无热非晶材料中的屈服转变类似于临界现象。历史上,它们被描述为赫歇尔-巴尔克利流变公式,这意味着在屈服点的奇异行为。在本文中,我研究这类现象使用的热力学剪切转变区(STZ)理论的基本版本,专注于有效的无序温度的作用,并特别注意缩放和尺寸参数。我发现了各种各样的赫歇尔-Bulkley一样的流变学,但由于根本原因,而不是特定的STZ理论,得出结论,屈服过渡并不是真正的关键。特别是,有一个快速增长的相关长度,但最终饱和附近的屈服点。
2015-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Pressure-Induced Insulator-to-Metal Transition Provides Evidence for Negative-$U$ Centers in Large-Gap Disordered Insulators
强电子-声子相互作用促进的电子之间的吸引性负$U$相互作用在高度极化和无序的材料中很常见,如非晶硫属化物,但在大带隙绝缘体中没有直接证据。在这里,我们报告如何负$U$中心负责广泛的绝缘体到金属的转变,在非晶HfO $_2$和Al $_2$ O $_3$薄膜与10 $^9$倍的电阻下降。由静液压或0.1 ps脉冲磁压触发,转变可以在如此低的压力下进行,以至于存在非常小的总体变形(应变~10 $^{-5}$)。在整体上没有显著的能量变化的情况下,转变归因于局部电子-声子相互作用的反转:通过反转$U$的符号,被捕获的电子被不稳定化并被释放,从而清除先前被带电陷阱阻挡的传导路径。结果还表明,莫特绝缘体无序时可能成为安德森绝缘体与强电子-声子相互作用调节初期的导电路径,一个新的发现的电子器件的技术意义。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Learning local, quenched disorder in plasticity and other crackling noise phenomena
当远离平衡时,多体系统的行为强烈依赖于初始条件。一个典型的例子是结晶和非晶材料的塑性现象,它强烈地依赖于材料的历史。在塑性建模中,通过淬火、局部和无序的流动应力分布来捕获历史。虽然正是这种无序导致了在纳米级塑性形变过程中经常观察到的雪崩,但功能形式和缩放特性仍然难以捉摸。在本文中,一个通用的形式主义,推导出局部的无序分布,从现场响应(如应力/应变)的时间序列模型的裂纹噪声。我们证明了该方法的效率在滞后随机场伊辛模型,也已被用来模拟晶体和非晶塑性的弹性界面脱钉模型。我们发现,解决淬火无序分布的能力,提高了时间分辨率和样本数。
2018-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci