Crystallization of metallic glass as a grain-boundary nucleated process: experimental and theoretical evidence for the grain structure of metallic glasses
本文通过DSC和Avrami曲线实验证明金属玻璃在晶界形核并具有晶粒结构，反驳了其均匀冻结液体的传统观点，并通过解析模型阐明了双峰和三步特征的成因。
2025-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystallization of hard-sphere glasses
我们用分子动力学研究了在硬球中停滞和结晶之间的相互作用。对于体积分数（$0.54 \leq phi \leq 0.63$）和多分散性（$0 \leq s \leq 0.085$）平面中的状态点，我们描绘了自发结晶的状态。对于非结晶（或预结晶）样品，我们发现等扩散线与理想的玻璃化转变在$ϕ_g \approx 0.585$，独立的$s$。尽管如此，对于$s<0.05$，结晶发生在$ϕ> ϕ_g$。这发生在系统老化的时间尺度上，并且未达到均方位移的扩散状态;根据这些标准，系统是玻璃。因此，与胶体文献中的普遍假设相反，在大块非晶态中发生自发结晶并不能证明这种状态是遍历流体而不是玻璃。
2009-10-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Unveiling the early stage evolution of local atomic structures in the crystallization process of a metallic glass
通过分子动力学模拟研究多组分金属玻璃结晶早期局域原子结构演化，发现热稳定性与初始短程有序无强相关并揭示对称性收敛现象，定量证明全局连通度而非二十面体簇总量是抗结晶关键因素。
2024-02-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Ageing and crystallization in a lattice glass model
我们研究了Pica Ciamarra、Tarzia、de Candia和Coniglio的3- $d$晶格玻璃[Phys.\修订版本\ E. 67，057105（2013）]，其已显示再现结构玻璃现象学的若干特征，例如笼效应、弛豫时间的指数增加和老化。我们表明，使用短时间动力学，亚稳极限是估计的Kauzmann温度以上。我们还发现，在亚稳液体存在的区域，老化指数低于0.5，表明达到平衡相对较快。我们的结论是，这个模型的有用性研究深过冷制度是相当有限的。
2014-12-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Roles of liquid structural ordering in glass transition, crystallization, and water's anomalies
液态是物质的基本和本质状态之一，但由于高密度导致的多体关联和缺乏长程序，对液态的物理理解远远落后于其他状态，如气体和固体状态。液体科学中重要的开放问题包括玻璃化转变、结晶和水的反常现象。奥斯汀·安吉尔对这些问题做出了巨大贡献，并提出了许多具有根本重要性的新概念。在这篇文章中，我们回顾了这些概念如何影响我们的工作液体物理，重点是液体结构有序的玻璃化转变，结晶和水的异常的作用。
2022-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.chem-ph
Arrhenius temperature dependence of the crystallization time of deeply supercooled liquids
通常，过冷液体和玻璃对于结晶是热稳定的。经典成核理论（CNT）已被用来描述过冷液体的结晶动力学。然而，最近对超压缩硬球的研究表明，它们的结晶动力学是间歇性的，并通过雪崩样的颗粒重排来介导，这在很大程度上不同于CNT。这些观察结果表明，深度过冷液体或玻璃的结晶时间不能用CNT描述，但这一点尚未得到详细研究。在本文中，我们使用分子动力学模拟来研究软球在瞬间淬火后的结晶动力学。我们发现，虽然平衡弛豫时间增加，在一个超阿耳忒弥斯的方式随着温度的降低，结晶时间显示阿耳忒弥斯温度依赖性在非常低的温度。这与基于CNT的常规公式相反。此外，结晶的估计的能量势垒是令人惊讶的小相比，平衡动力学。通过对结晶和老化动力学的定量比较，我们发现老化和结晶之间的耦合是理解深过冷液体或玻璃快速结晶的关键。
2023-03-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Crystallization and Local Order in Glass-Forming Binary Mixtures
本地组织的模拟玻璃形成的混合物，由于Kob和安徒生进行了分析。证据是提出了一个结构的过渡，从三角形的协调多面体立方作为较小的物种B的数量分数增加对等摩尔。确定了该变化对偏径向分布函数g-{BB}（r）的影响。的结晶速率的组合物上的依赖关系的确定和相关的观察到的结构变化。
2017-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glass Formation and Crystallization of a Simple Monatomic Liquid
利用分子动力学模拟，在较宽的温度范围内研究了具有双阱相互作用势的二维单原子系统。将该体系在熔融温度以上熔融并平衡，然后以几种冷却速率将其骤冷至低于熔融温度Tm 88%的温度以产生非晶态。当系统以恒定速率加热时，测量作为温度的函数的各种热力学量。通过能量的突然增加观察到玻璃化转变，并且示出Tg是非晶态制备过程中冷却速率的递增函数。在较高温度区，体系逐渐转变为晶体，时间-温度-转变（TTT）曲线呈典型的鼻状。发现在低于熔点Tm 14~15%的温度下，转变为晶态的时间最短，在足够低的温度下，转变时间远大于可用的CPU时间。这表明实现了长寿命的玻璃态。
2009-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Spin glasses, the quantum annealing, colloidal glasses and crystals: exploring complex free-energy landscapes
玻璃化行为是凝聚态物理中的一个主要的开放性问题。在这篇论文中，我们通过研究自旋玻璃和胶体来解决这个问题，使用几种互补的策略。从建模的角度，我们提出了一种新的模型，超立方体模型，这是平均场，但定义在度量空间。我们表明，也在平均场，自旋玻璃非平衡动力学是一个域的增长过程非常相似的三维对应。我们还考虑在三维空间的自旋玻璃，专注于温度混沌。由于与Janus平衡的低温配置，我们表明，温度混沌可以通过一个大偏差泛函恰当地描述。从这个泛函可以详细地预测有限尺寸标度行为，包括由罕见事件驱动的混沌的前渐近状态。我们还解决了寻找新的，有效的算法来研究玻璃体系的问题。特别是，在量子绝热算法的背景下，我们讨论绕过“一阶瓶颈”的策略。我们的方法被成功地应用于p自旋铁磁模型。我们还展示了如何使用系留蒙特卡罗（最近改进的伞抽样）处理问题，多个序参量，如硬球结晶。我们研究了结晶过渡平衡最大的系统，到目前为止，并获得非常准确的测定共存压力和界面自由能。我们还展示了我们的努力，在非常高的多分散性的软球系统中的固相的特征。
2013-09-09 cond-mat.dis-nn
Real-time observation of the isothermal crystallization kinetics in a deeply supercooled liquid
低于熔化温度时，$T_m$晶体是典型的元素或分子体系的稳定相。然而，将液体冷却到低于$T_m$，结晶是不可避免的。液体可以过冷，最终形成低于玻璃化转变温度$T_g$的玻璃。尽管它们具有长的寿命和产生表观稳定性的强势垒的存在，但过冷液体和玻璃保持固有的亚稳态和对晶体的热稳定性不稳定。在这里，我们研究了在深过冷液体在1100 K，大约一半之间的$T_m$和$T_g$的原型强玻璃形成剂GeO $_2$的等温结晶动力学。结晶过程已通过时间分辨中子衍射观察了约三天。数据显示，无定形结构向α-石英相连续重组，最终材料由陷入低密度残余无定形基质的结晶域组成。的衍射图案的定量分析，可以确定的时间演变的相对分数的晶体和非晶，这是通过一个经验模型解释的结晶动力学。这种方法提供了一个很好的描述的实验数据，并确定了晶体和非晶之间的捕食者-猎物一样的机制，密度变化作为阻挡屏障。
2016-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Critical behavior of the fluctuation heat capacity near the glass transition of metallic glasses
本文通过测量七种块体金属玻璃的高频剪切模量，引入并计算波动热容 $ΔC_f$，发现其在玻璃转变附近呈现类似 $λ$ 峰的临界现象，并确定平均临界指数 $α=0.26$，表明玻璃转变具有介于二级相变与三临界点转变之间的连续相变特征。
2023-06-01 cond-mat.dis-nn
van der Waals forces stabilize low-energy polymorphism in B2O3: Implications for the crystallization anomaly
最近预测的，从来没有合成，B $_2$ O $_3$多晶型的结合能和结构特性进行了研究，从第一性原理使用密度泛函理论和高精度多体方法，即随机相近似和量子蒙特卡罗。我们表明，范德华力在使实验已知的多晶型物（B $_2$ O $_3$ -I）的能量最低，许多竞争亚稳结构只躺在几千卡/摩尔以上的关键作用。值得注意的是，所有亚稳晶体在能量和密度上都与玻璃相当，同时具有各向异性和机械柔软的结构。此外，根据我们的稳定性标准，最佳亚稳多晶型物具有在玻璃和最近合成的硼硫酸盐化合物中发现的结构基序。我们的发现为理解B $_2$ O $_3$的反常行为提供了新的视角，即它在玻璃态结构中的玻璃化倾向与已知晶体截然不同。
2019-06-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Bond orientational ordering in liquids: Towards a unified description of water-like anomalies, liquid-liquid transition, glass transition, and crystallization
物质至少有三种基本状态，取决于温度和压力：气体，液体和固体（晶体）。这些状态由它们之间的一阶相变分离。在气相和液相中都存在完全的平移和旋转对称性，而在固相中，这两种对称性都被打破。在液体和固体之间的中间相中，包括液晶和塑性晶体相，仅保留两种对称性中的一种。在物质的基本状态中，人们对液态的了解最少。我们认为，这是至关重要的，更好地了解液体认识到，液体一般有一种倾向，有本地的结构秩序和它的存在是内在的和普遍的任何液体。这样的结构排序是许多体相关性的结果，更具体地说，键角相关性，我们相信这是描述液态的关键。我们表明，这种物理图像可以自然地解释与液态相关的困难的未解决的问题，例如水型液体（水，Si，Ge，...）的异常，液体-液体转变、液体-玻璃化转变、结晶和准晶形成，以统一的方式。换句话说，我们需要一个新的序参量来代表低的局部自由能组态，在许多情况下，这是键取向序参量，除了密度序参量的物理描述这些现象。在这里，我们回顾我们的两个顺序参数模型的液体，并考虑如何将瞬态局部结构排序与所有上述现象。并对这些现象之间的关系进行了讨论。
2013-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Formulation of thermodynamics for the glassy state: configurational energy as a modest source of energy
玻璃是一种过冷液体，非常缓慢地向平衡结晶状态松弛。它的能量平衡很难理解，因为人们普遍认为，玻璃态不能用热力学来描述。然而，经典的悖论，涉及的Escherifest关系和Prigogine Defay比可以解释时，“有效”或“虚构”的温度的慢模式作为额外的系统参数。在理清了正确的图景之后，从热力学的观点重新考虑玻璃是很有趣的。玻璃碎片，保持在固定的温度和体积，向较低的能量松弛。热量被释放，导致明显违反所有基本的热力学定律。最有趣的应用是使用玻璃或无定形系统作为能量来源，通过在熔融然后结晶的过程中提取构型能量。
2001-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Exploring water's no-man's land
针对过冷水在“无人区”易结晶的问题，本文结合介电谱、量热和淬冷LiCl水溶液测量，发现水存在由强液体向脆性液体转变的迹象。
2025-06-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Probing equilibrium glass flow up to exapoise viscosities
玻璃是在结晶威胁下老化的非平衡系统。在普通玻璃形成过程中，原子扩散减慢，使其实验研究不切实际地长，以至于许多人认为时间尺度的差异是理所当然的。我们在这里规避这些限制，利用广泛的家庭的玻璃迅速获得物理气相沉积直接进入固态，赋予不同的“年龄”相媲美的标准冷却和等待千年。等温探测这些玻璃中的每一个的机械响应，我们推断出对应的粘度沿平衡线，直到exapoise值。我们发现的依赖性的弹性模量的玻璃年龄，追溯到温度陡度指数的粘度，撕毁了几个玻璃化转变理论的基石之一：动态发散。重要的是，我们的研究结果表明，玻璃在有限温度下停止流动的传统观点可能是错误的。
2015-08-27 cond-mat.dis-nn physics.optics
Structure factor realizability reveals the glass-dynamics onset temperature
Department of Physics, City University of Hong Kong（香港城市大学物理系）
通过研究结构因子可实现性，发现玻璃动力学起始温度的拐点，揭示结构因子变化与拓扑变化的关系。
2026-01-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Metallic glasses for spintronics: anomalous temperature dependence and giant enhancement of inverse spin Hall effect
通过反自旋霍尔效应（ISHE）的自旋-电荷转换对于实现自旋电子学的各种应用是必不可少的。自旋霍尔响应通常遵循与纵向电阻率的通用标度关系，并且具有温和的温度依赖性，因为基元激发在电阻率和ISHE中仅起次要作用。在这里，我们报告的ISHE的金属玻璃显示出近两个数量级的增强与温度的阈值从80-100 K的玻璃化转变点的增加。由于电阻率在温度范围内变化很小，因此这种反常的温度依赖性与普遍存在的标度律相悖。这种巨大的温度提高可以很好地描述了一个两级的玻璃热激发模型，并消失后，结晶，提出了一个新的机制，涉及独特的玻璃热激发。这一发现可能为实现自旋电子器件在室温和更高温度下的高自旋-电荷转换效率以及利用自旋电流检测玻璃的结构和动力学铺平了新的途径。
2018-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
