Anharmonic properties of vibrational excitations in amorphous solids
了解非晶态固体的振动和热性质是凝聚态物理中讨论最多的问题之一。最近的工作已经取得了重大进展，了解谐波振动状态。特别是，它已被确定，准本地化的振动模式出现，除了声子类振动模式。在这项工作中，我们研究了这些振动模式的非谐性质。我们发现，振动模式表现出非谐性，诱导粒子重排，并导致过渡到不同的状态。这些非谐性与晶体中的非谐性不同，晶体中的粒子不会发生重排。值得注意的是，无论是声子模式还是准局域模式，振动模式都表现出很强的非谐性，诱导的粒子重排总是局域在空间中，并且由1到1000个粒子组成。我们的研究结果有助于了解低温热性能，其中非谐振动是至关重要的。
2019-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Correlation length for amorphous systems
晶体和准晶体的特征可以由一个顺序，这是一个纯粹的几何性质的瞬时配置，独立于粒子动力学或相互作用。另一方面，玻璃表面上是颗粒的无定形排列。一个自然的和长期存在的问题是，它们是否也有某种形式的几何秩序，尽管是以一种隐藏的方式。在这里，我们定义了一个相干长度，适用于系统的特点是典型的无定形，以及那些传统上有序的。我们认为，这种长度的分歧是符合目前的理论的“理想”的玻璃化转变。
2009-04-30 cond-mat.dis-nn
Scaling Theory for Steady State Plastic Flows in Amorphous Solids
强关联非晶态固体是一类玻璃形成体，其颗粒间势在相关的颗粒间距离范围内具有近似的逆幂律形式。我们研究这种系统的稳态塑性流动，首先在无热，准静态极限，其次在有限的温度和应变率。在所有情况下，我们证明了有用的缩放概念，以减少数据的普遍尺度函数的缩放指数是先验的粒子间的潜力。特别是，我们表明，稳定的塑性流动在有限的温度下，有效的热提取是唯一的特点是由两个缩放变量;等价地，稳定状态显示状态方程，涉及一个缩放变量的其他两个。我们讨论的范围内的适用性的标度理论，并连接到密度标度在过冷液体动力学。我们解释说，瞬态的描述要求额外的状态变量，其身份仍然远不明显。
2009-05-20 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
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
Relations between the Material Mechanical Parameters and the Inter-particle Potential in Amorphous Solids
非晶态固体的剪切模量和屈服应力是重要的材料参数，前者决定了在外部应变下应力增加的速率，后者是材料以塑性方式流动时的应力值。因此，重要的是要了解这些参数如何与粒子间的潜力。在这里，提出了一个标度理论，使得给定的颗粒间的潜力，固体的密度的屈服应力和剪切模量的依赖性，可以预测在无热极限。它解释了当这种预测是可能的，在所有的密度，当它只适用于高密度。这些结果为设计具有理想机械性能的新材料提供了令人兴奋的可能性。
2009-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Effective Forces in Thermal Amorphous Solids with Generic Interactions
在温度充分低于玻璃化转变温度的热玻璃中，组成颗粒被捕获在它们的笼中足够长的时间，使得它们的{ \em时间平均位置}可以在扩散和结构弛豫发生之前确定。有效的力量是那些保持这些平均位置的力量。在数值模拟中，任何一对粒子之间的有效力$\B F_{ij}$可以测量为{ \em裸}力$\B f_{ij}(\B r_{ij}(t))$的时间平均值。一般来说，即使裸力来自两体相互作用，热动力学也会将有效力打扮成包含多体相互作用的力。在这里，我们开发了有效的理论系统与通用的相互作用，其中的有效力是来自一个有效的潜在的，反过来，他们又产生了一个有效的海森的特征值都是积极的系统是稳定的。在这封信中，我们提供了有效理论的解析表达式，并证明了该方法的实用性和预测能力。
2018-07-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
Effect of Random Pinning on the Yielding Transition of Amorphous Solid under Oscillatory Shear
本研究通过模拟随机钉扎对振荡剪切下非晶固体屈服转变的影响，发现钉扎增加使玻璃从脆弱变强，并显著抑制剪切带形成。
2024-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of pinning on the yielding transition of amorphous solids
利用数值模拟方法，研究了含有随机钉扎颗粒夹杂物的模型非晶材料在无热准静态极限下的屈服响应。我们发现，随着钉扎浓度的增加，塑性活动变得更加空间局部化，从而导致较小的应力下降，并相应地增加应变的大小屈服发生。我们表明，不像空间异质性和雪崩LED屈服的情况下的未钉扎玻璃，对于大钉扎浓度的情况下，屈服发生通过空间均匀的扩散的本地化事件。
2018-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality and its Origins at the Amorphous Solidification Transition
经历从液态到非晶态固体态的平衡相变的系统表现出某些普遍的特征。其中主要是随机局域化的粒子的分数和描述这些局域化粒子的序参量和（等价地）局域化长度的统计分布的标度函数。本文的目的是讨论这种普遍性的起源和后果，并在这样做，三个主题进行了探讨。首先，一个复制朗道型的方法制定的普遍性类的系统是由永久随机约束连接的扩展对象，并在一个临界密度的约束进行非晶固化。该配方概括了先前讨论的随机交联和末端连接的大分子系统的情况。根据适用于非晶凝固的复型序参量，构造了复型自由能的普适形式，得到了液态和非晶态固体态的复型序参量值，确定了主要的普适特征。其次，理论是重新制定的局部静态密度波动的分布，而不是副本序参量。它示出，可以构建一个合适的自由能，取决于静态密度波动的分布，并且该制剂产生完全相同的结论作为副本的方法。第三，广泛的随机交联的大分子系统的数值模拟的结果相比，由于Barsky和Plischke的理论的普遍预测，并发现良好的协议。
1997-09-23 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-Particle Density Matrix Framework for Mode-Shell Correspondence: Characterizing Topology in Amorphous Higher-Order Topological Insulators
KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
提出基于单粒子密度矩阵的模式-壳层对应框架，通过壳层指数诊断高阶拓扑相，并应用于手性约束的C4对称高阶拓扑绝缘体，证明其适用于非晶无序体系。
2026-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Collective nonaffine displacements in amorphous materials during large-amplitude oscillatory shear
利用分子动力学模拟研究了二元Lennard-Jones玻璃在周期剪切变形下的瞬态响应。将非晶态固体模拟为低温下的三维Kob-Andersen二元混合物。循环加载施加到缓慢退火，静止的样品，诱导不可逆的颗粒重排在大的应变振幅，导致应力-应变滞后和漂移的势能向更高的值。我们发现，在临界应变振幅附近的循环剪切的初始响应涉及大的非仿射位移的原子不连续的集群。相反，剪切应力振荡的幅度在一定数量的循环后减小，这伴随着剪切带的开始和随后的生长。
2016-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inferring the particle-wise dynamics of amorphous solids from the local structure at the jamming point
堵塞是一种现象，共享的各种系统，如颗粒材料，泡沫，玻璃在其高密度制度。这激发了一个理论框架的发展，能够用统一的方法解释它们的许多静态临界特性。然而，在干扰点附近发生的动态很少受到关注，并且找到与配置的局部结构的连接的问题仍然未被探索。在这里，我们解决这个问题，通过构建物理上定义良好的结构变量，使用网络中包含的信息的接触堵塞的配置，然后表明，这些变量产生一个弹性的统计描述的粒子明智的动态接近这个临界点。我们的研究结果是基于广泛的数值模拟系统的球形粒子，使我们能够统计特征的轨迹的个别粒子在其前两个时刻。我们首先证明，除了显示一个广泛的分布的迁移率，粒子也可能有优先的运动方向。接下来，我们将这些特征中的每一个与一个结构变量相关联，该结构变量是根据干扰时的接触向量唯一计算的，从而获得相当高的统计相关性。我们的方法的鲁棒性是通过测试两种类型的动态协议，即分子动力学和蒙特卡罗，不同类型的相互作用。我们还提供了证据表明，我们在这里研究的动力学制度是由非谐效应，因此它不能被正确地描述的振动模式。最后，我们表明，相关性衰减缓慢，并在相互作用独立的方式，这表明一个普遍的信息丢失率。
2020-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Spatial structure of quasi-localized vibrations in nearly jammed amorphous solids
非晶态固体的低温特性被广泛认为是由低频准局域模控制的。然而，是什么支配着它们的空间结构和密度，人们对此还存在争议。我们研究这些问题的数值在非常大的系统的干扰过渡接近和压力p消失。我们发现，这些模式包括一个不稳定的核心，其中粒子进行屈曲运动，并降低能量，和一个稳定的远场分量，增加能量，并防止屈曲的核心。核心的大小发散为$p^{-1/4}$，其特征体积为$p^{-1/2}$。这些特征正是已知在弱配位材料的振动光谱中引起玻色子峰的反常模式的特征。从这个对应关系中，我们推断准定域模的密度必须为$g_{\mathrm{loc}}(ω) \sim ω^4/p^2$，与以前的观察结果一致。因此，我们的分析揭示了准本地化模式在一类非晶材料的性质。
2018-04-25 cond-mat.dis-nn
Crystallization of amorphous silicon induced by mechanical shear deformations
利用经典的分子动力学（MD）模拟和经验的环境相关原子间势（EDIP）[Phys.Rev.B56，8542（1997）]，研究了非晶硅（a-Si），特别是晶化对外部机械剪切变形的响应。与以前的结果一致，我们发现，在低剪切速度和低温下，剪切变形增加无序和缺陷密度。然而，在高温下，变形被发现诱导结晶，表现出与剪切速率和温度相关的动态转变。剪切变形下的a-Si的性质和系统结晶的程度进行了分析的剪切和非剪切材料之间的势能差（PED），以及缺陷的分数和具有结晶环境的颗粒的数量。
2011-04-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
On the critical exponents of the yielding transition of amorphous solids
本文数值研究了二维非晶态固体在外剪切作用下的屈服转变。我们使用的标量模型的总的局部应变的值，我们来自系统中的弹性相互作用的完整（张量）的描述，其中塑性形变占通过引入一个随机的“塑性无序”的潜力。这个标量模型被认为是等效于收集的普朗特-汤姆林森粒子，这是通过Eshelby四极核耦合。数值模拟结果表明，在临界应力附近，应变率-应力曲线的形式为$\dotγ\sim (σ-σ_c)^β$。值得注意的是，我们发现，$β$的值取决于所使用的微观塑性潜力的细节，确认和提供额外的支持，以前得到的结果与完整的张量模型。% \cite{Jagla_Yiel}。为了使这一结果合理化，我们认为标量模型中的Eshelby相互作用可以在一种“动态”平均场中被处理成一个很好的近似，该平均场对应于一个Prandtl-Tomlinson粒子，该粒子在所有其他粒子产生的随机噪声的存在下由施加的应变率驱动。这种Prandtl-Tomlinson粒子的动力学表现出不同的值的$β$指数依赖于微观势的分析性质，从而支持的数值模拟的结果。此外，我们发现，依赖于动力学的细节的其他临界指数也表现出与无序的形式的依赖性，而静态指数是独立的无序的细节。最后，我们将展示我们的标量模型与其他弹塑性模型和广泛使用的平均场版本被称为Hébraud-Lequeux模型。
2018-03-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Particle growing mechanisms in Ag-ZrO2 and Au-ZrO2 granular films obtained by pulsed laser deposition
通过脉冲激光沉积法在介电范围内（0.08<x（Ag）<0.28和0.08<x（Au）<0.52）的宽金属体积浓度范围内生长了由嵌入非晶ZrO 2基质中的Ag和Au纳米颗粒组成的薄膜。高分辨率透射电子显微镜（TEM）显示规则分布的球形Au和Ag纳米粒子具有非常尖锐的界面与非晶基体。从X-射线衍射测定的平均粒径与直接TEM观察一致。银的平均直径增加更突然的金属体积含量比相应的金颗粒在相同的条件下制备。观察到两种颗粒生长机制：成核和颗粒聚结，它们的相对重要性在两种颗粒系统中是不同的，这产生了非常不同的逾渗阈值值（xc（Ag）~0.28和xc（Au）~0.52）。
2006-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
