Local dielectric spectroscopy of near-surface glassy polymer dynamics
采用非接触式扫描探针显微镜方法研究了聚醋酸乙烯酯(PVAc)在玻璃化转变附近的局部近表面介电极化率和介电弛豫。介电谱测量从10-4 Hz到102 Hz作为温度的函数。该测量探测体膜的自由表面下方的20 nm厚的层。一个小的(4 K)的玻璃化转变温度和适度缩小的弛豫时间的分布被发现。相反,限制在金属电极上或金属电极之间的超薄膜的结果,没有发现在介电强度降低,不一致的固定较慢的模式。
2007-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Fast Dynamics of Glass-forming Liquids investigated by Dielectric Spectroscopy: a Comparison
我们进行了介电谱的分子玻璃形成剂甘油,碳酸丙烯酯(PC)和离子熔体CKN和CRN。频率范围涵盖了从微赫兹到太赫兹的近20年。测量结果与中子和光散射数据进行了比较,并用模式耦合理论进行了分析。
1999-04-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Wide range dielectric spectroscopy on glass-forming materials: an experimental overview
介电谱是研究玻璃形成材料动态响应的最常用技术之一。当接近玻璃化转变时,粒子运动的极大减慢,特别是玻璃形成材料中的快速过程,最近已成为科学兴趣的焦点,使得在宽频率范围内的研究非常可取。最近,我们的小组报告了玻璃形成材料在液态和过冷液态下的宽带介电谱的结果,覆盖了超过180年的频率。在本文中,我们给出了一个概述的各种实验装置和技术,用于收集这些光谱。作为一个例子,光谱的原型玻璃形成甘油。
1999-08-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Broadband dielectric spectroscopy and aging of glass formers
我们提出了各种玻璃形成剂,包括木糖醇,甘油,碳酸丙烯酯,和[Ca(NO3)2]0.4[KNO 3]0.6(CKN)的老化实验的结果。此外,提供了木糖醇和CKN的宽带介电谱。我们证明,无论分析哪些介电量(介电常数,损耗和模量),并且无论它们被测量的光谱区域,老化时间依赖性总是由构成α-松弛的结构重排所支配。如果考虑到老化过程中的结构弛豫时间的时间依赖性,弛豫时间和拉伸参数,完全符合平衡数据,得到。在CKN中,结构弛豫时间和强解耦电导弛豫时间都是从同一个电介质老化实验中推导出来的。
2006-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
High-frequency dynamics of type-B glass formers investigated by broadband dielectric spectroscopy
我们提出了宽带介电谱的结果,两个玻璃前体具有较强的Johari-Goldstein β-松弛。除了α-和β-弛豫动力学之外,光谱扩展到1 THz还可以揭示这类材料中快速β过程的信息。有明确的证据表明,一个快速的过程有助于在该地区的高频损耗最小值,这是分析的理想模式耦合理论。
2010-04-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Excess Wings in Broadband Dielectric Spectroscopy
分析了玻璃形成材料的宽带介电谱数据中的多余翼,为反常时间演化和分数半群提供了证据。分数阶演化方程在频率空间的解决方案被用来拟合介电谱数据的玻璃形成材料与频率范围之间的4和10十年。我们表明,只有三个参数(两个弛豫时间加一个指数),可以获得良好的拟合5-甲基-2-己醇和甲基间甲苯甲酸酯超过7个十年。传统的Havriliak-Negami拟合有三个参数(两个指数和一个弛豫时间),只适合4-5个十年。使用第二个指数,如在Havriliak-Negami拟合中,对于这里考虑的所有温度下的所有材料,$α$ -峰值和多余机翼可以用我们的理论完美地模拟长达10年。传统上,这只能通过组合两个具有6个参数的Havriliak-Negami函数来实现。依赖于温度的弛豫时间与Vogel-Tammann-Fulcher关系拟合,该关系提供了相应的Vogel-Fulcher温度。弛豫时间几乎完全服从Vogel-Tammann-Fulcher定律。最后,我们报告了新的和可计算的表达式的依赖于时间的弛豫函数对应的依赖于频率的介电常数。
2012-06-04 cond-mat.soft nlin.AO
Broadband Dielectric Spectroscopy on Glass-Forming Propylene Carbonate
覆盖超过18个十年的频率的介电谱已在碳酸丙烯酯在其液体和过冷液体状态。使用准光学亚毫米波和远红外光谱的介电响应进行了研究,以及到微观制度的频率。我们讨论的α-过程的特征时间尺度是观察到超过14个十年的频率和多余的机翼出现在频率约三十年以上的峰值频率。特别注意的是在α峰和玻色子峰之间的交叉制度的介电损耗的高频响应。与我们之前在其他玻璃形成材料中的结果类似,我们发现了交叉机制中额外过程的证据。然而,显着的差异有关的光谱形式在高frequency. We比较我们的结果从光散射和各种模型的玻璃化转变的预测获得的probabilities。
1998-12-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Modeling the nonlinear dielectric response of glass formers
将新近发展的有限寿命非对称双势阱模型应用于极性过冷液体的非线性介电数据。来自有限寿命的粘性效应提供了从短时间内许多分子的合作跳跃到长时间内统计独立分子的运动的交叉。该模型允许从非线性ω-数据确定合作重排区域的大小,并对甘油和碳酸丙烯酯的非线性ω和3ω-信号之间的已知不一致性提出了新的见解。
2017-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Fast dynamics in glass-forming salol investigated by dielectric spectroscopy
我们分析的介电损耗谱的玻璃形成salol延伸到400 GHz允许检测的高频最小值,其中的快速临界动力学预测的模式耦合理论的玻璃化转变应该占上风。事实上,我们发现这样一个最小值,而且,很好地满足理论预测的临界尺度。这包括最小值的频谱形状、最小频率和振幅的临界温度依赖性以及高温下α-弛豫速率的临界温度依赖性。导致系统参数λ = 0.63和临界温度Tc = 256 K的最小指数a和b都与以前使用不同方法对salol的调查结果合理一致。Salol是第一个测试模式耦合理论的材料之一,最初的介电测量被认为是反对这一理论的普遍适用性的论据。
2018-02-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Nonlinear dielectric spectroscopy in a fragile plastic crystal
在这项工作中,我们提供了一个彻底的检查琥珀腈-戊二腈混合物的非线性介电性能,代表一个罕见的例子,一个塑料晶体与脆弱的玻璃态动力学。在高场下检测到的复介电常数的改变可以解释考虑玻璃态动力学的异质性和场致熵的变化。虽然第一种机制也发现在结构玻璃形成,后者的效果似乎是典型的塑料晶体。Morover,第三谐波分量的介电极化率的报道,揭示了合作分子动力学预测的光谱形状。在符合脆弱的性质,在这种塑料晶体的玻璃化转变,我们推导出一个相对较强的温度依赖性的相关分子的数量,在相反的温度依赖性弱得多的塑料结晶环辛醇,其玻璃化转变是强的性质。
2015-12-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Microscopic origin of excess wings in relaxation spectra of supercooled liquids
玻璃形成在不同的材料中遇到。实验表明,过冷液体的动态弛豫谱一般在玻璃化转变温度$T_g$附近变得不对称,其中在高频处出现扩展的幂律。这个“翅膀”的微观起源仍然未知,迄今为止无法模拟。在这里,我们开发了一种新的计算方法,并研究模型过冷液体的平衡动力学附近的$T_g$。我们证明了出现的幂律翼的数值谱,这源于在罕见的,局部区域的广泛分布的时间尺度上的放松。我们合理化的非对称形状的弛豫谱,通过构建一个经验模型相关联的异质激活动力学与动态促进,这是我们的模拟揭示的两个最小的物理成分。我们的工作提供了一个一瞥的分子运动负责玻璃形成在相关的实验条件。
2022-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dipolar order controls dielectric response of glass-forming liquids
本研究探讨了过冷液体中偶极序对介电响应的控制作用,发现介电损耗高频幂律指数 $β$ 与 Kirkwood 相关因子 $g_K$ 相关,并在 25 种液体中验证了该结论,支持了近期理论而违背了早期的 Kivelson-Madden 理论。
2024-04-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
On the location of the excess wing relative to the a-loss peak in the susceptibility spectra from simulations with the swap Monte Carlo algorithm
Guiselin等人[arXiv:2103.01569(2021)]在分子动力学模拟中取得了进展,该模拟通过利用交换蒙特卡罗算法提供的巨大平衡加速来模拟实验玻璃化转变附近的过冷液体的平衡动力学。在较低温度下,在α-损失峰的高频侧翼上,发现弛豫谱中出现幂律,类似于在分子玻璃形成剂中实验观察到的过量翼。他们的非凡发现引出了一个问题,即相对于磁化率谱中的α损失峰值,多余的机翼位于何处。我提供了一个答案,通过确定多余的翼作为未解决的Johari-Goldstein(JG)b-松弛,并使用其松弛时间τ_JG的倒数来评估多余的翼的位置。耦合模型(CM)具有成功地近似确定分子液体中的tau_JG(T)值的历史,无论JG β-弛豫是否被解析(即,余翼)。将其应用于模拟数据,τ_JG(T)的结果成功地解释了不同温度下模拟谱中多余机翼的位置。CM基于分子玻璃形成者的实验数据提出的JG b-弛豫过程的分布动力学的时间演化与Guiselin等人通过模拟N个软球的尺寸多分散混合物与排斥幂律对势的相互作用给出的结果一致。该协议使他们的结果更接近真实分子玻璃形成者的实验数据。
2022-01-25 cond-mat.soft
Johari-Goldstein relaxation in glass-electrets
我们研究了两种偶极玻璃形成材料在玻璃驻极体状态下的介电响应。这种不寻常的极性玻璃态的物质产生时,偶极液体是过冷的影响下,高直流电场,这导致部分取向秩序的分子携带的偶极矩。通过使用低场介电谱的制备的玻璃驻极体的调查揭示了一个明确的修改其介电响应的制度的Johari-Goldstein β-松弛,指向一个小的,但显着增加其松弛强度相比,正常的玻璃。我们讨论了这一发现的影响仍然有争议的微观解释的Johari-Goldstein松弛,玻璃质的固有属性。
2019-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Scaling of broadband dielectric data of glass-forming liquids and plastic crystals
Dendzik等人最近提出的Nagel标度法和改进的标度法已应用于两种玻璃形成液体(甘油和碳酸丙烯酯)和三种塑性晶体(邻碳硼烷、间碳硼烷和1-氰基金刚烷)的宽带介电数据。我们的数据扩展的横坐标范围的上限,相当高的值比以前发表的分析。在研究的最高频率下,与单个主曲线的偏差显示出来,这在Dendzik标度图中最为明显。塑料晶体的损耗曲线在Nagel图中不按比例缩放,但它们落在Dendzik图中的单独主曲线上。此外,我们解决了一个可能的分歧的静态磁化率附近的Vogel-Fulcher温度的问题。为此,低温演变的高频翼的介电损耗峰进行了详细的研究。没有令人信服的证据,这种分歧可以推断出从目前的宽带数据。
1999-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Cooperativity and Heterogeneity in Plastic Crystals Studied by Nonlinear Dielectric Spectroscopy
用非线性介电谱研究了塑性结晶环辛醇和邻碳硼烷的玻璃化动力学,其中只有分子的重取向自由度冻结而没有长程序。与典型的玻璃形成者的显著差异显示出来:虽然分子协同性支配玻璃态冻结,但它导致比过冷液体中分子动力学的减慢弱得多。此外,所观察到的非线性效应不能用最近应用于典型玻璃形成剂的相同异质性方案来解释。这支持了塑料晶体中的分子弛豫本质上可能是非指数的想法。最后,没有发现非线性效应的次级过程在环辛醇。
2015-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dielectric and conductivity relaxation in mixtures of glycerol with LiCl
我们报告了一个彻底的介电特性的α弛豫的玻璃形成甘油与不同的添加氯化锂。在20 Hz - 3 GHz的频率范围内研究了0.1 - 20 mol%的九种盐浓度,并在介电损耗和模量表示中进行了分析。提供了关于直流电导率、介电弛豫时间(从损耗)和电导率弛豫时间(从模量)的信息。总的来说,随着离子浓度的增加,从reorientationally过渡到conventionally占主导地位的行为观察和平移离子动力学和偶极reorientational动力学成为连续耦合。这就产生了这样的前景,即通过向偶极玻璃形成剂中加入离子,介电谱可以直接耦合到确定玻璃化转变的平移自由度,即使在通常观察到强去耦的频率范围内。
2008-04-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Relaxation in the glass-former acetyl salicylic acid studied by deuteron magnetic resonance and dielectric spectroscopy
用介电谱和氘弛豫法在宽温度范围内研究了过冷液体和玻璃态乙酰水杨酸。过冷液体的特征在于与热激活行为的重大偏差。在玻璃中,二次弛豫表现出Johari-Goldstein过程的典型特征。通过测量自旋-晶格弛豫时间,选择性氘代甲基被用作其局部环境的灵敏探针。玻璃中的平均活化能与结晶乙酰水杨酸中的平均活化能存在很大差异。这可以通过考虑玻璃中的宽能垒分布来理解。
2006-04-09 cond-mat.soft
Broadband dielectric spectroscopy on benzophenone: alpha relaxation, beta relaxation, and mode coupling theory
我们已经进行了详细的介电研究的玻璃形成二苯甲酮的弛豫动力学。我们的测量覆盖了0.1 Hz至120 GHz的宽频率范围,温度从远低于玻璃温度一直到小粘度液体的区域。关于α弛豫,这种材料可以被表征为具有相当高脆性的典型分子玻璃形成剂。的α松弛行为的预测的模式耦合理论的玻璃化转变的一个很好的协议。此外,在温度低于和附近的Tg,我们检测到一个很明显的β松弛的Johari-Goldstein型,随着温度的升高,发展成一个多余的翅膀。我们比较我们的结果与文献数据从光学克尔效应和去偏振光散射实验,其中一个多余的翼状功能观察到在1 - 100 GHz的区域。我们解决的问题,如果科尔-科尔峰,这是调用来描述的模式耦合理论的框架内的光学克尔效应数据,有任何关系的介电谱检测到的规范β弛豫。
2008-02-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Molecular motions in glass and supercooled states of clotrimazole studied by broadband dielectric spectroscopy
用宽带介电谱研究了克霉唑在宽温度和频率范围内的玻璃态和过冷液体态的分子迁移率。克霉唑在T $_{g}$以下的介电损耗数据未显示出良好分辨的弛豫。在T $_{g}$以上,介电损耗显示结构$α$-弛豫,由于二次弛豫,该结构在高频下被改造为肩状形状。$α$过程的弛豫时间$τ_α$符合Vogel-Fulcher-Tammann方程。从$α$-过程的热行为获得玻璃化转变温度$T_{g}$ = 296 K和脆性指数m = 50。在接近T $_{g}$的温度下,介电损耗具有Kohlrausch-Williams-Watts拉伸指数参数$β_{KWW}$ = 0.56。从耦合模型中得到的原始弛豫时间与克霉唑的二次弛豫时间一致。因此,二次弛豫被认为是Johari-Goldstein(JG)过程,其可以是前体$α$过程。指数$β_{KWW}$的值随温度的升高而增大,标度介电损耗没有形成单一的主曲线。讨论了氯利马唑的结构弛豫过程$α$-弛豫和JG $β$-弛豫过程及其影响。
2016-09-09 cond-mat.soft
Investigation of the shear-mechanical and dielectric relaxation processes in two mono-alcohols close to the glass transition
对两种一元醇类分子玻璃形成剂2-乙基-1-己醇和2-丁醇在玻璃化转变温度附近的剪切力学和介电性能进行了测量。使用压电剪切模量计方法获得剪切力学数据,覆盖频率从1 mHz到10 kHz。剪切-机械松弛谱显示两个过程,其遵循结构(α)松弛和额外(Johari-Goldstein)β松弛的典型情形。介电弛豫谱主要由德拜型峰与一个额外的非德拜峰可见。这种德拜型弛豫是一元醇特有的共同特征。非德拜介电弛豫过程的时间尺度被示出为对应于机械结构(α)弛豫。玻璃化转变温度和脆弱性的基础上的机械α松弛和介电德拜型过程,显示两个玻璃化转变温度相差约10 K和德拜型过程的基础上的脆弱性是一个因素的两个小于结构的脆弱性。如果在这些液体中存在德拜型弛豫的机械特征,则其弛豫强度分别至多为2-丁醇和2-乙基-1-己醇的全弛豫强度的1%和3%。这些研究结果支持的概念,这是非德拜介电弛豫过程,对应于在液体中的结构α弛豫。
2008-10-03 cond-mat.soft
Dielectric and Dilatometric Studies of Glass Transitions in Thin Polymer Films
对薄聚苯乙烯膜进行介电弛豫和热膨胀光谱,以测量对应于由于$α$ -过程引起的磁化率的损耗分量中的峰的温度$T_α$和作为膜厚度$d$的函数的$α$ -弛豫时间$τ$。虽然玻璃化转变温度$T_{\rm g}$随着膜厚度的减小而减小,但发现对于$d>d_{\rm c}$,$T_α$和$τ$几乎保持恒定,而对于高温,对于$d<d_{\rm c}$,$T_α$和$τ$急剧减小。在此,$d_{\rm c}$是临界厚度。在玻璃化转变温度附近,$T_α$和$τ$的厚度依赖性更加突出。讨论了聚苯乙烯薄膜的脆性指数与非指数性之间的关系。
2000-12-26 cond-mat.soft
Dipole-dipole correlations and the Debye process in the dielectric response of non-associating glass forming liquids
在过冷液体中观察到的$α$过程的非指数形状被认为是玻璃态动力学的标志之一,因此几十年来一直在研究中,但仍然知之甚少。对于极性范德华液体,我们在这里显示-在最近的理论-偶极-偶极相关引起的介电谱中的一个额外的过程略慢于$α$ -松弛,这使得所得到的组合峰比其他实验技术观察到的窄。这让人想起在一元醇中发现的德拜过程。通过用非极性溶剂稀释来削弱偶极-偶极相互作用,可以抑制额外的峰。
2019-11-18 cond-mat.soft
Glassy Dynamics Under Superhigh Pressure
几乎所有的玻璃形成液体的特点,随着结构的α-弛豫过程,一个更快的二次过程(β-弛豫),其性质属于玻璃物理学的伟大奥秘。然而,对于这些液体中的一些,没有观察到明显的二次弛豫。一个突出的例子是典型的玻璃形成液体甘油。在目前的工作中,通过在高达6 GPa的超高压下进行介电谱,我们表明,在甘油中,在P > 3 GPa的介电损耗中出现了一个显着的二次弛豫峰。我们确定这种β-松弛是Johari-Goldstein型,并讨论了它与多余机翼的关系。我们提供了一个平稳的,但显着增加的玻璃化转变温度和脆性的压力增加的证据。
2010-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glass Transition Temperature and Dynamics of $α$-Process in Thin Polymer Films
通过对聚苯乙烯薄膜的介电测量,同时确定了玻璃化转变温度$T_g$和对应于由于$α$过程引起的介电损耗峰值的温度$T_α$作为膜厚度$d$的函数。随着膜厚度的减小,观察到$T_g$的减小,而发现对于$d > d_c$,$T_α$几乎保持恒定,而对于$d < d_c$,$T_α$急剧减小。这里,$d_c$是取决于分子量的临界厚度。$T_g$的厚度依赖性与$α$过程的弛豫时间分布有关,而与弛豫时间本身无关。
1998-10-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glass transitions and dynamics in thin polymer films: dielectric relaxation of thin films of polystyrene
通过对玻璃基片上聚苯乙烯薄膜的介电测量,同时确定了玻璃化转变温度$T_{\rm g}$和$T_α$随膜厚d的变化关系。介电损耗峰值也被研究为频率的函数,对于一个给定的温度。随着膜厚度的减小,观察到$T_{\rm g}$的减小,而对于$d>d_{\rm c}$,发现$T_α$几乎保持恒定,而对于$d<d_{\rm c}$,随着d的减小,$T_α$急剧减小。这里,$d_{\rm c}$是取决于分子量的临界厚度。$α$过程的弛豫时间与$T_α$的弛豫时间具有相似的d依赖性.通过使用所观察到的介电损耗的峰形的频率依赖性,获得了$α$ -过程的弛豫函数。从弛豫函数得到的指数$β_{\tiny KWW}$随厚度减小而减小。这表明$α$过程的弛豫时间分布随厚度减小而变宽。$T_{\rm g}$的厚度依赖性与$α$过程的弛豫时间分布直接相关,而与弛豫时间本身无关。
1999-10-01 cond-mat.soft
Does frequency-temperature superposition hold in deeply super-cooled liquids?
温度演变的宽带$10^{-6}$ - $10^{10}$ Hz介电极化率的典范玻璃形成甘油,碳酸丙烯酯,和氟苯胺进行了分析,假设一个三步松弛由于$α$ -过程,其多余的翼,和一个$β$ -过程。我们发现,$α$峰和机翼可以描述的磁化率函数与温度无关的高频指数,而这些贡献的相对权重依赖于温度。多余翼和$β$过程是不同的现象;特别是,多余翼的松弛强度随着温度的降低而增加,与$β$过程相反。在我们的解释中,频率-温度叠加的$α$ -过程是有效的所有温度下,在甘油的情况下,一个典型的$β$ -过程是明确确定的第一次。
2006-04-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Simultaneous memory effects in the stress and in the dielectric susceptibility of a stretched polymer glass
我们报告的实验证据表明,在恒定应变率$\dotλ$拉伸的聚合物呈现复杂的记忆效应后,$\dotλ$被设置为零,在特定的应变$λ_w$持续$t_w$,范围从$100$ s到$ 2.2\times10^5$ s。当应变速率恢复时,应力和介电常数都非单调地松弛到未扰动状态。弛豫取决于可观察的,取决于$λ_w$和$t_w$。通过将弛豫时间换算为$t/\ln (t_w)$获得弛豫主曲线。介电演化也捕获的弛豫时间的分布,因此,结果施加强有力的约束下的应力聚合物的弛豫模型,他们可以是有用的,更好地理解在其他无序材料的记忆效应。
2021-02-02 cond-mat.soft
Dynamics characterization of the glass formation of twist-bend liquid crystal dimers through dielectric studies
本文利用宽带介电谱研究硫醚连接氰基联苯液晶二聚体的玻璃形成动力学,识别出端对端旋转(m1)和绕指向矢进动(m2)两种弛豫模式,并通过动态标度模型揭示其在接近玻璃化转变时的协同演化规律。
2023-04-16 cond-mat.soft
Nonlinear dielectric response of Debye, alpha, and beta relaxation in 1-propanol
我们提出了非线性介电测量的玻璃形成1-丙醇,一个典型的例子是已知的表现出不寻常的松弛动力学,即额外的德拜松弛,比结构的α松弛慢的单羟基醇。应用468 kV/cm的高交流场可以详细研究1-丙醇中发生的所有三个弛豫过程(即德拜、α和β弛豫)的非线性特性。这两个字段引起的介电常数和损耗的变化的报告。极化饱和度和吸收的场能量支配的德拜弛豫制度的调查结果,以及与建议的集群性质的放松实体一致。α松弛的行为与异质松弛场景的预期非常一致。最后,Johari-Goldstein β-松弛在1-丙醇似乎表现出没有或只有弱场的依赖性,与最近的研究结果为规范的玻璃形成多余的翅膀。
2014-04-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Supercooled-liquid and plastic-crystalline state in succinonitrile-glutaronitrile mixtures
我们报告了一个彻底的表征琥珀腈和戊二腈的混合物的玻璃相通过介电光谱和差示扫描量热法。该系统被揭示是一个罕见的例子,其中两个玻璃态的物质,结构无序的过冷液体和取向无序的塑性晶体,可以在同一材料中制备。这两种无序状态都可以很容易地过冷,最终达到结构玻璃或玻璃晶体状态。使用宽带介电谱的详细调查,使在这两个阶段的玻璃态动力学的比较。正如以前所证明的过冷液体和塑性结晶乙醇,我们的实验揭示了非常相似的弛豫行为和玻璃化温度的两种无序状态。因此,在玻璃化转变中的取向自由度的突出作用,建议乙醇的研究结果的基础上,是完全证实了目前的工作。此外,这两个阶段的脆弱性确定和比较不同的混合物。研究结果可以很好地理解内的能源景观为基础的解释脆弱性。
2013-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Broadband dielectric response of glycerol and propylene carbonate: a comparison
甘油和碳酸丙烯酯覆盖18个十年的频率的介电数据,并相互比较。这两种材料表现出定性相似的行为,除了显着的差异,在高频区玻色子峰以下。这两种材料的结果是一致的模式耦合理论的玻璃化转变。
1998-12-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glycerol confined in zeolitic imidazolate frameworks: The temperature-dependent cooperativity length scale of glassy freezing
在目前的工作中,我们采用宽带介电光谱研究的分子动力学的原型玻璃前体甘油限制在两个微孔沸石咪唑骨架(ZIF-8和ZIF-11)具有明确的孔径分别为1.16和1.46 nm,分别。的光谱揭示了信息的限制过冷液体,其温度依赖性表现出明显的偏差,从典型的超阿氏温度依赖的散装材料,取决于温度和孔径的修改后的α弛豫。这允许分配明确定义的协同长度尺度的分子运动的某些温度以上的玻璃化转变。我们将这些和以前的结果限制在其他主机系统中的甘油的温度依赖性的长度尺度推导出的非线性介电测量。结合的实验数据可以一致地描述的临界发散的这种相关长度内的理论方法,假设玻璃化转变是由于一个潜在的相变预期。
2019-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glassforming liquid crystalline equimolar mixtures of MHPOBC and fluorinated compounds -- structural, optical, and dielectric properties
本研究配制三种含MHPOBC与不同链长3FmHPhF6的液晶等摩尔混合物,表征其多相结构与性质,发现可形成近晶C$_A$*玻璃态,且玻璃化温度随氟化物链长增加而降低,倾斜角与选择反射特性具有温度依赖性。
2025-03-03 cond-mat.soft
Ions in glass forming glycerol: Close correlation of alpha and fast beta relaxation
我们提供了宽带介电损耗谱的玻璃形成甘油与不同的添加LiCl。覆盖频率高达10太赫兹的测量延伸到快速β过程的区域,通常归因于笼状分子动力学。除了已知的变化的结构的α弛豫时间和修改的过量翼离子含量,我们还发现了一个明显的影响浅损失最小所产生的快速β弛豫。模式耦合理论的框架内,检测到的显着扩大这个最小值是在合理的符合所发现的变化的α-弛豫动力学。α-弛豫速率和最小位置之间的相关性适用于所有离子浓度和温度,甚至低于模式耦合理论定义的临界温度。
2012-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Statistical mechanical approach to secondary processes and structural relaxation in glasses and glass formers
动态过程的相互关系活跃在玻璃和粘性液体的分离的时间尺度上的研究使用的模型显示两个时间尺度的分叉之间的快速和二次弛豫和二次弛豫和结构之间。动力学的研究允许在平均场近似的动态逮捕的温度以上的系统弛豫的预测,与直接导出的运动方程的结果在模式耦合理论(MCT)过冷粘性液体。改变外部热力学参数,可以表现出很宽范围的现象学,从敏感性损失中结构峰和第二峰的非常清楚的分离到多余的机翼结构。
2011-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Combined Description of Pressure-Volume-Temperature and Dielectric Relaxation of Several Polymeric and Low-Molecular-Weight Organic Glass-Formers using 'SL-TS2' Mean-Field Approach
我们应用我们最近开发的平均场'SL-TS 2'(两态Sanchez-Lacombe)模型来同时描述介电α-弛豫时间和压力-体积-温度(PVT)数据在四种聚合物(聚苯乙烯,聚(甲基丙烯酸甲酯),聚(乙酸乙烯酯)和聚(环己烷丙烯酸甲酯))和四个有机分子玻璃形成剂(邻三联苯,甘油,PCB-62,和PDE)。以前,已经表明,对于所有八种材料,Casalini-Roland热力学标度f tau_{/alpha} = f(TV_{sp} ^{/gamma})(其中T是温度,V_{sp}是比容),(Casalini,R.;罗兰角M.物理修订版信函2014,113(8),85701),满意。先前也已经表明,在“SL-TS 2”框架内自然地出现相同的缩放(对于足够低的压力)(Ginzburg,V. V.软物质2021,17,9094)。在这里,我们拟合的环境压力曲线的弛豫时间和特定的体积作为温度的函数的八种材料,并观察到理论和实验之间的良好协议。然后,我们使用Casalini-Roland缩放将这些结果转换为“主曲线”,从而能够预测在高压下的弛豫时间和特定体积。所提出的方法可用于描述其他玻璃形成材料,包括低分子量和聚合物。
2022-08-18 cond-mat.soft
Novel Concept of Non-Debye Dipole Relaxation Processes for the Interpretation of Physical Origin of Dielectric Loss in the Glass Formers, Drugs, Polymers and Plastic Crystals
介电损耗的物理根源是分子中n个亚基弛豫的总和,其中n= 1,2,3.对于每个亚基弛豫,分子间偶极-偶极相互作用的想法触发了非德拜偶极,($\bf G$)$_{n}$ =((1-g $_d$)$\bf G$ $_{0}$)$_{n}$,以及随后的双偶极子($\bf G$ $_{\pm}$)$_n$ =($\bf G$ $_0$ $\pm$ $\bf G$)$_n$,提出松弛过程,其中$\bf G$ $_{-}$ =g $_{d}$ $\bf G$ $_{0}$,$\bf G$ $_{+}$ =(2-g $_{d}$)$\bf G$ $_{0}$,并且$\bf G$ $_{0}$是德拜偶极子。每个亚基运动是统计上高度独立的过程,并通过德拜和非德拜弛豫(NDR)时间来区分,其中g $_d$是指数0<g $_d$ <1,并且表示具有德拜介电损耗能量的重新分布和守恒的相互作用强度。所提出的概念为NDR提供了新的见解,并公开了$α$、$β$、$γ$、$δ$弛豫和玻璃形成剂、塑料晶体、药物等的过量翼的物理起源,与实验结果非常吻合。
2016-08-18 cond-mat.soft
Dielectric Spectroscopy and Ultrasonic Study of Propylene Carbonate under Ultra-high Pressures
我们提出了高压介电谱(高达4.2 GPa)和超声波研究(高达1.7 GPa)的液体和玻璃态碳酸丙烯酯(PC)。这两种方法提供了在压力下的PC的玻璃化转变的互补图片。在所研究的压力区间内,除了$α$ -松弛外,没有发现其他松弛过程。碳酸丙烯酯液体是玻璃成形剂,其中在破纪录的压力和密度范围内记录了简单松弛和不存在$β$ -松弛。液体PC的状态方程扩展到1 GPa的超声波测量的体积模量,是在良好的根据与以前的方程开发的体积数据。我们测量的体积和剪切模量和泊松比的玻璃PC高达1.7 GPa。PC的许多松弛和弹性性质可以用软球或Lennard-Jones模型定性描述。然而,对于整个实验数据集的定量描述,这些模型是不够的。此外,玻璃态PC的泊松系数值表明非中心力对分子间势的显著贡献。众所周知的泊松比和脆性指数(从介电弛豫)之间的相关性被确认为PC在环境压力下,但它是违反与压力的增加。这表明,不同的功能的势能景观是负责的介电响应和弹性随压力增加的演变。
2013-05-16 cond-mat.soft
Direct link between boson-peak modes and dielectric $α$-relaxation in glasses
我们计算的介电响应的玻璃开始从微观系统浴哈密顿的Zwanzig-Caldeira-Leggett型,并使用从动力学理论的记忆功能在所得的广义Langevin方程中的一个anasterian。由此产生的框架需要的振动态密度(DOS)的知识作为输入,我们从数值评估的边缘稳定的谐波无序晶格,具有较强的玻色子峰(超过德拜$\simω_{p}^{2}$法的软模式过剩)。基于此计算的介电函数与实验数据相比,甘油在$T\lesssim T_{g}$的范例情况下。良好的协议被发现的反应(实部)的响应和$α$ -松弛峰的虚部,与早期的理论方法,特别是在反应模量的显着改善。在$α$峰的低频侧,拟合支持在消失的本征频率处存在$\sim ω_{p}^{4}$模式,如最近在[Phys.Rev.Lett. 117,035501(2016)]。我们的框架恢复了$α$ -翼不对称性和拉伸指数行为,这表明这些特征在很大程度上是由DOS中的软玻色子峰模引起的。
2017-02-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Relaxation time of a polymer glass stretched at very large strains
拉伸到应力硬化制度的样品的聚合物松弛动力学,在室温下,作为应变$λ$的函数,对于宽范围的应变速率$\dotγ$,通过原始的介电谱设置进行测量。机械应力改变介电谱的形状,主要是因为它影响主要的聚合物弛豫时间$τ$,其取决于$λ$并且是$\dotγ$的递减函数。最快的动力学不是在屈服时达到的,而是在软化区达到的。在硬化过程中,动力学减慢,$τ$逐渐增加。不能排除$\dotγ$和$λ$对介电强度的微小影响。
2020-02-11 cond-mat.soft
Evidence for the Collective Nature of the Glass Transition
最近,一方面利用光子相关光谱和自旋弛豫,另一方面利用介电研究,确定了深度过冷液体的自相关和互相关动力学。这些结果引发了一场有争议的讨论,即由以前的技术确定的“通用”响应或非通用介电响应是否反映了液体的结构弛豫。本研究采用物理老化和振荡剪切流变学直接访问的非关联的玻璃形成液体的结构松弛,并揭示了简单的液体,而不是单粒子动力学的集体平衡波动支配其结构松弛。
2021-03-08 cond-mat.soft
The computational evidence for the crucial role of the dipole cross-correlations in the polar glass-forming liquids
在这封信中,我们分析了偶极-偶极关联得到的分子动力学模拟的强极性和弱极性模型液体。结果表明,对于弱极性液体,互相关对介电谱实验中直接测量的体系总偶极矩关联函数的贡献可以忽略不计。与此相反,互相关项占主导地位的自相关检查强极性液体之一。因此,我们的研究强烈支持的玻璃形成液体,最近提出的Pabst等人的介电谱性质的解释。
2022-04-26 cond-mat.soft
Excess wings and asymmetric relaxation spectra in a facilitated trap model
在最近的计算机研究中,我们已经表明,空间非均匀动力学和动力学促进相结合,提供了一个微观解释的出现在深过冷液体多余的翅膀。基于这些发现,我们构建了一个最小的经验模型来描述这种物理现象,并在陷阱模型中引入动态促进,该模型最初是为了捕获玻璃体系的热激活动力学而开发的。结合数值计算结果和分析论证,我们充分证明了这种易化陷阱模型的弛豫动力学,改变了能量分布的函数形式和动力学易化的强度。动态促进一般加速最深的陷阱的弛豫,从而使弛豫谱强烈不对称,在高频率下具有明显的“过量”信号。对于精心选择的参数值,所获得的光谱模拟实验结果的有机液体显示多余的翅膀。总体而言,我们的研究结果确定所需的最小物理成分来描述多余的过程中的弛豫谱的过冷液体。
2021-08-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Challenges of interpreting dielectric dilatometry for the study of pressure densification
我们报告了一项实验研究,记录了采用介电常数测量法研究玻璃形成材料的压力致密化的挑战。记录了不同温压路径下玻璃化后5-聚苯基醚的介电单元几何形状对所得电容的影响。研究了两种不同的多层电容器的电容响应:一种是,在原则上,固定板的距离和一个Kapton间隔允许收缩/膨胀。材料的介电常数的变化和电容器几何形状的修改的组合确定最终电容。我们的结论是,为了将测得的电容转换为材料密度,理解几何形状是至关重要的。所提供的数据无法得出结论,简单的玻璃成型体,如5-聚苯基醚是否可以压力致密化,但我们的工作突出了利用介电谱有效解决这个问题的挑战。
2019-02-27 cond-mat.soft
Approximate square-root-time relaxation in glass-forming liquids
我们目前的数据为43玻璃形成的有机液体的介电弛豫,表明主要(α)松弛往往是接近平方根时间松弛。高频损耗的逆幂律描述应用得越好,平方根时间弛豫就越精确。这些发现表明,平方根时间松弛是通用的阿尔法过程,一旦一个共同的观点,但长期以来被认为是不正确的。只有具有非常大的介电损耗的液体通过具有一贯较窄的损耗峰而偏离该图。作为对主流观点的进一步挑战,我们发现具有精确平方根时间弛豫的液体涵盖了广泛的脆弱性。
2007-12-17 cond-mat.soft
Multiple glassy dynamics of a homologous series of triphenylene-based columnar liquid crystals -- A study by broadband dielectric spectroscopy and advanced calorimetry
由芳族苯并菲核和烷基侧链组成的六(n-烷氧基)苯并菲(HATn)是形成柱状中间相的模型离散液晶(DLC)系统。在中间相中,HATn分子自组装成柱,其具有沿柱的一维高载流子迁移率。本文采用差示扫描量热法(DSC)、宽带介电谱(BDS)、快速扫描量热法(FSC)和比热谱(SHS)等先进的量热技术,对不同烷基链长度(n = 5,6,8,10,12)的HATn系列同系物进行了研究。利用DSC实验对相行为进行了研究,揭示了烷基链长对相行为的影响。通过介电研究探测分子的迁移率,一个$γ$-松弛由于本地化的波动,以及两个玻璃态动力学的$α$核心和$α$烷基松弛观察到的温度范围内的塑性结晶相。此外,所观察到的玻璃态动力学进一步研究采用先进的量热法。所有观察到的弛豫过程归因于可能的特定分子的波动,并详细讨论。结果表明,随着烷基链长度的增加,在n = 8时,体系从刚性约束(n = 5,6)向较软体系(n = 10,12)转变。一个聚乙烯一样的行为的烷基链在柱间域和自组织限制的两个竞争效应的平衡讨论的背景下,受阻的玻璃化转变。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Weak dispersive forces between glass-gold macroscopic surfaces in alcohols
在这项工作中,我们集中在金-酒精-玻璃系统中的范德华力和卡西米尔力的Lifshitz理论的实验验证。从这个理论弱色散力预测时,介电介质的介电性质变得可比的相互作用的表面之一。使用反胶体探针原子力显微镜分散力偶尔测量,并在控制条件下,通过添加盐筛选的静电双层力,如果存在。色散力被认为是有吸引力的,和一个数量级弱于在空气中。虽然这些系统的力的理论描述变得不那么精确,即使有充分的知识的介电性质,我们仍然发现我们的结果与Lifshitz理论在合理的协议。
2009-04-06 cond-mat.soft
The Cole-Cole Law for Critical Dynamics in Glass-Forming Liquids
在模式耦合理论(MCT)的玻璃态动力学,渐近低频展开的动力学在临界点的膨胀的动态模量相比,这表明,这两个扩展的收敛性能可以是完全不同的。在某些参数区域,模量的首阶展开式成功地描述了瞬态区域外的MCT运动方程的解;同时,磁化率的首阶和次首阶展开式失效。在这些情况下,我们可以推导出一个科尔-科尔定律,这个定律解释了微观激发带以下和α峰高频部分以上频率的动力学。结果表明,这种情况下解释了光学克尔效应测量数据的salol和二苯甲酮(BZP)。对于BZP,可以推断,退偏振光散射光谱在千兆赫频带内表现出α峰的翼。这翼的结果从冯施韦德勒定律的α峰的高频率部分的科尔-科尔峰的交叉;和这个交叉可以定量描述的MCT的领先阶公式的模量。
2006-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Susceptibility functions for slow relaxation processes in supercooled liquids and the search for universal relaxation patterns
为了描述玻璃成形器的慢响应,我们讨论了相关时间的一些分布,例如,广义伽马分布(GG)及其扩展(GGE),后者允许再现简单的峰值磁化率(例如Cole-Davidson型)以及表现出附加高频幂律贡献(过量翼)的磁化率。将GGE分布应用于没有β过程峰的玻璃形成剂(甘油、碳酸丙烯酯和甲基吡啶)的介电谱,我们能够再现缓慢响应(1 e-6 Hz -1 e 9 Hz)的显著特征。在时域或频域中进行线形分析,在这两种情况下都可以识别出多余的机翼。后者在冷却时以普遍的方式演化,并且在相关时间τ_α> 1 e-8 s时出现。它的首次出现标志着模式耦合理论的高温假设的崩溃。- 为了描述显示β-过程峰的玻璃成形器,我们引入了与一些常用的拟合函数相比与假设热活化过程相容的分布函数。与GGE分布一起,该函数允许在Williams-Watts方法的框架中完全内插光谱,例如氟苯胺(1 e-6 Hz -1 e 9 Hz)的光谱。所获得的参数表明,在τ_α> 1 e-8 s时,又出现了多余翼和β过程。
2002-12-12 cond-mat.soft
Electrical properties of polyetherimide thin films: Nonparametric dielectric reponse analysis with distribution of relaxation times
用于电绝缘和能量存储的高温聚合物材料需要用于转换功率应用,例如脉冲功率和混合电动车辆。候选材料之一是聚醚酰亚胺,一种玻璃化转变温度超过200 ℃的非晶热塑性塑料。在这里,介电材料的研究报告,考虑到在聚醚酰亚胺的极化和导电过程。
2013-04-19 cond-mat.soft
Cooperative behavior of molecular motions giving rise to two glass transitions in the same supercooled mesophase of a smectogenic odd liquid crystal dimer
本文用宽带介电谱法对液晶二聚体α-(4-氰基联苯基-4 '-氧基)-ω-(1-芘亚胺-苯亚甲基-4'-氧基)庚烷(CBO_7 O·Py)的玻璃化行为和弛豫动力学进行了详细的研究。CBO 7O.Py显示出三种不同的介电弛豫模式和两种玻璃化转变(Tg)温度:较高的Tg是由于具有最低频率(μ 1 L)的弛豫模式的分子运动的冻结;较低的Tg是由于具有最高频率(μ1H和μ2)的两种弛豫模式的运动,其仅在其相应的Tg处收敛。它示出了如何通过动态缩放模型的三种模式遵循一个关键的描述。具有最低频率的两个模式(μ 1 L和μ1H)在整个中间相范围内是合作的,而最高频率的模式(μ2)仅在某一交叉温度以下是合作的。在脆性方面,在玻璃化转变时,系综(μ1H +μ2)呈现陡度指数值,μ 1 L呈现不同的陡度指数值,这意味着脆性是分子运动本身固有的性质。最后,陡度指数似乎对液晶二聚体的介电弛豫模式具有随温度的普遍行为,在高温下几乎恒定,并且当将化合物从约(3/4)TNI的温度冷却至玻璃化转变时急剧增加。
2018-10-01 cond-mat.soft
Identical temperature dependence of the time scales of several linear-response functions of two glass-forming liquids
测量了两种范德华玻璃形成液体四甲基四苯基三硅氧烷(DC 704)和5-聚苯基-4-醚的频率依赖性介电常数、剪切和绝热体积模量、纵向热膨胀系数和纵向比热。在实验的不确定性的损失峰值频率的测量响应函数具有相同的温度依赖性的温度范围内,麦克斯韦弛豫时间的变化超过9个数量级。时间尺度从最快到最慢的顺序如下:剪切模量,绝热体积模量,介电常数,纵向热膨胀系数,纵向比热。根据最近的猜想,即范德华液体是强相关的,即,近似单参数液体。
2012-02-10 cond-mat.soft
Molecular relaxations in supercooled liquid and glassy states of amorphous gambogic acid: dielectric spectroscopy, calorimetry and theoretical approach
从理论和实验两方面研究了过冷玻璃态藤黄酸的弛豫动力学和热力学性质。我们测量的弛豫时间的温度依赖性在三个多晶型(α-,β-和γ-形式)。为了深入了解弛豫过程,我们提出了一种理论方法来定量地理解这三个弛豫的性质。α-弛豫捕获分子的合作运动,而β-过程主要由单个分子在其最近邻居形成的笼子内的局部动力学控制。基于定量的理论和实验数据之间的协议,我们的计算清楚地表明,β-过程是结构松弛和分子内运动的前体是负责的γ-松弛。此外,该方法被用来研究加热过程对α弛豫的影响。我们发现,升温速率随Tg和1000/Tg的变化而变化。这些变化与许多先前的研究定性一致。
2020-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph