Temperature dependent vibrational spectra in non-crystalline materials: application to hydrogenated amorphous silicon
基于从头算分子动力学、改进的信号处理技术和计算机可视化技术，提出了一种新的无参数非晶态材料结构、动力学和电子性质的模拟方法。该方法已被广泛测试，通过调查氢和硅动力学在氢化非晶硅（a-Si：H）。通过比较理论和实验的振动光谱，我们演示了如何将振动特性与结构稳定性，成键和氢扩散。我们提取的微观特征，不能通过其他技术，即氢迁移和相关的键切换，悬挂键钝化，低氢活化能，和a-Si：H稳定性一般，我们表明，通过分析的测试案例，我们的方法提供了一个严格和现实的描述非晶材料。我们还表明，这种方法提供了访问非晶硅的其他重要的宏观特性的可能性，并可用于模拟所有方面的a-Si：H动力学，包括有害的Staebler-Wronski效应。
2007-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Numerical Study of the Localization-Delocalization Transition for Vibrations in Amorphous Silicon
在简谐近似下对非晶硅的数值研究表明，最高的3.5%的振动简正模是局域的。当振动频率通过分离局域模和离域模的边界增加时，在ω_c= 70 meV附近（“迁移率边缘”），存在局域化-离域（LD）转变，类似于二级热力学相变。通过对4096个原子系统的数值研究，我们可以看到精确振动本征态的指数衰减长度，并检验它们是否在ω c处发散。结果与局部化长度xi一致，其在ω_c以上发散为（ω-ω_c）^{-p}，其中指数为p = 1.3 +/-0.5。流动性边缘以下，我们没有发现证据的发散相关长度。这样的不对称性与缩放思想相矛盾，我们假设它是一个有限大小的伪影。如果标度区域比我们的1 meV分辨率窄，那么它不能直接在我们的有限系统上看到。
2001-01-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Experimentally Constrained Molecular Relaxation: The case of hydrogenated amorphous silicon
我们已经将我们的实验约束分子弛豫技术（P. Biswas { \it et al}，Phys. Rev. B { \bf 71} 54204（2005））扩展到氢化非晶硅：构建了具有7.4%氢的540原子模型和具有22%氢的611原子模型。从一个随机构型出发，利用物理相关约束、{ \it ab initio}相互作用和实验静态结构因子，我们构建了氢化非晶硅的真实模型。我们的模型证实了存在一个高频局域带的振动态密度由于Si-H振动，已观察到在最近的振动瞬态光栅测量等离子体增强化学气相沉积薄膜的氢化非晶硅。
2007-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Excitations of Atomic Vibrations in Amorphous Solids
本文研究了非晶态固体倒易空间中原子振动的激发。我们得到了两种激发，集体激发和局域激发。集体激发是非晶态固体中原子的集体振动，而局部激发是由固体中单个原子的振动局部激发的。我们引入了一个连续波矢，并将原子振动方程从实空间变换到倒易空间。以非晶硅为例，计算了倒易空间中的激发态结构。结果表明，激励是由平面波集合组成的波包。我们还发现了具有纵向振动的集体激发在倒易空间中的周期性结构，它源于非晶态固体实空间中的局域有序结构。
2020-11-18 cond-mat.dis-nn
Transverse and longitudinal vibrations in amorphous silicon
我们表明，在非晶硅的谐波振动可以被分解为横向和纵向分量在所有的频率范围内，即使在没有明确定义的波矢${\bf q}$。为此目的，我们定义的横向分量的本征矢量与给定的$ω$作为一个组件，它不改变周围的原子的Voronoi细胞的体积。纵向分量是剩余的正交分量。我们求出了非晶硅数值模型的振动态密度的纵向和横向分量。振动在7 THz以下和15 THz以上主要是横向的。在振动之间的频率间隔中具有纵向性质。在7太赫兹的振动从几乎横向到几乎纵向的突然转变解释了非晶硅扩散率在7太赫兹以上的突出峰值。
2015-08-18 cond-mat.dis-nn
Computer simulation of low-energy excitations in amorphous silicon with voids
利用经验分子动力学方法研究了纯非晶硅4096原子大模型和在此基础上建立的一组具有不同尺寸空洞的模型的低能振动，通过对动力学矩阵的精确对角化，得到了模型的数值振动本征值和本征向量.计算结果表明，在含空洞的非晶硅模型中，存在着结构相当复杂的局域低能振动激发。根据它们的空间定位模式，我们试图将这些激发分类为与空隙相关的模式和与空隙与硅网络应变区相互作用相关的“混合”模式。
1999-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Approximate ab initio calculation of vibrational properties of hydrogenated amorphous silicon with inner voids
用分子动力学方法对氢化非晶硅（a-Si：H）的振动性质进行了近似从头计算。纯非晶硅（a-Si）的216原子模型已被用作我们的a-Si：H模型的起点，该模型具有通过从体中去除硅原子簇并用氢终止所得悬挂键而制成的空隙。我们的计算表明，空洞的存在导致在系统的振动光谱中的局部低能（30-50 cm^{-1}）的状态。这些状态的性质和本地化属性进行了分析，通过各种可视化技术。
1998-10-17 cond-mat.dis-nn
Numerical study of anharmonic vibrational decay in amorphous and paracrystalline silicon
本文用真实的结构模型计算了非晶硅（a-Si）和准晶硅（p-Si）中原子振动的非谐衰减率。该模型是1000个原子的四配位网络放松到局部最小的Stillinger-Weber原子间的潜力。振动衰减率的数值计算微扰理论，考虑作为微扰立方非谐性。a-Si的振动寿命被发现是皮秒的时间尺度，与以前的微扰和经典分子动力学计算的216个原子的模型。计算的p-Si的衰变率与a-Si的衰变率相似。在p-Si中没有模式完全驻留在晶体簇上，与非晶基质解耦。在团簇上具有最大权重（高达59%）的局域模主要衰减为两个扩散子。讨论了与van der Voort等人[Phys. Rev. B { \bf 62}，8072（2000）]最近提出的实验推断的长振动弛豫可能是由于某些类型的a-Si中可能的晶体纳米结构有关的数值结果。
2003-01-14 cond-mat.dis-nn
Quantifying Modal Thermal Conductivity in Amorphous Silicon
虽然有几种方法，例如，非谐晶格动力学和简正模分解，以计算完美晶体中的模态晶格振动信息，振动的模态信息，例如，在非晶态固体中，振动弛豫时间、群速度和平均自由程仍然是捕获的挑战。通过对简正模分解法和结构因子法的系统分析，得出了在结构因子法中应用有效波矢可以计算振动色散的结论，而简正模分解法计算振动弛豫时间存在问题，因为在Gamma点上不能定义群速度。我们还表明，由系统温度引起的非谐性在非晶材料中的传播模式的弛豫时间的影响很小，因此，相应的模式和总热导率是温度无关的，当所有的振动被假定为激发。非传播模式，即，扩散子通过不同振动模式之间的热耦合传导热量，并且可以使用Allen-Feldman理论通过谐波晶格动力学计算。因此，当所有的振动模式被激活时，由扩散子贡献的热导率也是与温度无关的，这是分子动力学模拟中的情况。计算结果表明，传播子和扩散子的总热导率分别为50%和50%，与Green-Kubo平衡分子动力学计算结果吻合较好。通过修正非晶态固体振动的激发态，结构因子法和Allen-Feldman理论计算的热导率能完全反映实验测量的热导率随温度的变化。
2021-07-01 cond-mat.dis-nn
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
Growing timescales and lengthscales characterizing vibrations of amorphous solids
结晶固体的低温性质可以用完美晶格周围的谐波微扰来理解，如德拜理论。然而，非晶态固体的低温性质强烈地偏离这些描述，显示出增强的传输、跨越能量势垒的激活的慢动力学、相对于德拜理论的过量振动模式（即，玻色子峰），以及对小的机械变形的复杂的不可逆响应。这些实验观察间接表明，非晶态固体的动力学在低温下变得异常。在这里，我们提出了直接的数值证据，振动改变性质在一个明确的位置内的玻璃相的一个简单的玻璃成型机。我们提供了一个真实的空间描述这种转变和快速增长的时间和长度尺度，伴随it.We的研究结果提供了种子的低温玻璃异常的理论框架内最近发现的加德纳相变的普遍理解。
2016-05-13 cond-mat.dis-nn 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
Universal frequency-dependent conduction of electron glasses
表征非晶系统和玻璃的频率依赖性响应可以为其物理提供重要的见解。在这里，我们研究了电子玻璃的响应，其中库仑相互作用是重要的，以前已被证明可以显着修改电导，并导致记忆效应和老化。我们提出了一个模型，使我们能够考虑到在一个自洽的方式的相互作用，并探讨在所有频率的频率依赖性传导。在低频率下，传导发生在渗流骨干上，并且该模型捕获可变范围跳跃行为。在高频率下，传导由局部簇支配。尽管低频和高频下的物理机制不同，但我们能够使用两个参数将所有数值数据缩放到一条曲线上：DC传导和介电常数。该行为遵循实验上观察到的一大类非晶态固体的普遍标度。
2014-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Vibrational mean free paths and thermal conductivity of amorphous silicon from non-equilibrium molecular dynamics simulations
利用非平衡分子动力学模拟得到的谱分解热流（SDHC）的长度依赖关系，预测了非晶硅中振动热载流子的频率依赖平均自由程（MFP）.结果表明，（频率）$^{-2}$缩放的室温MFP低于5太赫兹。MFP在8THz的频率下表现出局部最大值，并且在大于10THz的频率下下降到1nm以下，指示局部振动。从子10 nm系统尺寸模拟提取的MFP被用来预测的热导率的长度依赖性的系统尺寸为100 nm和良好的协议被发现与单独的分子动力学模拟。通过频率相关的量子占据函数对SDHC进行加权提供了一种简单方便的方法来解释量子统计，并提供了与实验测量的趋势和幅度的合理一致性。
2016-05-28 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph
Quantum atomic delocalization vs. structural disorder in amorphous silicon
用路径积分蒙特卡罗模拟方法研究了30 ~ 800 K温度范围内非晶硅中原子离域的量子效应。量子离域相对于拓扑无序是可感知的，如从径向分布函数（RDF）等结构观测值所见。在低温下，由于量子效应，RDF中第一个峰的宽度增加了1.5倍。在有限温度下，非晶硅中固体振动的整体非谐性明显大于晶体材料。低能振动模式主要位于非晶材料中的配位缺陷上。
1998-10-29 cond-mat.dis-nn
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
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
Crystal-like thermal transport in amorphous carbon
本文用神经网络机器学习势开展约10⁵原子的分子动力学模拟，揭示非晶碳热导率由传播型振动激发主导，其密度依赖性源于非谐敏感激发。
2024-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Large and realistic models of Amorphous Silicon
非晶硅（a-Si）模型的结构，电子和振动特性进行了分析。为了进行这种分析，已经通过计算制造了几种不同尺寸的模型。结果表明，最近开发的结构建模算法被称为力增强原子细化（FEAR）提供的结果与实验中子和X射线衍射数据一致，同时产生低于传统计划的总能量。我们还表明，一个大的模型（500个原子）和一个完整的基础是必要的，以正确地描述振动和热性能。我们计算了a-Si的密度，并与实验结果进行了比较。
2018-02-22 cond-mat.dis-nn
Effect of anharmonicity on the thermal conductivity of amorphous silica
在导热系数的计算中，适当地考虑非谐性是很重要的。然而，非谐性如何影响非晶材料的热传导仍然是一个悬而未决的问题。在这项工作中，我们揭示了非谐性的作用，非晶二氧化硅（a-SiO2）的热导率通过比较从谐波理论和非谐波理论预测的热导率。此外，我们还探讨了非谐波引起的频率偏移对热导率预测的影响。结果表明，用非谐理论（准谐Green-Kubo近似，QHGK）计算的热导率比用Allen和Feldman的谐理论计算的热导率高。与使用谐波振动频率计算的热导率相比，使用非谐波振动频率也导致更高的热导率。非谐性引起的频率偏移是在较高温度下a-SiO2的热导率的正温度依赖性的机制。对模式扩散系数的进一步研究表明，尽管非谐性对粒子的影响大于扩散子，但非谐性引起的热导率的增加主要是由于非谐性引起的扩散子扩散系数的增加。最后，发现扩散子与扩散子之间的互相关对a-SiO2的热导率贡献最大，而粒子主要通过与扩散子的协同作用对热导率做出贡献。这些结果提供了新的见解的性质，在a-SiO2的热传导。
2022-04-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Universal non-Debye low-frequency vibrations in sheared amorphous solids
本文研究了具有简单剪切自由度的非晶态固体的能量最小构型。我们表明，结构玻璃形成者的振动态密度的低频制度是至关重要的敏感的配置采样的应力合奏。在二维和三维中，剪切稳定的系综显示出$D(ω_{\min}) \sim ω^{5}_{\min}$状态，与在无应变条件下观察到的$ω^{4}_{\min}$状态相反。我们还研究了一个系综的二维，应变非晶态固体附近的塑性事件。我们发现，在$γ_{P}$发生的塑性事件附近的应变$γ$的最小本征值分布，显示崩溃时，按$\sqrt{γ_P - γ}$缩放，并与粒子数为$N^{-0.22}$。值得注意的是，在低频率下，该比例分布显示出稳健的$D(ω_{\min}) \sim ω^{6}_{\min}$幂律状态，其在大的$N$极限下存活。最后，我们通过对塑性事件附近的海森矩阵的第二和第三特征值的表征，探讨了这个系综的普适性质。
2021-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random quench predicts universal properties of amorphous solids
非晶态固体在其力学、结构和响应方面显示出许多普遍的特征。目前的模型假设中尺度弹性性质的异质性，但需要微调，以定量解释振动特性。一个完整的模型应该通过淬火过程的模型，从最初的无结构介质中推导出弹性不均匀性的大小和特征，在淬火过程中，温度迅速降低，固体形成。在这里，我们提出了一个淬火场理论模型，并计算结构，机械和振动观测任意尺寸$d$。这使我们能够将非晶态固体的性质与初始介质的性质以及淬火的性质联系起来。我们表明，以前的平均场结果被我们的分析和统一的空间波动的弹性模量，长程相关的固有状态应力，普遍的振动异常，和本地化模式到一个画面。
2021-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Excess Modes and Enhanced Scattering in Rare-Earth Doped Amorphous Silicon Thin Films
我们报告的比热和热导率的钆和钇掺杂的非晶硅薄膜测量氮化硅膜为基础的微量热计。在非晶硅网络中添加钆或钇可在宽温度范围内降低热导率，同时显著增加比热。该结果表明，大量的非传播状态被添加到振动光谱中，这最有可能是由Si笼中的掺杂剂原子的局部振动或形成笼结构的材料的软化引起的。高分辨率的横截面电子显微镜照片显示在Gd掺杂的材料，不出现在纯非晶硅的柱状功能。来自纳米级柱和填充笼结构的散射在稀土掺杂的非晶半导体中的热导率降低中起作用。总体结果是非晶态固体，其在$C/T^{3}$中具有大的凸起，并且在热导率中没有平台。
2006-03-23 cond-mat.dis-nn
Thermal transport of amorphous hafnia across the glass transition
本文利用机器学习势分子动力学结合Wigner输运方程和Green-Kubo方法，揭示了非晶态氧化铪从50 K到2000 K热导率随温度持续升高的异常行为，并阐明了玻璃化转变附近低频模式促进热对流的关键作用。
2025-02-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Glass-Like Heat Conduction in High-Mobility Crystalline Semiconductors
报道了具有I型笼形水合物晶体结构的多晶半导体的热导率。Ge笼形物（掺杂有Sr和/或Eu）表现出典型的非晶材料的晶格热导率。值得注意的是，尽管具有明确的晶体结构和相对高的电子迁移率（$\sim 100 cm^2/Vs$），这种行为还是发生了。掺杂离子的动力学及其与结构的多面体笼的相互作用是强声子散射的可能来源。
1998-12-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Boson peak and Ioffe-Regel criterion in amorphous silicon-like materials: the effect of bond directionality
模型非晶材料的振动特性的研究相结合的完整分析的振动模式，动力学结构因子和能量扩散与精确对角化的动力学矩阵和核多项式方法，它允许研究非常大的系统尺寸。不同的材料进行了研究，不同的只是在一个Stillinger-Weber建模用于描述非晶硅的相互作用的弯曲刚度。因此，局部抗弯刚度可以用作控制参数，以将声速与局部键的方向性一起调谐。结果表明，对于所有的系统研究，玻色子峰的上限对应于横波的Ioffe-Regel准则，以及最小的扩散率。玻色子峰之后是由纵向声子支持的扩散率的增加。横波的Ioffe-Regel准则对应于5-7 π的共同特征平均自由程（对于纵向声子来说稍大），而振动态密度的精细结构对局部弯曲刚度敏感。
2015-10-06 cond-mat.dis-nn
Thermal Transport in Amorphous Graphene with Varying Structural Quality
最近已经证明了晶片级二维无定形碳单层的合成。这种材料在作为金属、半导体或磁性材料的涂层集成时具有有用的特性，例如能够实现有效的原子层沉积，从而促进超紧凑技术的发展。在这里，我们提出了一个表征的结构程度的无定形的这种碳膜可以控制的晶体生长温度。我们还确定了如何在这种材料中的能量耗散新兴的振动模式，其本地化的空间对称性的损失增加，导致在一个可调的热导率变化超过两个数量级的系统分析。我们的模拟提供了一些配方，以设计最合适的“无定形石墨烯”的基础上的目标应用，如散热器，能量采集器或绝缘热障。
2020-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Instabilities govern the low-frequency vibrational spectrum of amorphous solids
本研究揭示边界条件诱导的不稳定性是非晶固体低频振动模式幂律标度指数存在争议的核心原因，识别出两类弹性分支并明确其不同的VDoS标度规律，提出两种极限行为，解释了相关实验差异。
2024-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Novel elastic instability of amorphous solids in finite spatial dimensions
近年来，人们对非晶态固体中反常振动激发的理解取得了进展。在最低频率区域，振动光谱遵循非德拜四次定律，其持续到零频率而没有任何频率间隙。这种无隙振动态密度（vDOS）表明玻璃处于不稳定的边缘。这种边缘稳定性的特征现在被强调为玻璃理论中的一个关键概念。特别地，基于边际稳定性的弹性理论预测了无间隙vDOS。然而，这个理论产生一个二次定律和\textit{not}四次定律。为了解决这个矛盾，我们提出了一种新的不稳定性，它不同于传统的不稳定性，并提出非晶态固体是边缘稳定的，考虑到这种新的不稳定性在前面的研究中。Shimada，H. Mizuno和A. Ikeda，Soft Matter，{\bf 16}，7279，2020]。在这项研究中，我们进一步扩展和详细的结果，这些不稳定性。通过分析各种例子的障碍，我们表明，真正的玻璃在有限的空间维度可以勉强稳定的建议新的不稳定性。
2020-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Beating the amorphous limit in thermal conductivity by superlattices design
在具有相同化学成分的无定形结构中测得的值通常被认为是任何材料热导率的下限：热载体因无序而强烈散射，其寿命达到热振动的最小时间尺度。然而，在纳米尺度上的适当设计可以允许甚至在非晶极限以下降低热导率。本文利用分子动力学模拟和Green-Kubo公式，通过调节表征层状声子材料（超晶格）的不同参数，系统地研究了这种结构的热导率。我们发现，达到低于非晶热导率的关键是几乎完全阻止热载流子，超晶格声子的传播。我们证明，在两个插入层中的大的质量差，或层之间的界面上的相互作用减弱，导致材料具有非常低的热导率，低于相应的无定形对应物的值。
2015-03-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Low-frequency vibrations of jammed packings in large spatial dimensions
非晶态填充物制备在附近的干扰过渡发挥核心作用，在理论研究的振动光谱的玻璃。两种平均场论预言，振动态密度$g(ω)$服从一个特征幂律，即$g(ω)\simω^2$，在低频区称为非德拜标度。然而，数值研究报告称，由于有限维效应，这种标度在低频下会分解。在这项研究中，我们准备了无定形包装的$128000$颗粒的空间尺寸从$d=3$到$d=9$的非德拜标度的有效性范围。我们的数值计算结果表明，非德拜标度服从下降到一个频率，逐渐减少的$d$增加，并可能为大$d$消失，与平均场预测。我们还表明，预应力是一个有效的控制参数，定量比较包装在不同的空间尺寸。
2019-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
On the Rigidity of Amorphous Solids
我们对小尺度下的非晶系统的性质了解甚少，在这种情况下，连续的弹性描述失效了。当人们考虑它们的振动和传输特性，或者力在这些固体中传播的方式时，这是显而易见的。关于它们僵硬的微观原因知之甚少。最近，它已经观察到数值的弹性颗粒的组件具有一个临界行为附近的堵塞阈值的压力消失。在过渡处，这样的系统在任何长度尺度上都不表现为连续介质。当这个系统被压缩，缩放观察的弹性模量，配位数，但也为振动模式的密度。在目前的工作中，我们从理论上推导出这些结果，并表明，它们适用于各种系统，如颗粒物质和二氧化硅，但也胶体玻璃。特别是，我们表明：（i）与正常固体相比，这些系统在低频下存在大量过量的振动模式，在玻璃文献中称为“玻色子峰”。相应的模式是非常不同的平面波，和它们的频率是有关的系统协调;（ii）刚性是一个非本地属性的包装几何形状，其特征在于由一个长度尺度，可以是大的。对于弹性颗粒，这个长度发散附近的堵塞过渡;（iii）排斥系统的剪切模量可以比体积模量小得多。我们计算相应的缩放律附近的干扰阈值。最后，我们讨论了这些结果的玻璃化转变，运输，和随机密堆积的几何形状的应用。
2005-12-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Nearly defect-free dynamical models of disordered solids: The case of amorphous silicon
在材料建模领域，人们普遍认为，使用经典或从头算分子动力学（MD）模拟，不能通过从熔融态的硅淬火来制备无缺陷的无定形硅的真实网络。在这项工作中，我们解决这个长期存在的问题，通过生产几乎无缺陷的超大型非晶硅模型，由多达50万个原子，使用经典的分子动力学模拟。的结构，拓扑，电子和振动特性的模型，并与实验数据进行比较。与使用修改的Wooten-Winer-Weaire键切换算法得到的模型的比较表明，该模型与后者，这是通过在配置空间中的原子网络的基于事件的总能量弛豫产生的。在这项工作中产生的MD模型代表了最高质量的非晶硅网络，迄今为止在文献中报道使用分子动力学模拟。
2018-03-14 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph
