Connecting Structural Relaxation with the Low Frequency Modes in a Hard-Sphere Colloidal Glass
用共聚焦显微镜研究了硬球胶体玻璃的结构弛豫。在长时间尺度上跟踪单个粒子的运动，以检测系统中的重排区域。我们已经用简正模分析来理解重排区域的起源。低频模式，在短时间尺度上获得的，显示出很强的空间相关性与重排发生在长时间尺度上。
2011-09-12 cond-mat.soft
Structural Relaxation Time and Dynamic Shear Modulus of Glassy Graphene
我们从理论上研究了玻璃态石墨烯在较宽温度范围内的玻璃化转变行为，其中这种无定形石墨烯被描述为硬球流体。一个粒子的动力学捕获，可能是由它与最近的邻居和周围的流体粒子的相互作用引起的。这个假设使我们能够分析局部和集体粒子流动性的作用。我们计算的结构弛豫时间和动态剪切模量，动态脆性，和玻璃化转变温度的温度依赖性。此外，还对这些物理量之间的相关性进行了全面的讨论。我们的理论计算同意定量以及最近的模拟和Dyre的推模型。
2020-03-10 cond-mat.soft
Quasicrystal vs Glass Transition: comparison structural and dynamical properties
准晶是晶体学规则所禁止的具有对称性的固体结构。正因为如此，准晶的一些结构特征，例如径向分布函数，可以看起来类似于非晶相。这是最重要的，因为径向分布函数是分子模拟中表征结构的主要性质。本文比较了三个体系在玻璃化转变、准晶形成和结晶附近的径向分布函数和动力学性质。我们表明，尽管径向分布函数的相似性，在准晶附近的系统的动力学性质是定性等价的晶体。由于这种组合的径向分布函数与液体的动力学研究允许明确区分玻璃和准晶。
2019-07-26 cond-mat.soft
Towards interpreting the thermally activated $β$ dynamics in metallic glass with the structural constraint neural network
提出一种结构约束神经网络，通过学习结构原型解释金属玻璃中热激活β动力学，揭示CuZr金属玻璃中局部结构与激活能的相关性，为理解非晶材料结构异质性提供数据驱动方案。
2024-01-08 cond-mat.soft
Dynamics of a colloidal glass during stress-mediated structural arrest
我们采用平行叠加流变学研究了平均场应力存在下的老化胶体玻璃的动力学。在一个范围内的中间应力，损耗模量超过储能模量在短时间内，但开发一个最大的伴随着两者之间的交叉系统的年龄。这是伴随着一个狭窄的损失峰值增加应力。我们表明，这一特点是在这些材料中的结构逮捕的特点，这是可观察到的合理的时间尺度上的激活影响的应力。制动时间与逆应力呈指数关系。这些结果提供了实验验证的作用，应力作为一个有效的温度在软玻璃系统已在最近的理论框架。
2010-03-08 cond-mat.soft
First-principles study on the specific heat jump in the glass transition of silica glass and the Prigogine-Defay ratio
玻璃化转变的最重要特征是比热$ΔC_{p}$的跳跃。尽管它的意义，没有标准的理论存在来描述它。在这项研究中，第一性原理分子动力学（MD）模拟被用来描述二氧化硅玻璃的玻璃化转变，这提出了许多挑战。在对模拟结果进行分析时，充分利用了将态变量扩展到原子平衡位置$\{ \bar{\bf R}_{j} \}$的新颖观点。将内能分解为结构能、声子能和热膨胀能，发现石英玻璃的$ΔC_{p}$跃迁完全由结构能决定。小的$ΔC_{p}$的原因是其高的玻璃化转变温度，这使得结构能量的波动对温度变化不敏感。这显著影响了如何解释Prigogine-Defay比值$\itΠ$，这是以前未知的。比率$\itΠ$表示玻璃化转变时总能量变化与热膨胀能量贡献的比率。玻璃的一般性质$\itΠ>1$表明，玻璃化转变主要通过结构能的变化发生。二氧化硅玻璃是一个极端的情况，因为转变完全是通过内部结构的变化发生的，例如Si-O-Si键的弯曲角分布。
2022-02-18 cond-mat.soft
Time resolved viscoelastic properties during structural arrest and aging of a colloidal glass
玻璃材料的物理老化过程中的能量景观的演变可以理解从频率和应变的剪切模量的依赖性，但这些系统的非平稳性质，挫败了他们的瞬时的基本属性的调查。使用一系列随时间变化的测量，我们系统地重建的频率和应变依赖性作为年龄的函数排斥胶体玻璃进行结构逮捕。通过这种方式，我们能够明确地观察到结构弛豫时间，其在短时间内随样品年龄呈指数增长。屈服应力随时间的逮捕状态，与最近的模拟结果一致，而屈服应变几乎是恒定的，在这个政权。引人注目的是，在固定时间的频率依赖性可以重新缩放到主曲线上，这意味着系统的老化和频率依赖性模量的变化之间存在简单的联系。
2010-09-01 cond-mat.soft
Structural and microscopic relaxations in a colloidal glass
本研究通过多种实验技术与模拟，在宽尺度范围探究胶体玻璃老化的微观与结构弛豫，揭示其不同阶段的标度规律与动力学特征，为玻璃化转变的弛豫行为提供通用描述。
2023-08-28 cond-mat.soft
Graph neural network-based structural classification of glass-forming liquids and its interpretation via self-attention mechanism
本研究利用图神经网络和自注意力机制自动提取特征，对玻璃形成液体在不同温度下的结构进行分类，并发现高注意力系数与无序结构的强相关性是结构变化的关键指标。
2025-07-11 cond-mat.soft
Stability dependence of local structural heterogeneities of stable amorphous solids
非晶态固体普遍的反常振动和热性质被认为与弹性的局部变化有关。最近研究表明，振动特性对玻璃的稳定性很敏感。在这里，我们研究的稳定性依赖的局部弹性常数的模拟玻璃成形器在很宽的范围内的稳定性，从一个不良退火玻璃的玻璃，其稳定性是相当的实验室异常稳定的气相沉积玻璃。我们表明，随着稳定性的增加，玻璃变得更加均匀，证明了一个较小的方差的局部弹性常数。我们发现，根据在这项工作中使用的局部弹性模量的定义，局部弹性模量是不空间相关的。
2019-09-26 cond-mat.soft
From sub-aging to hyper-aging in structural glasses
我们证明了非平衡的比例尺定律的老化动力学在玻璃成型机，从最近的应用相结合的Onsager的不可逆过程的理论与平衡的比例尺定律的玻璃动力学。不同的标度制度预测的演化系统的结构弛豫时间$τ$与年龄（等待时间$t_w$），取决于从液体进入玻璃的淬火深度：\emph{simple aging}（$τ\sim t_w$）适用于接近模式耦合理论（MCT）临界点的猝灭，并暗示\emph{sub-aging}（$τ\approx\ t_w^δ$与$δ<1$）作为淬灭到接近停滞的平衡状态的宽交叉; \emph{hyper-aging}（或\emph{super-aging}、$τ\sim t_w^{δ'}$与$δ'>1$）出现用于深入玻璃的淬灭。后者被切断的非平均场波动，我们占在最近的扩展MCT，随机$β$ -松弛理论（SBR）。我们通过一个示意性的模型，允许定量地适合最近的密度淬火硬球状粒子的模拟结果的标度律。
2022-02-27 cond-mat.soft
Low-temperature structural study of smectic C$_A$* glass by X-ray diffraction
该研究通过低温X射线衍射表征近晶C$_A$*相玻璃的结构，发现玻璃化转变温度以下层间距等参数缓慢演化，而短程有序范围和螺旋螺距保持恒定。
2025-03-05 cond-mat.soft
The structural relaxation time of a polymer glass during deformation
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Purdue University（普渡大学）
通过应变率切换实验测定轻度交联PMMA玻璃变形时的结构弛豫时间，发现其约等于链段关联时间，Chen-Schweizer模型可定性预测相关响应，实验与材料时间假设一致。
2026-08-10 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
Nonphononic spectrum of two-dimensional structural glasses
二维结构玻璃的非声子振动谱的低频翼的标度形式和系统尺寸依赖性在最近的文献中一直有争议。在这里，我们提供的数值证据表明，前因子$A_{\rm g}$的低频非声子振动光谱-后者从零频率（$ω\!=\!0$）的增长为$A_{\rm g}ω^β$ -是系统的大小依赖，和指数$β$表现出类似的玻璃形成协议和系统的大小依赖性，如在三维结构玻璃。
2022-09-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Frequency-domain study of relaxation in a spin glass model for the structural glass transition
我们计算了有限大小平均场随机正交模型（ROM）的含时磁化率。我们发现，温度高于模式耦合温度的磁化率的虚部$χ''(ν)$服从玻璃形成液体的标度形式。此外，随着温度降低，$χ''$的峰值频率遵循Vogel-Fulcher定律降低，其中临界温度显著地接近其中构型熵消失的已知临界温度$T_c$。
2003-05-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Absence of Marginal Stability in a Structural Glass
边缘稳定固体具有特殊的物理性质，这些性质是在堵塞转变的背景下发现和分析的。我们从理论上研究了结构玻璃形成者原型模型中边缘稳定性的存在，将无限维的分析计算与三维的计算机模拟结合起来。虽然平均场论预测在低温下存在朝向边缘稳定的玻璃相的Gardner相变，但模拟没有显示出发散的时间尺度或长度尺度的暗示，而是揭示了稀疏的局部缺陷的存在。我们的研究结果表明，加德纳过渡是深受有限维波动的影响，并提出有关的边缘稳定性的相关性，在远离干扰的结构玻璃的问题。
2017-11-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Is the Structural Relaxation of Glasses Controlled by Equilibrium Shear Viscosity?
弛豫过程的知识是玻璃科学和技术的基础，因为弛豫本质上与玻璃的玻璃化、回火以及退火和一些应用有关。然而，有相互矛盾的报告-这里总结了不同的玻璃-玻璃的结构弛豫时间是否可以使用麦克斯韦方程计算，其中涉及弛豫时间与剪切粘度和剪切模量。因此，本研究旨在验证这两个弛豫时间是否具有可比性。通过在低于假想温度5 ~ 25 K的温度下测量折射率随时间的变化，研究了偏硅酸铅玻璃的结构弛豫动力学。假想温度最初设定为低于玻璃化转变温度5 K。在玻璃化转变范围以上和以下测量平衡剪切粘度，将当前的知识扩展一个数量级。Kohlrausch方程很好地描述了整个研究温度范围内的实验结构弛豫动力学和Kohlrausch指数随温度的增加，与其他玻璃的研究。实验的平均结构弛豫时间比从同构粘度计算的值长得多，正如预期的那样。尽管如此，它们比通过麦克斯韦方程计算的平均弛豫时间高出不到一个数量级，麦克斯韦方程依赖于平衡剪切粘度。这些结果表明，结构弛豫过程不受等结构粘度的控制，平衡剪切粘度仅为结构弛豫动力学提供了一个下限。
2021-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rejuvenation and Memory Effects in a Structural Glass
我们数值计算表明，一个三维模型的结构玻璃显示老化，年轻化和记忆效应时，提交给温度循环。这些效应表明，结构玻璃的自由能景观可能具有复杂的分级结构，表征材料，如自旋和聚合物玻璃。我们使用的边缘稳定性的理论概念来解释我们的结果，并解释在何种物理条件下，一个复杂的老化动力学可以出现在稠密的过冷液体，铺平了道路，为未来的实验研究复杂的老化动力学在胶体和颗粒玻璃。
2019-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural relaxation affecting shear transformation avalanches in metallic glasses
雪崩行为，其特征在于幂律统计和结构弛豫，其导致非晶塑性中的剪切局部化，在决定非晶金属固体的机械性能（即，金属玻璃）。然而，它们之间的相互依存关系仍未得到充分理解。为了研究结构弛豫对基元雪崩行为的影响，我们采用分子动力学模拟方法，对金属玻璃的剪切变形进行了模拟，模拟中采用了两种典型的金属玻璃模型，分别是弛豫程度较低（淬火态）的玻璃和弛豫程度较好（时效态）的玻璃，这两种模型分别表现出相对均匀的变形和剪切带状的非均匀变形.从这两个玻璃模型获得的基本雪崩的数据遵循相同的幂律统计与不同的最大事件大小，以及放松玻璃显示剪切本地化。评估的空间关联函数的非仿射平方位移的原子在每个基本雪崩事件，我们观察到的形状的基本雪崩区域中的放松玻璃往往是各向异性的，而那些在较不放松的玻璃是相对各向同性的。此外，我们表明，在雪崩传播的方向出现的时间聚类，以及放松玻璃模型中存在的各向异性和雪崩大小之间的相当大的相关性。
2020-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Impact of Spatial Dimension on Structural Ordering in Metallic Glass
金属玻璃作为块体材料的应用已经引起了人们的广泛关注。然而，新的物理和应用往往出现的降维从三维（3D）到二维（2D）。在这里，我们通过分子动力学模拟研究了二元Cu 50 Zr 50 MG的液体到玻璃转变如何受到空间维度的影响。我们发现明确的证据表明，晶体状的结构有序控制动态异质性和缓慢的动力学，从而发挥了至关重要的作用，在形成的2DMG。虽然2DMG再现的动力学行为，其3D对应的Mermin-Wagner型波动特定于2D，这种原子尺度的结构机制是本质上不同的3DMG，其中二十面体簇不相容的晶体对称性发挥了关键作用，在玻璃态行为。我们的发现为2DMG的形成提供了一个新的结构机制，这是不能从3DMG的知识推断的。结果表明，在2DMG的玻璃化转变的结构基础，并提供了可能的解释，一些以前的实验观察在薄膜MG。
2017-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural characterization and electronic structure of Li$_{3}$ClO glasses for solid-state Li-ion batteries
能够满足基于间歇性能源的可持续能源系统前所未有的需求的储能技术需要新的电池材料。我们研究了高离子导体Li $_3$ ClO玻璃。在目前的工作中，我们使用第一原理方法来模拟玻璃的非晶结构。我们用径向分布函数、径向分布函数和配位数来表征这种结构。我们将它们与水晶相比较。将玻璃的电子结构与晶体材料的电子结构进行比较。玻璃的带隙与晶体的带隙相比似乎略微减小。我们还研究了玻璃对Li金属电极的化学稳定性。玻璃状电解质的电化学稳定性相对于Li金属进行评价。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci 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
Structural signatures of ultrastability in a deposited glassformer
通过分子动力学模拟研究模型玻璃形成体的气相沉积，发现局部偏好结构的形成及其在最佳沉积温度下的峰值与表面弛豫动力学相关，揭示了沉积玻璃高稳定性的结构起源。
2023-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A connection between the structural alpha-relaxation and the beta-relaxation found in bulk metallic glass-formers
已经引入了含有La或Ce的新的金属玻璃，其具有接近常规金属玻璃的极限的动态特性。这提供了机会来测试之前在分子和聚合物玻璃形成剂中建立的趋势或相关性，如果存在的话，同样存在于更广泛的金属玻璃家族中。由于金属玻璃形成体的化学和物理结构与软物质截然不同，不能保证在后者中发现的任何相关性在前者中也成立。如果发现，结果使金属玻璃更接近更广泛的玻璃形成者的性质相似，并可能有相同的解释。在非金属玻璃形成体中，已经在结构α-弛豫的非指数性参数与其弛豫时间和β-弛豫时间之间的分离之间建立了一般和基本的联系。在本文中，我们探讨了金属玻璃形成者的实验数据，并显示相关适用。这种相关性的解释。该关联式的建立有助于理解β弛豫在金属玻璃宏观性质中所起的作用，包括与剪切转变区、变形中的韧脆转变、结晶和扩散的关系。
2013-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fitting the structural relaxation time of glass-forming liquids: single- or multi-branch approach?
在拟合玻璃形成液体的结构弛豫时间时，通常有两种方法：单公式法（如Vogel-Tammann-Fulcher方程）和多分支法。本文提出了一种双支方法。通过分析现有的单分支和多分支的方法，我试图在这一领域的研究人员的注意力，多分支的方法的可能性。
2010-09-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Johari-Goldstein relaxation far below Tg: Experimental evidence for the Gardner transition in structural glasses?
加德纳转变的实验证据，理论上预测出现在玻璃态物质的深处，是稀缺的。在这种转变中，形成玻璃的粒子所感知到的能量景观预计将变得更加复杂。在目前的工作中，我们报告的介电响应的两个典型的玻璃形成者具有明显的Johari-Goldstein β松弛后，这种响应到前所未有的低温，远低于玻璃化转变。由于Johari-Goldstein过程被认为产生于能量景观的局部结构，因此它的研究似乎是寻找加德纳转变证据的理想工具。事实上，我们发现了一个不寻常的扩大β松弛低于TG ~ 110 K的山梨糖醇和TG ~ 100 K的木糖醇，超过预期的扩大所产生的能量障碍的分布。因此，这些结果提供了在规范结构的玻璃形成剂的加德纳转变的存在的暗示。
2017-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Voronoi Glass-Forming Liquids : A Structural Study
本文介绍了一种新的简单流体理论模型，它的相互作用是局部的和多体的，用组态的Voronoi胞定义。所产生的系统进行了研究，理论和数值。我们发现，流体，虽然共享的其他模型的流体软相互作用的全球功能，有几个不寻常的特点，这是调查和讨论。
2017-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural changes in the Lennard-Jones supercooled liquid and ideal glass: an improved integral equation for the replica method
Université de Lorraine（洛林大学）；Università degli Studi di Messina（墨西拿大学）；Università di Trieste（的里雅斯特大学）
本文通过改进的积分方程方法，研究了莱纳德-琼斯过冷液体和理想玻璃的结构变化，揭示了短程有序特征。
2026-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal fluctuations in the relaxation of structural glasses
在各种各样的材料的玻璃化转变附近，已经观察到了强烈的局部波动-动力学不均匀性。在这里，我们探讨这些波动中可能存在的普遍性。我们比较了从四个不同的玻璃形成系统的数值模拟得到的波动的统计特性：两个聚合物系统和两个粒子系统。我们发现强有力的证据的普遍性，无论是在定性行为的波动和显着的协议的标度函数描述他们。
2008-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Magnetic Glass formed by kinetic arrest of first order phase transitions
金属玻璃是通过溅射冷却形成的;这确保了原子运动在凝固的潜热被提取之前被阻止。玻璃被定义为具有停滞动力学的更高无序亚稳态。被抑制的动力学是玻璃的定义性质，而不是结构无序，例如，在非晶硅中[1]。最近发现的“磁性玻璃”具有结构和磁性长程序，但表现出与结构玻璃相同的弛豫和比热[1]。通过改变磁场H，这些材料中的Tc和Tg的值容易改变，从而允许从金属玻璃到玻璃形成体之类的情况。
2012-07-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exploring structural inhomogeneities in glasses during cavitation
采用大尺度分子动力学模拟了$10^6$粒子系统，研究了致密非晶态固体对体积连续膨胀的响应.我们发现，空间均匀的玻璃态变得不稳定，通过形成空腔，这最终导致失败。通过扫描通过广泛的密度和温度范围内，我们确定的状态点发生不稳定性，从而提供所得玻璃相的共存密度的估计。长寿命的，不均匀的配置与负压的证据被发现，其中冻结的玻璃结构包含球形空腔或网络的空隙空间。此外，我们证明了滞后效应的发生时，空泡固体被压缩，以恢复致密的玻璃态。结果，获得新的玻璃态，其压力由于由膨胀-压缩循环产生的小密度不均匀性而不同于初始状态。
2015-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The structural origin of the hard-sphere glass transition in granular packing
玻璃化转变伴随着结构弛豫时间的快速增长和伴随的构型熵的降低。目前还不清楚的过渡是否有热力学起源，以及是否动态逮捕是与一定的静态秩序的增长。使用颗粒填料作为模型硬球玻璃，我们显示的玻璃化转变作为一个热力学相变与“隐藏”的多面体秩序。这种多四面体有序在空间上与缓慢的动力学相关。它是几何挫折，并有一个特殊的分形维数。此外，随着填充分数的增加，它的增长遵循熵驱动的成核过程，类似于随机一级跃迁理论。我们的研究基本上确定了一个长期追求的结构玻璃秩序硬球玻璃。
2015-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Penetration of surface effects on structural relaxation and particle hops in glassy films
本文利用无弹性效应的可区分粒子晶格模型研究玻璃态薄膜自由表面的动力学增强，分析表面移动层厚度的温度依赖、弛豫率的双指数尾部及分层粒子跳跃率。
2025-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural phase transition of anisotropic particles and formation of orientation-strain glass with addition of impurities
本文采用改进的各向异性粒子Lennard-Jones模型，对二维颗粒进行了分子动力学模拟。在单组分系统中，我们发现结晶，Berezinskiii-Kosterlitz无晶相，和结构相变，随着温度的降低。在最低温度范围内，晶体由六方晶格上的三个马氏体变体组成，表现出形状记忆效应。通过添加较大的球形颗粒（杂质），这些域被细分，产生具有缓慢时间演变的玻璃。随着杂质尺寸的增加，结构或翻译无序也增加。
2011-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of rigidity at the structural glass transition: a first principle computation
我们从基于克隆液体理论的第一性原理方法计算结构玻璃的剪切模量。我们发现，状态内的剪切模量，这对应于在线性粘弹性测量测量的平台模量，强烈地依赖于温度和消失时，温度增加超过玻璃化温度连续。
2012-01-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Impact of high pressure on reversible structural relaxation of metallic glass
从理论上研究了金属玻璃在压力下的可逆结构弛豫时间和扩散常数随温度的变化关系。压缩不仅改变了玻璃态动力学，而且还产生了一个亚稳态以及一个更高的能量状态，系统可以恢复活力。在这个两态系统中，向前和向后跃迁的弛豫时间几乎相同，并且比不考虑势垒再交叉的弛豫时间快得多。在常压下，我们的计算结果与实验结果吻合得很好。压力的增加对在不考虑亚稳态的影响的情况下计算的弛豫时间和扩散常数具有较小的影响，但是其导致在考虑亚稳态的情况下计算的可逆弛豫时间的大的减少。外部压缩的存在下，也被证明可以触发一个脆弱的金属玻璃的强交叉。
2021-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Classifying the age of a glass based on structural properties: A machine learning approach
本文利用监督学习和多层感知机，从玻璃瞬时径向分布函数中提取极微弱的结构老化信号，实现了跨越至少四个时间数量级的玻璃老化时间准确分类，证明了机器学习可建立物理老化玻璃的结构-动力学联系。
2024-02-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Structural transformations in porous glasses under mechanical loading. II. Compression
通过分子动力学模拟研究了多孔结构和玻璃密度对非晶材料压缩变形的影响。无序的多孔结构是通过将低于玻璃化转变温度的高温二元混合物淬火到相共存区来制备的。随着平均玻璃密度的降低，静态样品中的孔形态从随机分布的致密空隙变为嵌入连续玻璃相中的多孔网络。我们发现，在恒定体积下的压缩加载过程中，多孔结构在弹性状态下线性变换，并且弹性模量遵循幂律增加作为平均玻璃密度的函数。在进一步压缩时，孔显著变形并聚结成大的空隙，导致形成具有几乎均匀的玻璃相的域，这提供了在高应变下增强的抗变形性。
2017-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Roles of icosahedral and crystal-like order in hard spheres glass transition
结构有序和慢动力学之间的联系最近引起了人们的广泛关注，从玻璃慢动力学的起源。这种结构顺序的候选者是二十面体，外来的无定形和晶体状。每种类型的顺序都与不同的玻璃化转变场景有关。在这里，我们实验访问多分散硬球的局部结构秩序的粒子级共聚焦显微镜。我们确定的关键结构为二十面体和FCC状的顺序，都与慢粒子统计。然而，当接近玻璃化转变时，二十面体有序的尺寸不增长，而晶体状有序增长。正是后者支配着动态，并与动态异质性相联系。这一问题的直接作用的本地二十面体有序玻璃缓慢的动力学，并建议，增长的长度尺度的结构顺序是必不可少的动力学和非本地的粒子运动的协同性减慢。
2013-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Corresponding States of Structural Glass Formers
分析了58个脆性结构玻璃形成液体（共68个数据集）的输运性质随温度T的变化，显示出显著的普适性。特别是，所有过冷液体的超阿克里乌斯行为似乎崩溃到一个抛物线，在任何有限温度下没有奇异行为。该行为受起始温度To限制，在该起始温度To以上，液体输送具有弱得多的温度依赖性。一个类似的崩溃也证明了，在较小的可用范围内，现有的数值模拟数据。
2008-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A universal origin for secondary relaxations in supercooled liquids and structural glasses
几乎所有的玻璃形成液体显示二次弛豫，动力学模式似乎不同于主要的α弛豫。我们表明，占驱动力的波动和随机一阶跃迁理论中的重组形状的多样性产生一个低自由能的尾巴上的激活势垒分布的份额归因于二次弛豫的许多功能。虽然初级弛豫发生通过激活事件涉及紧凑的区域，二级弛豫对应的尾巴是由更多的分歧，字符串，或类似的粒子簇。这些二次弛豫合并的主要弛豫峰成为主导附近的动态交叉温度$T_c$，在那里他们平滑的模式耦合理论和激活事件所描述的连续动态之间的过渡。
2009-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computer simulations of the Gardner transition in structural glasses
最简单玻璃形成系统的精确平均场论--大尺寸极限下硬球的致密组装--预测了加德纳相的存在。这种转变的特点是完全的复本对称性破缺，这意味着两个迷人的物理后果：（i）一个层次的自由能景观，和（ii）边际稳定性。在这里，我们讨论了最近的数值模拟结果，以检查这些平均场预测的物理尺寸。
2022-06-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Direct evidence of void induced structural relaxations in colloidal glass formers
在过冷液体中的粒子动力学通常由串状运动控制，其中粒子线协同执行激活跳跃。触发这些运动的结构特征对于理解玻璃动力学至关重要，但仍然存在很大争议。我们实验研究微观粒子动力学的胶体玻璃形成在高包装分数。在小的多分散性导致玻璃-晶体共存的情况下，晶体中的空位形式的空隙可以可逆地扩散到玻璃中并进一步诱导弦状运动。在玻璃中，空隙的形式是由几个相邻的自由体积组成的准空隙，并通过它诱导的弦状运动来传输。在具有大的多分散性的完全玻璃态系统中，观察到类似的准空隙作用。可移动的粒子聚集成弦状或紧凑的几何形状，但紧凑的几何形状可以进一步分解成连接的弦序列，建立它们的普遍重要性。
2020-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Structural transformations in porous glasses under mechanical loading. I. Tension
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃在拉伸载荷下的孔结构和力学性能的演变。我们考虑玻璃状系统中获得的相分离的过程后，快速等容淬火的玻璃形成液体的温度低于玻璃化转变。未变形样品中的多孔结构随着平均玻璃密度的增加而从连通的多孔网络变化为随机分布的孤立孔。我们发现，在小应变，弹性模量遵循幂律依赖于平均玻璃密度和孔径分布保持几乎相同的静态样品。在进一步加载时，孔变得显著变形并聚结成更大的空隙，这导致形成与材料断裂相关的跨越系统的空区域。
2017-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of adding nanometre-sized heterogeneities on the structural dynamics and the excess wing of a molecular glass former
我们提出的玻璃形成甘油与1.1 nm大小的多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）分子混合使用介电谱（DS）和两种不同的中子散射（NS）技术的弛豫动力学。这两种情况下，通过DS和NS检测到的密度波动测量的重取向动力学揭示了POSS分子时，α弛豫的加宽。此外，我们发现α-弛豫时间显著减慢。这些效应与玻璃和过冷液体动力学的异质性假设是一致的。POSS的加入也影响了甘油中的多余翼，其由二次松弛过程产生，与α-松弛相比，其似乎表现出相对强度的显著增加。
2016-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Coupling between structural relaxation and diffusion in glass-forming liquids under pressure variation
本文采用集体非线性朗之万方程（ECNLE）理论和分子动力学（MD）模拟方法研究了玻璃形成液体在不同压力下的结构弛豫和活化扩散。外部压力限制了单个分子在其笼中的局部运动，并引发合作运动的减慢。虽然ECNLE理论和模拟通常预测玻璃化转变温度和动态脆性随压力单调增加，但模拟表明，当压力高于1000 bar时，脆性降低。发现结构弛豫时间与逆扩散常数线性耦合。值得注意的是，这种耦合与压缩无关。理论计算与模拟结果在数量上吻合得很好，也与以前的工作一致。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Atomistic structural mechanism for the glass transition: Entropic contribution
一个流行的亚当-吉布斯方案表明，玻璃和液体超过晶体的过剩熵占主导地位的动态逮捕在玻璃化转变与独家贡献的构型熵超过振动熵。然而，仍然缺乏一个直观的结构理论来解释与熵有关的冻结动力学的出现。在这里，我们研究这些问题，通过原子模拟的振动，构型，以及总熵的模型玻璃形成超过他们的结晶对应物的整个温度范围内，从玻璃到液体。除了确认亚当-吉布斯熵的情况下，香农信息熵的概念被引入到表征的原子级结构的多样性，经历了一个惊人的变化，整个玻璃化转变，并解释了变化中发现的过剩构型熵。因此，隐藏的结构机制下的熵扭结在过渡揭示了扩散的某些原子结构具有较高程度的中心对称性，这是更刚性，具有较少的非仿射软化模式。反过来，这些中心对称（刚性）结构的扩散导致冻结的动力学超过进一步的结构重排变得非常不利，从而解释了扭结的组态熵在过渡。
2020-01-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
First principles modeling of the structural, electronic, and vibrational properties of Ni$_{40}$Pd$_{40}$P$_{20}$ bulk metallic glass
采用${\it ab\,initio}$分子动力学模拟和总能量优化方法研究了Ni-$_{40}$-P-$_{40}$-P-$_{20}$大块金属玻璃的结构、振动和电子性质.对所得${\it ab\,initio}$模型的结构分析表明，存在很少或没有P-P键和两个主要结构单元，由三帽三角棱柱（TTP）和帽正方形反棱柱（CSAP）组成，P作为这些单元的中心。计算的Pd和Ni的扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）的K边谱与实验数据符合得很好。构型平均静态结构因子和广义振动态密度也与实验数据符合得很好。
2018-10-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Orientational glass in mixtures of elliptic and circular particles: Structural heterogeneities, rotational dynamics, and rheology
采用分子动力学模拟，在二维平面上，采用Lennard-Jones势，研究了椭圆粒子和圆形杂质混合物中具有四极对称性的取向玻璃.在适度的长径比（$=1.2$）和适度的尺寸比（$=1.2$）下，我们实现了在相对较高温度下的塑性晶体$T$。随着$T$的进一步降低，我们发现对于非常小的杂质浓度$c$，存在结构相变，对于不小的$c$，存在钉扎无序取向。在平面排列中，椭圆被杂质锚定。随着$c$的增加，由等腰三角形组成的取向畴逐渐变小，形成具有晶体有序性的取向玻璃。在我们的模拟中，杂质分布变得不均匀，从液体淬火，然后产生旋转动力学不均匀性。我们还研究了取向玻璃的流变学，以预测形状记忆效应和超弹性效应，其中很大一部分应变是由于集体取向的变化。
2013-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theoretical and Experimental Study of Compression Effects on Structural Relaxation of Glass-Forming Liquids
我们发展了玻璃形成液体体弛豫的弹性集体非线性朗之万方程理论来研究压缩条件下的分子流动性。所施加的压力限制了更多的分子运动，因此当增加压力时显著减慢了分子动力学。我们定量地确定了结构弛豫时间的温度和压力依赖性。为了验证我们的模型，三个刚性和非聚合物超分子的介电谱实验进行了在环境和高压。数值计算结果与实验数据定量吻合。
2020-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Multiscale Approach to Structural Relaxation and Diffusion in Metallic Glasses
本文提出一种结合分子动力学模拟与ECNLE理论的多尺度方法，研究多种金属玻璃的玻璃转变、结构弛豫时间及扩散行为，并阐明玻璃转变与液相线温度的关系。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Fractal free energy landscapes in structural glasses
玻璃是非晶态固体，其组成颗粒被它们的邻居笼住，因此不能流动。这种缓慢通常归因于自由能景观包含多个极小值（盆地），由高障碍隔开。在这里，我们表明，使用理论和数值模拟，景观是粗糙得多，比经典的假设。在玻璃的深处，它经历了一个“粗糙过渡”到分形盆地。这导致在干扰和边缘的玻璃态附近的干扰等静压。临界指数的盆地宽度，弱力分布，和空间扩展的准接触在堵塞可以解析地确定。它们的值被发现是兼容的数值观测。因此，这一进展将颗粒材料的堵塞转变纳入了玻璃理论的框架中。由于温度和压力控制景观的特征，玻璃力学和运输预计将反映我们在这里讨论的拓扑结构的特征。低温玻璃的神秘特性可以用这种方法来解释。
2014-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
