Emergent power-law interactions in disordered crystals
我们得到精确的结果，在近结晶非热系统中的微观无序产生的能量波动。我们的形式主义捕获的异质性的弹性能量的多分散的软磁盘在能量最小化配置。我们用它来预测无序背景下两个缺陷之间的相互作用能的分布。我们发现这种相互作用能在缺陷之间的大距离$Δ$处显示出平均功率律行为$\langle δE \rangle \sim Δ^{-4}$。无序平均时的这些相互作用也显示了下面的参考晶体的六重对称性。此外，我们表明，在相互作用能的波动编码的无序背景引入的非热关联。我们验证了我们的预测与能量最小化配置的多分散软盘在两个维度。
2021-11-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Residual stress in athermal soft disordered solids: insights from microscopic and mesoscale models
在软的非晶材料中，大的剪切变形之后的剪切停止导致具有残余剪切应力的结构。这些状态的起源和材料内局部剪应力的分布还没有很好的理解，尽管它的重要性，在材料性能的变化和随之而来的应用。在这项工作中，我们使用分子动力学模拟的模型致密的非布朗软非晶材料探测非平凡松弛过程中的残余应力状态。我们发现，类似于热玻璃，剪切速率的增加之前的剪切停止导致较低的残余应力状态。我们合理化我们的研究结果使用细观弹塑性描述，明确包括一个长期的弹性响应局部剪切变换。我们发现，流动停止后的初始应力松弛确实取决于预剪切应力状态，但最终的残余应力主要是由新激活的塑性事件发生在松弛过程中。我们简化的粗粒度的描述不仅可以捕捉残余应力状态的现象，而且合理化的改变材料的性质，探测使用小和大的变形协议应用到放松的材料。
2021-08-29 cond-mat.soft
Designing athermal disordered solids with automatic differentiation
针对无序固体缺乏明确目标结构导致传统自组装范式失效的问题，提出利用可微编程直接以材料特性为目标进行逆向自组装设计，该方法可同时优化多个参数并高度鲁棒可扩展。
2024-04-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
An elasto-plastic approach based on microscopic insights for the steady state and transient dynamics of sheared disordered solids
在这封信中，我们开发了一个框架，研究非热非晶态固体的力学响应通过耦合的细观和微观模型。使用测量粗粒的数量从密集无序颗粒系统的模拟，我们提出了一个连贯的弹塑性模型方法的屈服应力材料的变形和流动。对于一组给定的参数，该模型允许匹配一致的瞬态和稳态特性的驱动无序系统下施加的剪切速率和蠕变协议。
2021-01-08 cond-mat.soft
Amorphous Systems in Athermal, Quasistatic Shear
我们提出了一系列的二维原子计算机模拟的非晶系统进行简单的剪切在无热，准静态极限的结果。的非热准静态轨迹分离成光滑的，可逆的弹性分支，间歇性地打破离散的灾难性塑性事件。一个典型的塑性事件的发病进行了研究与精度，它表明，该系统的模式是负责的稳定性损失的结构在实空间中是一致的四极源作用于弹性矩阵。塑性事件本身被证明是由本地化的剪切变换，组织成线的滑动跨越模拟单元格的长度，并讨论了组织的机制。虽然在一个单一的事件有很强的空间相关性的变形，我们发现很少的相关性从一个事件到下一个，这些瞬态线的滑移是不混淆与持久的区域的局部剪切-所谓的“剪切带”-在相关研究中发现。滑移线引起特定的标度与系统长度的各种措施的事件大小。引人注目的是，使用三种不同的相互作用势获得的数据可以在一个简单的重新标度后，进入定量协议，强调这些无序系统中的新兴的塑性行为的不敏感性的确切细节的基础上的相互作用。这些结果应该与理解系统中的塑性形变有关，例如远低于其玻璃化温度的金属玻璃、软玻璃系统（例如致密乳液）或压缩颗粒材料。
2005-10-28 cond-mat.soft
Elasticity of disordered binary crystals
由几种成分组成的晶体的性质可以广泛地调节。通常产生固溶体，其中取代或取代无序决定晶体的热力学和机械性质。这种化学和结构上的无序阻碍了对这种固溶体弹性的研究，因为像势展开这样的标准程序无法应用。我们提出了一个推广的密度泛函为基础的方法最近开发的单组分晶体多组分晶体。它产生的弹性常数的表达式有效的固溶体与任意数量的点缺陷和熔融温度。此外，声学和光学声子的本征频率可以从平衡粒子密度和建立的经典密度泛函的线性响应计算。作为原理的证明，计算了两种不同二元晶体的色散关系：随机fcc晶体作为替代晶体的示例，无序氯化钠结构作为间隙固溶体的示例。在其中一个分量仅与其他分量弱耦合的情况下，色散关系产生特征签名。声学分支在第一布里渊区的大部分变得平坦，并且声学和光学分支之间的交叉发生在可以远远超过晶格间距的波长处。
2019-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From Crystals to Disordered Crystals: A Hidden Order-Disorder Transition
我们发现了一个有序无序过渡从晶体到无序晶体的静态包装的无摩擦球。虽然几何指标大多是盲目的过渡，无序晶体已经表现出除了晶体的性质。过渡接近硬球的紧密堆积，从而导致紧密堆积点的奇异性。我们的证据表明，无序晶体的过渡和属性是共同决定的结构顺序和密度。在过渡附近，无序晶体的弹性模量和配位数显示出与晶体和堵塞固体不同的特定压力依赖性。
2015-06-23 cond-mat.soft
First contact breaking distributions in strained disordered crystals
我们推导出精确的概率分布的应变（$ε$）在均匀应变无序晶体中发生的第一个应力降事件，通过颗粒尺寸的多分散性引入淬火无序。我们表征这些第一个应力降事件的数值和理论，并确定它们与系统中的第一个接触断裂事件。我们的理论结果证实了应用于无序近晶配置的无热软粒子的准静态体积应变的数值模拟。我们开发了一种通用的技术来确定的$distribution$的应变在第一应力降事件发生，通过一个精确的映射之间的累积分布的第一接触断裂事件和体积的凸多面体的尺寸是由系统中的缺陷$N_d$的数量。一个精确的数值计算，这个多面体体积的系统与少量的缺陷显示出显着的匹配，通过直接数值模拟产生的应变分布。最后，我们推导出的第一个应力降发生时的应变分布，假设个人接触断裂事件是不相关的，准确地再现从直接数值模拟得到的分布。
2022-08-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational Ordering in Sequence-Disordered Liquid Crystalline Polymers
用场论研究了有序液晶聚合物的相分离，讨论了实验中观察到的取向有序的热力学机制。该理论预测，化学紊乱轻微影响的双相/各向同性的双相共存宽度，但强烈影响订购;超过一个临界的化学紊乱阈值取向有序被排除。
1999-04-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Long-range translational order and hyperuniformity in two-dimensional chiral active crystal
本文数值研究了高密度二维无热手性活性粒子系统，发现粒子以频率$Ω$做圆周运动时，系统因超均匀性抑制位移涨落而在二维下实现真正的长程平移序结晶，且可用活性弹性理论定量解释；但在$Ω=0$且维度不高于四时晶体熔化，机制类似淬火随机系统。
2025-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of preferred subnetwork for correlated transport in spatial networks: On the ubiquity of force chains in dense disordered granular materials
在致密颗粒材料和其他无热颗粒聚集体中的应力是通过颗粒间接触的视觉上引人注目的子网络传递的，其中的附加段被称为力链。在结构无序的介质中，组分主要通过物理接触相互作用，这种优选的子网络的出现还没有完全理解。在这项工作中，我们研究了随机几何图（RGG）中的局部相关输运，并显示了优先子网络的自发出现。我们的研究结果表明，尽管结构紊乱，系统跨越本地化的通量通过空间网络传输可以出现从短程相关。该子网络的空间和统计特征与模拟晶粒组装体中的强力网络惊人地相似，并提供了对力链的结构和空间尺度的重要性的见解。
2021-02-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft nlin.PS
Excitation of vibrational soft modes in disordered systems using active oscillation
我们提出了一种新的方法来表征固体中粒子振动的空间分布，与通常的简正模分析相比，具有更低的计算成本。在二维无热阻塞系统中，通过对每个粒子的大小施加一个小振幅的主动振荡，以相同的驱动频率激发特定的振动模式。然后获得作为粒子的实时位移的响应。我们显示出显着的实时位移和传统的正常模式分析得到的特征向量之间的相关性。更重要的是，从这些实时位移中，我们可以测量粒子振动的参与率和空间偏振。从这些测量中，我们发现三个不同的频率制度，其特征的空间分布和相关的颗粒的振动堵塞非晶态固体。此外，我们可以将这种方法应用到一个更大的系统中，以更高的频率空间分辨率来研究非晶态固体的低频行为。
2016-05-22 cond-mat.soft
Polymer-disordered liquid crystals: Susceptibility to electric field
当液晶液晶嵌入无规聚合物网络中时，无序的环境破坏了长程序，产生玻璃态。如果施加电场，它诱导大的和相当温度无关的取向顺序。为了理解实验，我们模拟了无序聚合物网络中的液晶，可视化了畴结构，并计算了对场的响应。此外，使用Imry-Ma-like的方法，我们预测的域的大小和估计的字段诱导的顺序。模拟和分析结果彼此一致，并建议如何优化材料的电光应用。
2013-08-13 cond-mat.soft
Disordered crystals reveal soft quasilocalized glassy excitations
已知通过使熔体淬火形成的结构玻璃具有低能量准定域（非声子）激发的群体，其频率$ω$遵循作为$ω\!\to\!0$的通用$\sim\!ω^4$分布，与玻璃形成历史、粒子间相互作用势或空间维度无关。在这里，我们表明，非声子激发的普遍四次定律也持有无序晶体具有有限的长程序，这是缺乏在他们的玻璃同行。因此，我们确定，四次定律的普遍性程度超出了从熔体淬火的结构玻璃。我们进一步发现，无序晶体，其无序程度可以连续控制，主机更多的准局域化激发比预期的基础上，其程度的机械无序-量化的剪切模量的相对波动-相比，具有类似程度的机械无序的结构玻璃。最后，我们表明，非线性准定域激发的稳定性约束-以前建立在结构玻璃-也持有无序晶体。我们的研究结果与无序晶体中实验观察到的玻璃状异常有关。更广泛地说，他们构成了一个重要的一步，追查必要的基本成分的出现，普遍的非声子激发在无序固体。
2022-03-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mapping the limits of equilibrium in sheared granular liquid crystals
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Lund University（隆德大学）
研究通过长时间剪切揭示了颗粒流中准平衡与非平衡状态的转变，指出摩擦引入后平衡理论失效，并通过有效Ericksen数量化非平衡驱动与立体有序的对比。
2026-11-11 cond-mat.soft physics.class-ph
Jamming and replica symmetry breaking of weakly disordered crystals
我们讨论了在干扰转变点附近具有小多分散性的晶体的物理性质。为此，我们引入了一个有效的单粒子模型，考虑到最近邻结构的晶体。在大维数的限制下，利用复型法可以解析地求解该模型。在不存在多分散性的情况下，复制对称解是稳定的，直到干扰转变点，这导致完美晶体的标准标度。相反，对于有限的多分散性，该模型经历了完整的复本对称性破缺（RSB）过渡之前的干扰过渡点。在RSB阶段，该模型表现出相同的缩放非晶态固体附近的堵塞转变点。这些结果与最近对多分散性晶体的数值模拟完全一致。该模型的简单性也使我们能够推导出振动态密度的标度行为，这些行为可以在未来的实验和数值模拟中进行测试。
2020-08-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Role of symmetry in the orientationally disordered crystals of hard convex polyhedra
本研究通过计算揭示多面体粒子与晶体结构的对称关联调控离散塑性晶体相，为取向关联无序相研究及晶体无序设计提供依据。
2024-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Order in disordered packings with and without permutation symmetry
本文研究了无序固体堆积中盆地体积分布的规律性，发现单分散系统存在P(n)∝n^{-1}的有序性及置换对称性，并提出算法部分恢复多分散堆积中被破坏的对称性。
2024-03-23 cond-mat.soft
Fluid-Glass-Jamming Rheology of Soft Active Brownian Particles
本研究数值模拟软活性布朗粒子二元混合物的剪切流变，发现低剪切速率下牛顿区、高剪切速率下剪切变稀及高密度下屈服应力，构建活性替代温度的流体-玻璃-堵塞相图，表明致密无序活性固体主要由无热堵塞主导。
2023-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Unearthing the anticrystal: criticality in the linear response of disordered solids
无序材料的性质不像晶体那样受到限制，这一事实为新型材料设计提供了重要的、但在很大程度上尚未开发的潜力。然而，与它们的晶体对应物不同，无序固体还没有得到很好的理解。主要障碍之一是缺乏一个理论框架来思考无序及其与机械性能的关系。为此，我们研究了一个理想化的无摩擦无热软球系统，当压缩时，经历了一个干扰相变与发散的长度尺度和清洁的幂律签名。这个临界点是一个更大的“干扰场景”的基石，有可能为统一理解无序固体的力学提供必要的理论基础。我们首先表明，堵塞球填料有一个有效的线性制度，尽管存在的“接触非线性。“然后，我们研究了过渡的关键性质，重点是不同的长度尺度和有限大小的影响。接下来，我们认为，干扰起着同样的作用，无序固体作为完美的晶体固体。它不仅可以被认为是理解无序材料的理想化起点，而且它甚至可以影响具有相对较高晶体有序度的系统。因此，固体的行为可以被认为是存在于一个光谱上，在相对的两端有完美的晶体和堵塞的过渡。最后，我们引入了一个新的原则，其中的贡献的一个整体的财产是独立的一个单独的债券的贡献。该原理允许独立地操纵无序系统的不同全局响应，并且在设计具有独特的、纹理化的和可调节的性质的材料方面提供了很大的灵活性。
2015-10-29 cond-mat.soft
Is there something of the MCT in orientationally disordered crystals ?
分子动力学模拟已经进行了取向无序晶体氯金刚烷：一个模型系统，动力学几乎完全由旋转控制。模式耦合理论预测的临界温度T_c = 225 K，在α和β动力学区域都能清楚地确定。研究还表明，在温度T_x > T_c时，存在第二个明显的动力学交叉，这与以前的NMR和MD研究结果一致。这使我们能够清楚地证实最近提出的[2，3]在[T_c-T_x]温度范围内存在一个“受温度影响”的区域。
2000-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Disordered nano-wrinkle substrates for inducing crystallization over a wide range of concentration of protein and precipitant
有大量的蛋白质，其存在是已知的，但不知道它们的晶体结构，因为很难找到它们结晶的确切条件。在具有小而大的孔分布的无序多孔基底上的非均质成核被认为是解决这个问题的灵丹妙药，但实际上并不存在适用于使大量蛋白质结晶的通用成核剂。为此，我们在这里报告的纳米褶皱基板，显示显着的能力和控制蛋白质结晶。不同蛋白质的实验表明，在这些底物上，即使在缓冲液中蛋白质浓度很低的情况下，晶体也能成核。沉淀剂浓度在约0.003- 0.3 M的数量级范围内变化时，出现少量非常大的晶体;对于某些蛋白质，甚至在不添加任何沉淀剂的情况下也出现晶体，而在任何其他异质底物中均未观察到。从本质上讲，这些底物显着降低了上述两个参数的影响，这两个参数被认为是结晶的关键因素，这意味着可以利用这一优势来寻找其他尚未结晶的蛋白质的结晶条件。
2015-10-15 cond-mat.soft physics.bio-ph
The origin and nature of Boson Peak: the normal mode analysis of disordered granular crystals
尽管广泛的理论\cite{GanterPRL1998, ElliotPRL2001,SchirmacherPRL2007, TanakaNatureM2008, MonacoPNAS2009, MarruzzoSCIRP2013}和实验研究\cite{ChumakovPRL2011, ChumakovPRL2014, KayaScience2010,KChenPRL2010, LXuPRL2012, BonnPreprint2014}，在凝聚态物理中的一个长期的难题仍然是关于“玻色子峰”（BP）的起源和性质，其中玻璃中的振动态密度（DOS）与晶体对应物相比具有过量的状态。在这里，我们表明，BP是成功地观察到在二维六角形颗粒堆积，其中的无序是由于力的网络，即弹性\cite{MarruzzoSCIRP2013}的空间异质性。利用光弹技术\cite{TrushNature2005}，可以精确地测量无序粒子的相互作用，以解决BP的起源和性质的第一次在一个真实的场景。我们发现的结构DOS的无序晶体让人想起相应的完美的晶体，这是一致的，最近的研究在$SiO_2$ \cite{ChumakovPRL2014}和无序凝胶\cite{LorenzoGelPaper2011}，尽管有很大的不同系统。此外，我们提出了一种机制，以澄清BP不仅是一个扩大和转移范霍夫奇异性\cite{ElliotPRL200…
2016-10-19 cond-mat.soft
Jamming is a first-order transition with quenched disorder in amorphous materials sheared by cyclic quasistatic deformations
本研究针对阻塞相变的属性争议，通过对循环准静态剪切的二维、三维非晶体系开展标度分析，证明阻塞是伴随淬火无序的一级相变，为其研究提供了新的理论框架。
2024-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy anomalies in the low-temperature thermal properties of a minimally disordered crystalline solid
测量了一种具有最小分子位置和倾斜无序的特殊晶体的低温热性质和输运性质。材料，即，低维，高度各向异性的五氯硝基苯（PCNB）具有菱面体平行平面的层状结构，其中的分子执行大幅度的平面内以及并发的平面外的振动运动。我们的研究表明，低温玻璃态异常可以发现在一个系统中，由于冻结（主要是在平面内）的重定向跳跃的分子之间的等价晶体位置与部分网站占领的最小的混乱。我们的研究结果将为更深入地理解上述普遍的低温玻璃性质的起源铺平道路。
2017-11-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Specific heat at low temperatures in quasiplanar molecular crystals: Where do glassy anomalies in minimally disordered crystals come from?
针对准平面分子晶体四氯间二甲苯的单斜晶系P2₁/c晶体，通过低温比热测量发现其最小取向无序引发玻璃态异常，揭示分子不对称性是关键因素，且玻色峰与德拜温度的线性关联在部分无序晶体中更显著。
2024-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glassy, Gardner-like Phenomenology in Minimally Polydisperse Crystalline Systems
我们报告的非平衡相的物质，最低限度的无序晶体相，我们发现存在于最大的无定形玻璃和理想的晶体之间。尽管这些近晶体看起来高度有序，但它们显示出类似于在非晶态固体中观察到的玻璃状和堵塞特征。在结构上，它们表现出弱力和小粒子间间隙的概率分布以及振动态的平坦密度的幂律缩放。动态地，它们在特征压力以上显示出异常老化。从数量上看，这种无序的晶体相与最无序固体中的Gardner样相有很多共同之处。近晶体应该服从实验实现在商业上可获得的颗粒系统，是必不可少的验证理论的非晶材料。
2018-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Solidification fronts in supercooled liquids: how rapid fronts can lead to disordered glassy solids
我们确定的速度结晶（或更一般地说，固化）前，因为它前进到均匀的液相后，系统已淬火到结晶区的相图。我们通过假设系统的动力学密度泛函理论模型和应用边际稳定性准则来计算波前速度。我们的研究结果也适用于相场晶体（PFC）凝固模型。随着凝固前沿进入不稳定液相，前沿后面的密度分布产生密度调制，并且这些调制的波长是动态选择的量。对于浅猝灭，所选择的波长恰好是晶相的波长，因此形成了良好有序的晶态。然而，当系统被深度淬火时，我们发现这个波长可以与晶体的波长有很大的不同，这样凝固前沿自然会在系统中产生无序。随后必须发生显着的重排和老化的系统，以形成规则的有序晶体，对应于自由能最小值。每当一个锋从随机的初始条件发展起来时，就会引入额外的无序。我们说明这些发现与PFC获得的结果。
2012-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
