Competition between glassiness and order in a multi-spin glass
本文分析了一个平均场多自旋相互作用的自旋玻璃模型。静态和动态相图包含顺磁体、自旋玻璃、普通铁磁体和玻璃态铁磁体四个相,并表现出重入行为。玻璃态铁磁体相具有反常的动力学性质。结果是一致的非平衡热力学,已提出的玻璃。
1999-06-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Replica theory for fluctuations of the activation barriers in glassy systems
本文研究了玻璃态系统中发生一级随机相变的慢激活动力学问题。利用有效势方法,我们确定了过冷液体的熵液滴的激活势垒谱。我们表明,组态熵和液体玻璃表面张力的波动是至关重要的,以实现理解的玻璃系统中的势垒波动,从而最终负责的激发和玻璃中的非均匀动力学的广谱。特别是,我们推导出动态异质性的长度尺度和相关的障碍波动之间的关系。稀释熵液滴被证明具有高斯分布的障碍,强烈表明,非高斯行为的结果从液滴-液滴相互作用。
2008-09-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Analysis of local structure of mechanical and thermal rearrangements in glasses with the atomic cluster expansion
该研究用 ACE 描述符和体序线性分类器识别玻璃中热激活与剪切重排的活性粒子,揭示二元混合物与聚合物玻璃对两体、三体结构关联的不同需求。
2024-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interpretation of the apparent activation energy of glass transition
玻璃粘度的温度依赖性是玻璃研究领域的主要关注点。与阿克里乌斯定律的强烈偏离使得活化能的解释变得困难。在本研究中,一个合理的解释的表观活化能被证明沿着类似的线在固态物理和化学。与普遍认为玻璃中的相变发生在根据Vogel-Fulcher-Tammann公式的参考温度$T_{0}$的观点相反,在本工作中,在玻璃化转变温度$T_{g}$观察到的转变被认为是从液相到固相的相变。玻璃的一个显著特征是能垒在转变范围内随宽度$ΔT_{g}$而显著变化。能量势垒的这种变化改变了表观活化能构成阿耳忒弥斯形式的方式。现有的实验数据的分析表明,实际的能量势垒是显着小于表观活化能,重要的是,所获得的值是在合理的范围内的预期的化学键的能量。表观活化能的高估取决于比率$T_{g}/ΔT_{g}$,这解释了两种类型的玻璃强和脆玻璃的存在。脆性可以被重新解释为当从高温接近$T_{g}$时能垒增加程度的指示。由于在$T_{g}$以下没有观察到粘度的差异,因此在$T_{0}$处不太可能发生转变。
2020-12-14 cond-mat.dis-nn
Self generated randomness, defect wandering and viscous flow in stripe glasses
我们发现,在不同的长度尺度上的相互作用之间的竞争,相关的条纹在掺杂莫特绝缘体的形成,可以导致玻璃化转变的系统中没有明确的淬火无序。我们分析确定了一个普遍的标准出现的指数大量的亚稳态配置,导致一个有限的配置熵和景观为主的粘性流。我们证明,玻璃纸是明确地绑定到一个新的长度尺度,其特征在于典型的长度超过缺陷和缺陷的条纹图案被允许长时间徘徊。
2001-02-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Correlation between vibrational anomalies and emergent anharmonicity of local potential energy landscape in metallic glasses
玻色子峰(BP)是无序和晶体材料的拉曼和非弹性散射光谱中的普遍特征。目前的范式提出了玻色子峰作为弹道(声子)和扩散型激发之间的Ioffe-Regel交叉的结果,其中声子的相干性损失被描述为由于结构无序的纯谐波过程。BP的这种“和谐无序”范式从未在原子水平上受到挑战或测试。在这里,通过一组原子分辨的非晶金属合金的表征,我们发现了一个强大的玻色子峰的强度和激发的激活能之间的反比在势能景观(PEL)。较大的玻色子峰与较浅的盆地和较低的激活障碍,因此,与强烈的非谐部门的PEL。从原子模拟的数值证据表明,太赫兹原子振动的BP在原子玻璃中贡献最大的是强烈的非谐,证明了通过非常大的值的原子和模式分辨Grüneisen参数发现的原子振动构成的BP。这些结果提供了一个直接的桥梁之间的振动光谱和拓扑结构的PEL在固体中,并指向一个新的“巨大的非谐性”的范例,通用的无序材料和声子玻璃的问题,在新兴材料的能源应用。从这个意义上说,无序和非和谐是同一枚硬币的两面。
2022-01-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic Origin of Annealing Embrittlement in Metallic Glasses
退火脆化的原子理解是金属玻璃的一个长期问题,由于原子模型和实验室制备的样品之间的热历史之间存在不可逾越的差距,仍然缺乏。在这里,基于热循环退火方法,可以改变超过十个数量级的有效淬火速率,我们进行了原子的研究,在三元模型金属玻璃的韧脆转变,这可以键控块体金属玻璃的退火脆化。我们发现,热退火可以有效地消除热激活的“缺陷”,这是丰富的超淬火和韧性的玻璃,但引起应变产生的剪切事件,以及退火和脆性玻璃。虽然应变产生事件的激活最终导致单个剪切带,但在应力反转时,其他局部结构破坏可以通过相同类型的事件“愈合”,从而阻碍剪切带加宽或倍增,并导致退火脆化。
2022-08-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Brittle to ductile transitions in glasses: Roles of soft defects and loading geometry
了解玻璃的断裂韧性对科学和技术是至关重要的。我们在这里研究它使用广泛的原子模拟,其中的相互作用势,玻璃化转变冷却速率和加载几何形状系统地变化,模仿广泛的实验可访问的属性。通过$A_{\rm g}$对玻璃的非平衡机械无序进行量化,$A_{\rm g}$是非声子激发的普遍谱的无量纲前因子,其测量影响塑性变形的软玻璃缺陷的丰度。我们表明,虽然脆韧性转变可能会引起减少冷却速率,导致减少$A_{\rm g}$,ISO- $\!A_{\rm g}$玻璃是脆性或韧性取决于泊松收缩的程度下无约束的单轴拉伸。使用约束张力消除泊松收缩揭示了iso- $\!A_{\rm g}$玻璃具有相似的韧性,并且在这些条件下改变$A_{\rm g}$导致显著的韧性变化。我们的研究结果突出了软缺陷和加载几何形状(影响缺陷的激活)在玻璃韧性中所起的作用。
2021-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Cavity Approach to Noisy Learning in Nonlinear Perceptrons
我们分析了噪声教师生成的例子的学习非线性和可微的学生感知器使用腔方法。一个样本的类属激活是样本的腔激活的函数,腔激活是在没有样本的情况下学习的感知器中的激活。平均场方程的宏观参数和稳定性条件产生的结果与副本方法一致。当腔激活的单个值映射到通用激活的多个值时,在优先学习示例和牺牲示例以支持背景调整之间存在学习策略的竞争。我们发现参数制度中的例子学习优先或牺牲,导致激活分布的差距。给出了这一复杂系统的全相图,理论预测了系统中存在从差到好的广义状态的相变。仿真结果证实了理论预测。
2001-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Theory of heterogeneous viscoelasticity
我们回顾了一个新的理论的玻璃形成的粘性液体的玻璃化转变附近和以下的粘弹性。在我们的模型中,我们假设材料中的每个点都具有特定的粘度,该粘度根据波动的活化自由能在空间中随机变化。我们包括一个麦克斯韦弹性项,并假设相应的剪切模量波动,以及与激活势垒的分布相同。在相干势近似(CPA)中求解了该模型,并给出了推导过程。该理论预测的Arkenius型的温度依赖性的粘度在消失的频率限制,独立的激活势垒的分布。该理论意味着该激活能通常不同于具有相同势垒高度分布的扩散粒子的激活能。如果激活能垒的分布假定为高斯分布,则该理论的有限频率形式很好地描述了玻璃的典型低温α弛豫峰。β弛豫可以通过添加另一个中心能量比α弛豫中心能量低得多的高斯来包括。在高频率下,我们的理论减少到空间波动的弹性模量(非均匀弹性理论),这解释了玻色子峰相关的玻璃振动异常的发生的弹性介质的描述。
2015-10-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Aging, rejuvenation and memory effects in Ising and Heisenberg spin glasses
本文用低频交流磁化率测量方法比较了Fe_{0.5} Mn_{0.5} TiO_3伊辛自旋玻璃和CdCr_{1.7} In_{0.3} S_4类海森堡自旋玻璃的老化现象。在恒定温度下,老化在两个样品中与在其他系统中一样服从相同的“$ωt$标度”。调查的温度变化的影响,我们发现,伊辛样品表现出复兴和记忆效应,这是定性类似于其他自旋玻璃中发现的,表明这些现象的存在并不依赖于自旋的维数。然而,两种样品的系统温度循环实验显示出重要的定量差异。在伊辛样品中,在低温下的老化对在稍高温度下的老化的贡献比从热减慢所预期的要大得多。这与到目前为止在其他自旋玻璃中观察到的行为不同,这些自旋玻璃显示出随着温度降低自由能垒增长的相反趋势。我们讨论了这些结果的一个强重整化的微观尝试时间的热激活,并估计相应的值的势垒指数$ψ$中引入的标度理论。
2001-08-27 cond-mat.dis-nn
Kinetic Arrest Originating in Competition between\linebreak Attractive Interaction and Packing Force
我们讨论的情况下,吸引力和排斥部分的粒子间的潜力都有助于显着的玻璃形成。我们引入方阱势作为这种情况下的原型模型,和{ \it拒绝}的Baxter作为一个有用的模型进行比较,玻璃上的实验,根据我们的治疗模式耦合理论。我们提出了明确的结果,各种井的宽度,并表明,窄井,有一个有用的分析公式,将适合于实验工作在胶体科学领域。我们提出的问题,是否在一个更精确的治疗,粘球极限可能有一个无限的玻璃化转变温度,或高,但有限的。
2001-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Predicting the failure of two-dimensional silica glasses
能够根据结构信息预测材料的失效是一个基本问题,对于设备和组件的监测具有巨大的实际和工业意义。由于深度学习的最新进展,即使对于高度无序的固体,准确的故障预测也变得可能,但该过程中使用的参数数量之多使得对结果的物理解释变得不可能。在这里,我们解决这个问题,并使用机器学习方法来预测失败的模拟二维二氧化硅玻璃从其初始未变形的结构。然后,我们利用加权类激活映射(梯度CAM)建立注意力地图与预测,我们证明,这些地图是服从物理解释的拓扑缺陷和局部势能。我们表明,我们的预测可以被转移到具有不同形状或大小的样本,而不是训练中使用的样本,以及实验图像。我们的策略说明了人工神经网络训练的数值模拟结果可以提供可解释的预测实验测量的结构的行为。
2022-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Anomalous thermal activation of the electron glass dynamics in a-InOx and granular aluminum
本文通过非等温栅极电压协议证明a-InOx和颗粒铝薄膜中的电子玻璃动力学具有热激活特性,并发现其有效激活能随温度以T^2形式反常增加。
2025-07-21 cond-mat.dis-nn
Disorder effects in spiral spin liquids: Long-range spin textures, Friedel-like oscillations, and spiral spin glasses
本文研究 $J_1$-$J_2$ 蜂窝晶格 Heisenberg 模型中淬致无序对螺旋自旋液体的影响,揭示单杂质诱导的长程自旋织构与类 Friedel 振荡,并发现低至中等无序可产生螺旋自旋玻璃。
2024-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
The Microscopic Quantum Theory of Low Temperature Amorphous Solids
玻璃中的量子激发长期以来一直是凝聚态物理学家的一组难题。一个普遍的观点是,它们在很大程度上是晶体中元激发的无序类似物,辅以两个能级系统,这些系统是来自无序的化学局部实体。对这幅图的一个根本性的修正认为,低温玻璃中的激发与玻璃玻璃化时的能量景观有着深刻的联系:激发不是建立在单个基态上的低激发态,而是局部定义的共振,在固体的能谱中处于高位。根据半经典分析,两个层次的系统涉及共振集体隧穿运动的约200个分子单位的马赛克的合作运动在玻璃化转变温度$T_g$的遗物。TLS的态密度由$T_g$和镶嵌体的长度尺度决定,这是冷却速率的弱函数。解释了声子散射在绝缘玻璃中的普遍性。在较高温度下观察到的玻色子峰和热导率的平台也被定量地理解为来自相同的合作运动,但现在伴随着马赛克振动模式的热激活。一些局部结构跃迁的动力学对半经典图像有显著的量子修正。这些修正导致了热容和电导率与标准隧穿模型结果的偏差,并解释了热容的反常时间依赖性。隧穿中心之间的相互作用导致玻璃中经常观察到的大的和负值的Grüneisen参数。
2005-06-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Analysis of landscape hierarchy during coarsening and aging in Ising spin glasses
我们使用记录动力学(RD),被称为“老化”的无处不在的弛豫现象的粗粒度描述,作为一种诊断工具,以找到区分伊辛自旋模型和铁磁体的能量景观的普遍特征。根据RD的说法,淬火后的非平衡系统依赖于随机产生一系列不可逆的记录大小的事件(地震或雪崩)的波动,这些事件允许系统在复杂的分层能量景观中逃离亚稳态的更高障碍。一旦这些记录事件允许系统克服这些障碍,系统就会通过跌入以下稍微更稳定的亚稳态而放松。在这个框架内,可以清楚地区分伊辛铁磁体的粗化动力学和自旋玻璃的老化,它们通常被归为同一类别。为此,我们通过改变铁磁与反铁磁键的混合物$p$,从玻璃态(各50%)到出现明显铁磁行为的任何地方,在自旋玻璃和铁磁之间进行插值。记录事件的积累随着时间的对数增长,在玻璃制度,在一个尖锐的过渡到铁磁制度,这种激活饱和迅速在特定的混合物。我们证明了立方晶格上的爱德华-安德森模型以及Sherrington-Kirkpatrick(平均场)自旋玻璃的这种效应。虽然这种转变与先前观察到的零温度平衡转变相吻合,但后者的转变尚未被描述。
2021-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Universal energy barrier for plastic flow in a network glass
University of Freiburg(弗赖堡大学);Aalto University(阿尔托大学);Fraunhofer IWM(弗劳恩霍夫工业机械研究所);Institute of Physics, University of Freiburg(弗赖堡大学物理研究所)
本文通过机器学习势能模拟非晶碳,发现剪切转变源于单键断裂/形成,能量景观坍缩为普适势垒形状,键跳跃距离通过三次方定律决定势垒高度,从而从键级量预测塑性流动应力,为玻璃塑性模型提供微观基础。
2026-10-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft