Low-frequency vibrational modes of stable glasses
我们数值研究的振动态密度的演变$D(ω)$的零温玻璃时，它们的动力学稳定性是在一个非常宽的范围内变化，范围从不良退火的玻璃获得的瞬时淬火从以上的起始温度，超稳定的玻璃淬火系统热低于实验玻璃温度。态密度的低频部分在扩展模和准局域模之间分裂。扩展模式表现出玻色子峰交叉德拜行为（$D(ω) \sim ω^2$）在低频，与两个制度之间的强相关性。而准定域模式则服从$D(ω) \sim ω^4$，与玻璃稳定性无关。然而，在更稳定的玻璃中，该四次定律的前因子变得更小，并且相应的模式变得更局域化和稀疏。我们的工作是第一次数值观测准本地化模式在一个制度相关的实验，它建立了玻璃稳定性和软振动运动之间的直接联系在非晶态固体。
2019-01-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Liquid droplets on a free-standing glassy membrane: deformation through the glass transition
在这项研究中，微滴被放置在薄的，玻璃状的，独立的膜，其中液滴的拉普拉斯压力变形的独立的膜，创建一个凸起。通过从远低于玻璃化转变温度到膜的熔融状态连续改变温度来调节膜的张力。测量了液滴与平面膜的接触角以及凸起与膜的角度，发现与接触线处的力平衡预测的接触角一致。
2017-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anomalous vibrational properties in the continuum limit of glasses
玻璃的低温热性质与晶体的低温热性质不同。这些热异常表明玻璃的低频振动特性不同于晶体。最近的研究表明，在最简单的眼镜模型中，即，在谐振势系统中，声子模与软局域模在低频（连续）极限共存。然而，更现实的模型的低频振动模式的性质仍有争议。在目前的工作中，我们研究了Lennard-Jones（LJ）系统的大规模分子动力学（MD）模拟，并建立了LJ玻璃的振动性质收敛到声子模式和软局域模式的共存在连续极限的情况下的谐波势系统。重要的是，我们发现，低频振动是相当敏感的数值方案的潜在截断，这通常是在MD模拟中实施，这是为什么矛盾的论点已被报道的原因。我们还讨论了这种敏感性的物理起源，通过线性稳定性分析。
2017-11-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of molecular constraints on vibrational and quasilocalized excitations in glasses
Institute for Theoretical Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学理论物理研究所）
本研究对比了分子玻璃与同相互作用势、同制备方案的原子型玻璃的振动等性质，揭示了刚性分子约束对玻璃力学和振动特性的影响，为相关研究提供了新认知。
2026-08-21 cond-mat.soft
Excess Vibrational Modes and the Boson Peak in Model Glasses
研究了两种常用玻璃模型在零温下的过剩低频简正模。这两个系统的异常模式的发病频率同意以及与预测的变分参数，这是基于分析的振动能量，从多余的接触，每个粒子的机械稳定性所需的最小数量。尽管研究的两种玻璃都具有高配位数，但大多数额外的接触可以被认为是弱的。
2006-11-17 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
Measurement of correlations between low-frequency vibrational modes and particle rearrangements in quasi-two-dimensional colloidal glasses
我们研究了由热敏微凝胶颗粒组成的二维胶体玻璃中低频振动模式和重排之间的相关性，这些微凝胶颗粒容易允许样品填充分数的变化。在每个堆积分数处，测量颗粒位移协方差矩阵并用于提取“阴影”胶体玻璃的振动光谱（即，具有与样品胶体相同的几何形状和相互作用但没有阻尼的颗粒网络）。重排是由连续的，小的减少填充分数。实验结果表明，胶体玻璃中的低频准局域声子模，对系统重排呈现低能量势垒的模式在空间上与该热系统中的重排相关。
2011-09-20 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
Effect of instantaneous and continuous quenches on the density of vibrational modes in model glasses
过冷液体的计算研究通常集中在对它们的“潜在的固有状态”的各种分析上-零温度下的玻璃态结构是由平衡过冷状态的无限快（瞬时）淬灭而得到的。类似的协议也经常采用的unjamming过渡在减压软球填料的刚性损失的调查。在这里，我们调查的统计和本地化性质的玻璃态配置的低频振动模式得到这样的瞬时淬火。我们表明，振动模式的密度增长$ω^β$与$β$取决于母温度$T_{0}$从玻璃态配置瞬间淬火。对于从高温液态淬灭，我们发现$β\!\approx\!3$，而$β$似乎接近先前观察到的值$β\!=\!4$，因为$T_0$接近玻璃化转变温度。我们讨论了我们的研究结果与软势模型的理论框架的一致性，并将它们与在有限的冷却速率下通过连续淬火获得的配置上进行的类似测量进行对比。我们的研究结果表明，任何物理淬火速率足够慢于逆振动时标-包括所有物理现实的淬火速率的分子或原子玻璃-将导致玻璃的振动模式的密度是普遍的特点是$β\!=\!4$。
2017-08-29 cond-mat.soft
Rearrangement of 2D aggregates of droplets under compression: signatures of the energy landscape from crystal to glass
我们研究的能源景观的演变，通过压缩2D有限聚集的油滴的晶体到玻璃的转变的签名。两种不同尺寸的液滴用于在水性环境中组成小聚集体。聚集体的范围从完全有序的单分散单晶到无序的双分散玻璃。聚集体被压缩在两个平行的边界之间，其中一个用作力传感器。压缩力提供了聚集体组成的特征，并提供了对能源前景的洞察。特别是，晶体通过单一的灾难性断裂事件耗散所有储存的能量，而玻璃状聚集体逐步破裂。值得注意的是，即使少量的无序也会强烈影响2D聚集体的屈服性质。
2019-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the analysis of the vibrational Boson peak and low-energy excitations in glasses
通过对超过德拜极限的振动态密度g（w）和通常称为玻色子峰的频率约化表示g（w）/w^2之间的详细比较，考虑了应用于玻璃和过冷液体振动态密度低能部分的约化过程的意义。从非弹性中子和拉曼散射的代表性的实验数据分析，我们表明，减少程序在很大程度上扭曲，否则对称的过剩态密度。最大值的频率和过度的强度经历戏剧性的变化;前者减少，而后者增加。玻色子峰的频率和强度对过剩量的分布也很敏感。在光的状态密度的两种形式之间的关键评价（即过量和频率降低的一个），我们讨论的玻色子峰光谱特征的变化，诱导下存在的外部刺激，如温度（淬火速率，退火），压力，和照射。由这些刺激的存在引起的玻色子峰值变化的大部分可以合理地追溯到简单的和预期的多余态密度的修改，并且可以相当令人满意地解释欧几里德随机矩阵理论。与热容玻色子峰的相似之处也作了简要的讨论。
2006-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Vibrational lifetimes and viscoelastic properties of ultrastable glasses
本文通过解析理论与分子模拟研究超稳定玻璃，揭示线性粘弹性耗散与振动模式静态和动态性质的关系，并推导出无参数模量表达式，证明准局域化模式在玻色峰以下中频范围主导粘弹性响应。
2024-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Topology of vibrational modes predict plastic events in glasses
本研究通过分析二维玻璃模型振动本征矢量场的拓扑缺陷，发现准静态剪切下塑性事件位置与负电荷拓扑缺陷强相关，建立了玻璃变形前结构与塑性事件的直接联系。
2022-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Universality of the nonphononic vibrational spectrum across different classes of computer glasses
最近已经确定，简单计算机玻璃模型的频谱由软的、准定域的非声子振动模式构成，其频率$ω$遵循无隙的、普适的分布${\cal D}(ω)\!\sim\!ω^4$。虽然这种普遍的非声子谱已被证明是强大的改变玻璃的历史和空间维度，它迄今为止只被观察到简单的计算机眼镜具有径向对称，成对的相互作用势。因此，在简单的计算机眼镜中看到的非声子光谱的普遍性与现实的实验室眼镜的相关性仍然不清楚。在这里，我们证明了出现的普遍$ω^4$非声子谱在各种各样的现实计算机玻璃模型，从四面体网络玻璃与三体相互作用，通过分子玻璃和玻璃状聚合物，散装金属玻璃（BMG）。与以前的观察一起，我们的研究结果表明，低频非声子振动光谱的任何玻璃状固体淬火从熔体的功能普遍$ω^4$法律，独立于其微观相互作用的性质。
2020-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal low-frequency vibrational modes in silica glasses
最近的研究表明，不同的简单模型的玻璃成型与二元相互作用定义的普遍性类的准本地化的低频模式的状态密度。可以解释的是，一旦避免了与标准德拜（扩展）模式的杂交，许多这样的模型表现出普遍的状态密度，取决于模式频率为$D(ω) \sim ω^4$。然而，这个普适性类的范围有多广，以及它是否也适用于玻璃成型机的更现实的模型，这是未知的。为了解决这个问题，我们提出了分析的准本地化模式在二氧化硅，网络玻璃，其中有二元和三元相互作用。我们的结论是，在3维二氧化硅表现出非常相同的频率依赖性在低频率，这表明这种普遍的形式是一个通用的结果，无定形glassiness。
2020-03-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Vibrational density of states and specific heat in glasses from random matrix theory
玻璃的低温性能与结晶物质存在重要差异。特别是，像德拜模型这样的模型，假设存在一个基本的规则晶格，预测固体的比热在低温下随温度的立方而变化。至少自20世纪70年代以来，一个公认的实验事实是，玻璃的比热在$T$中在$T \sim 1K$处恰好是线性的，并且当用$T^{3}$归一化时呈现出明显的峰，称为玻色子峰。在这里，我们提出了一种新的方法，这表明振动光谱的随机矩阵部分的影响的非晶态固体的振动和热性质。该模型也能够再现，第一次，实验观察到的玻色子峰之间的反比在比热和剪切模量。
2023-01-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Observation of thermal acoustic modes of a droplet coupled to an optomechanical sensor
本文通过将皮升尺度液滴耦合到超灵敏光力学传感器，首次直接观测到高达约40 MHz的液滴声学振动模式，并在热噪声谱中揭示了仅由热布朗运动驱动的Fano共振现象。
2023-05-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The boson peak in the vibrational spectra of glasses
本研究通过实验数据重分析、计算机模拟和平均场模型，揭示了玻璃振动谱中玻色峰源于准局域化非声子振动，统一解释了其低频振动谱的起源与性质。
2023-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Splitting up entropy into vibrational and configurational contributions in bulk metallic glasses: A thermodynamic approach
采用基于非平衡绝热开关和可逆标度方法相结合的分子动力学模拟，对大块金属玻璃的振动熵和构型熵进行了有效的分离.这种方法涉及使用爱因斯坦晶体作为固相的参考和最近提出的流体相的Uhlenbeck-Ford模型来计算振动自由能。该方法的优点在于它不需要结晶固相来分离熵。因此，原则上，它适用于任何材料，无论其是否具有结晶相。利用这种方法，我们分离了两种具有不同脆性的金属玻璃Cu $_{50}$ Zr $_{50}$和Cu $_{46}$ Zr $_{46}$ Al $_{8}$在零外压下的振动熵和构型熵.我们发现前者的结果与Smith \textit{et al.} [H. L. Smith \textit{et al.}，Nat. Phys. \textbf{13}，900（2017）]。含Al玻璃的组态熵比其它玻璃的组态熵大70%。我们的研究结果表明，虽然其他因素可能在发挥作用，配置熵可以用来调查的效果，添加微量合金元素的大块金属玻璃的玻璃形成能力。
2020-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The evolution of vibrational excitations in glassy systems
理想液体玻璃转变的模式耦合理论（MCT）的方程被用于讨论的玻璃形成系统的密度波动谱的演变的频率在动态窗口内的频带之间的高频运动和低频结构弛豫过程。结果表明，具有微观波长的密度涨落与玻璃结构之间的强相互作用导致了一个具有玻色子峰性质的振荡峰.它产生一个弹性模量，它支配着介观波长的密度波动与玻色子峰振荡的杂交。这导致了高频声音的存在，其特性通过玻璃和玻璃状液体的X射线散射光谱发现。理论的结果证明了一个模型的硬球系统。它还推导出某些示意性的MCT模型，其光谱的刚性玻璃态可以表示的基本公式，提供合理的近似的解决方案的一般MCT方程。
1999-10-05 cond-mat.soft
The relation between stretched-exponential relaxation and the vibrational density of states in glassy disordered systems
已知非晶态固体或玻璃在它们的几个宏观可观测量中在宽的时间间隔上表现出拉伸指数衰减：中间散射函数、介电弛豫模量、时间弹性模量等。在这封信中，我们表明，介电弛豫的例子，拉伸指数弛豫密切相关的玻璃特有的晶格动力学。通过重新制定的洛伦兹模型的介电物质在一个更一般的形式，我们表示的介电响应作为一个函数的振动态密度（DOS）的随机组装的球形粒子与他们最近的邻居和谐地相互作用。令人惊讶的是，我们发现，接近玻璃化转变的这个系统（这符合麦克斯韦刚性转变），介电弛豫是完全一致的拉伸指数行为与Kohlrausch指数$0.56 < β< 0.65$，这是在大多数实验系统中测量指数的范围。最重要的是，拉伸指数弛豫的根本原因可以追溯到DOS中的软模式（玻色子峰）。
2017-01-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Statistics and properties of low-frequency vibrational modes in structural glasses
低频振动模式在确定玻璃的各种基本性质中起着核心作用，但它们的统计和机械性质尚未完全了解。使用广泛的数值模拟的几个模型的玻璃在三维空间中，我们表明，在系统的线性尺寸$L$充分小于一个交叉尺寸$L_{D}$，低频率的状态密度的尾部如下$D(ω)\!\sim\!ω^4$附近的最低戈德斯通模式的频率。我们发现，样本到样本的统计系统的最小振动频率的大小$L\!<\!L_D$是Weibull，标度指数与$ω^4$法律非常一致。我们进一步表明，最低频率的模式是空间准本地化的，他们的本地化和相关的四次非谐性在很大程度上是频率无关的。的低频模式上的制备方案的效果进行了阐述和一些玻璃的lengthscales进行了简要讨论。
2017-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural, mechanical, and vibrational properties of particulate physical gels
我们的生活被各种各样的无序材料包围着。特别是，玻璃是众所周知的致密，无定形材料，而凝胶存在于低密度，无序状态。最近的进展提供了一个重要的一步，在理解玻璃的材料性能，如机械，振动和传输性能。相比之下，我们对颗粒物理凝胶的了解仍然非常有限。在这里，使用分子动力学模拟，我们研究了一个简单的模型的颗粒物理凝胶，Lennard-Jones（LJ）凝胶，并提供了一个全面的了解其结构，机械和振动特性，所有这些都是显着不同的玻璃。首先，LJ凝胶显示出稀疏的、不均匀的结构，并且结构的长度尺度$ξ_s$随着密度的降低而增长。第二，凝胶非常软，剪切$G$模量和体积$K$模量都比玻璃小几个数量级。第三，许多低频振动模式被激发，其在振动态密度中形成具有起始频率$ω_\ast$的特征平台。分别用$ξ_s$、$G$、$K$和$ω_\ast$表征的结构、机械和振动性质显示出与密度的幂律标度行为，这在它们之间建立了密切的关系。在整个本工作中，我们揭示了凝胶是多尺度的，固态材料：（i）均匀的弹性体在长的长度，（ii）异质弹性体的分形结构在中间的长度，和（iii）无定形结构体在短的长度。
2021-09-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rotational and Translational Phonon Modes in Glasses Composed of Ellipsoidal Particles
实验研究了颗粒形状对胶体玻璃振动特性的影响。“椭球玻璃”是通过将聚苯乙烯球拉伸到不同的纵横比，然后将所得的椭球颗粒以高填充分数悬浮在水中而产生的。通过测量粒子之间的位移相关性，我们提取相应的“影子”椭球玻璃的振动特性与相同的几何配置和相互作用的“源”悬浮液，但没有阻尼。长/短轴纵横比为$\sim$ 1.1的椭球粒子组成的玻璃中的低频模式被观察到具有主要的旋转特征。相比之下，具有较大纵横比的椭球颗粒玻璃（$\sim$ 3.0）中的低频模式表现出旋转和平移特性的混合。所有玻璃样品的特征在于具有不同纵横比的颗粒的分布。有趣的是，即使在相同的样品中，也发现小纵横比颗粒相对更多地参与旋转模式，而大纵横比颗粒倾向于相对更多地参与平移模式。
2010-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Fast Vibrational Modes and Slow Heterogeneous Dynamics in Polymers and Viscous Liquids
许多体系，包括聚合物和分子液体，当充分冷却和/或压缩时，固化成无序固体，即，一个杯子。这种转变不是突然的，其特征是微观迁移率逐渐降低，弛豫大大减慢。玻璃形成材料的一个显著方面是微观动力学不均匀性（DH），即，几乎不动的粒子与高动粒子共存的区域。在第一个令人信服的证据表明振动动力学和超低弛豫之间存在强烈的相关性之后，我们提出了一个问题，即振动动力学是否编码了DH的预测信息。在这里，我们回顾我们的研究结果，从分子动力学数值模拟的聚合物和分子玻璃形成者，特别关注的斯托克斯-爱因斯坦扩散和粘度之间的关系，以及相关位移的区域的大小的故障。
2019-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Role of structural relaxations and vibrational excitations in the high-frequency dynamics of liquids and glasses
本文基于理想液体-玻璃相变的模式耦合理论，在微观尺度和太赫兹频率范围内对液体和玻璃中的高频集体动力学进行了理论研究。我们专注于最近调查的问题，从非弹性X射线散射和计算机模拟研究的动态结构因素和纵向和横向电流谱：高频声速的异常色散和低频激发的玻色子峰的性质。将讨论声音模式如何干扰系统中存在的其他低电平模式。因此，我们提供了一个系统的异常声速色散的解释-范围从高温液体到玻璃状态的内部深处-从结构弛豫过程和振动激发的贡献，称为振动振荡峰（AOP）。观察负色散的可能性-波数增加时的声速的{ \em减少}-被认为是由振动动力学的贡献占主导地位时的声速色散。我们还表明，低频激发，观察到的玻璃态的纵向和横向电流谱在相同的共振频率，是AOP的表现。由于横向电流谱中AOP的存在，预测了横向声速也表现出反常色散。这些结果的理论证明了一个模型的Lennard-Jones系统。
2006-05-12 cond-mat.soft
Rheology finds distinct glass and jamming transitions in emulsions
我们研究了具有各种液滴尺寸（1 $μ$ m - 2 $μ$ m直径）的单分散和双分散乳液的流变学。在临界体积分数$ϕ_c$以上，这些系统表现出固体状行为，并且可以检测到屈服应力。先前的实验表明，对于小的热颗粒，流变学将在$ϕ_c = ϕ_g =0.58$处看到玻璃化转变;对于大的无热系统，流变学将在$ϕ_c = ϕ_J =0.64$处看到堵塞转变。然而，模拟指出，在热和非热制度的交叉，玻璃和干扰转变都可以在同一个样品中观察到。在这里，我们进行了一个实验，通过剪切四个水包油乳液与流变仪。我们观察到玻璃和堵塞过渡为我们的较小直径的液滴，只有堵塞过渡为我们的较大直径的液滴。双分散样品的行为类似于小液滴样品，观察到两个转变。我们的流变学数据与Herschel-Bulkley模型和三组分模型都很好地拟合。基于拟合参数，我们的原始流变数据不会崩溃到主曲线上。我们的结果表明，分散体中的液固转变可能并不普遍，而是取决于颗粒类型。
2020-11-24 cond-mat.soft
Predicting plasticity with soft vibrational modes: from dislocations to glasses
我们表明，准本地化的振动频谱中的低频模式可以用来构建软点，或容易重排的区域，作为一个通用的工具，用于识别固体中的流动缺陷。我们发现，软点不仅编码空间信息，通过它们的位置，而且方向信息，通过董事在每个软点内的粒子。具有孤立位错的单晶表现出低频声子模式，这些声子模式定位在核心，并且它们的偏振模式预测了原子在基本位错滑移过程中的运动。即使在多晶和无序固体中，我们发现与软点中的粒子相关的指向矢与重排中的粒子位移方向高度相关。
2014-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interpretation of the vibrational spectra of glassy polymers using coarse-grained simulations
基于经典的Kremer-Grest珠-弹簧模型，对聚合物玻璃的结构和振动态密度（VDOS）进行了数值模拟。我们专注于链长和弯曲刚度的作用，后者被设置通过施加沿链骨架的三体角电位。在增加链长度和弯曲刚度时，结构重组导致材料的体积膨胀和内部应力的积累。的VDOS有两个主要的频带：一个对应于链间和链内的非键合相互作用和一个高频主要对应于构成骨架链骨架的键合珠的振动的低频频带。随着角势陡度的增加，与链弯曲相关的振动模式逐渐从低频向高频带移动。这种模式的重新分布反映在增加链刚度时所谓的玻色子峰的减少中。值得注意的是，更精细的结构和高频带的峰值，以及它们随刚度的变化，可以解释，短链，使用模型三原子分子的解析解。对于较长的链，与链刚度的VDOS的定性演变是相似的，虽然短链观察到的明显的峰变得越来越平滑。我们的研究结果可以用来指导一个系统的方法来解释布里渊和拉曼散射光谱的玻璃态聚合物在未来的工作中，与聚合物加工诊断的应用。
2018-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Universal Spectrum of Normal Modes in Low-Temperature Glasses: an Exact Solution
我们报告的振动频谱的最简单的模型的干扰，软感知器的分析研究。我们确定两个不同的类的软模式。第一类模态与均衡性有关，只出现在干扰转捩附近。相反，第二种模式存在于玻璃相中的任何地方，并且与势能景观的层次结构有关。我们的研究结果突出了无序系统的正常模式的频谱的普遍性，并打开了一个详细的分析理解的低温玻璃的振动光谱的方式。
2015-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A simple random matrix model for the vibrational spectrum of jammed packings
为了更好地理解结构玻璃中令人惊讶的低频振动模式，我们研究了稀疏随机矩阵的大集合的光谱，其中无序由键重分布和网络协调控制。我们发现$D(ω)$有三个制度：一个非常低的频率制度，可以预测分析使用极值统计，准本地化模式的中间制度，和高原与$D(ω) \sim ω^0$。在键重均匀的特殊情况下，中间状态显示$D(ω) \sim ω^4$，与网络协调和系统大小无关，正如最近在结构玻璃模拟中发现的那样。
2018-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impact of elastic heterogeneity on the propagation of vibrations at finite temperatures in glasses
声波如何在无序固体中传播的某些方面仍然不清楚。最近的研究表明，无序固体的一个特征似乎会影响中尺度的振动激发，即局部弹性不均匀性。声波的传播已被证明是强烈的影响，不均匀的材料的机械特性，添加到标准的非谐耦合，在有限的温度下，达到极其复杂的传输性能。在这里，我们解决这些问题的情况下，一个简单的原子玻璃形成，分子动力学计算机模拟。特别是，我们专注于横向分量的振动激励的动态结构因素，并在扩展的频率范围内的声音色散和衰减的温度依赖性的特征。我们提供了一个完整的图片如何弹性异质性确定运输的振动激发，也基于直接比较的数值数据与预测的非均匀弹性理论。
2019-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Quasi-localized vibrational modes, Boson peak and sound attenuation in model mass-spring networks
本研究提出一种构建无序质量-弹簧网络的算法，通过调控局部弹性涨落模拟玻璃的弹性特性，复现了其振动特征与稳定度的关联，为研究玻璃振动异常提供新方法。
2023-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Boson peak, elasticity, and glass transition temperature in polymer glasses: Effects of the rigidity of chain bending
超低频振动谱（玻色子峰）和非仿射弹性响应是玻璃最重要的特性。在这里，聚合物玻璃的振动和机械性能的检查，通过使用粗粒度的分子动力学模拟，特别注意的聚合物链的弯曲刚度的影响。随着刚性的增加，系统在较高的温度下（在恒定压力下）经历玻璃化转变，这降低了玻璃相的密度。的弹性模量，这是由密度的降低和刚度的增加控制，显示出非单调依赖于刚性的聚合物链，所产生的非仿射分量。此外，在振动态密度中观察到明显的玻色子峰，其取决于宏观剪切模量$G$。具体地，玻色子峰值频率被缩放为$ω_\mathrm{BP} \propto \sqrt{G}$。这些结果提供了玻色子峰，剪切弹性，和玻璃化转变温度之间的正相关性。
2019-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Charged drop impinging on particles dispersed over a metallic plate: A method of particle cleaning
本文提出利用针-板电极产生带电液滴以清洁金属板表面颗粒，并通过高速成像揭示电势、颗粒性质及静电力对液滴撞击、铺展和颗粒去除的影响。
2024-06-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Using the Sub-Glass Transition Vibrational Dynamics to Predict Protein Stability in the Solid State: Fact or Fiction?
与亚玻璃化转变温度（$T_{\text{g},β}$）相关的$β$ -弛豫归因于在低于初级玻璃化转变温度（$T_{gα}$）时可能发生的快速、局部分子运动。尽管$T_{\text{g},β}$在远低于储存温度下被观察到，但是已经假设与$β$ -松弛相关的运动影响固态的蛋白质稳定性，并且因此可能影响例如用于吸入或重构和注射的蛋白质粉末的质量。然而，迄今为止，在文献中没有回答以下问题的全面解释：蛋白质在储存期间的稳定性如何受到$β$ -松弛的影响？在这里，我们将势能面（PES）的形状与我们自己的（储存）稳定性研究中获得的数据联系起来，以回答这个问题。对选定的多组分单克隆抗体（mAb）制剂进行了52周稳定性研究。使用太赫兹时域光谱（THz-TDS）和动态力学分析（DMA）探测制剂的固态动力学。
2019-11-05 cond-mat.soft physics.bio-ph
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
Harvesting vibrational energy with liquid-bridged electrodes: thermodynamics in mechanically and electrically driven RC-circuits
我们从理论上研究了一对由（变形）液滴桥接的振动平行电极，这是最近开发的一种微流体装置，以收获振动能量。该装置可以与各种液体一起操作，包括液体金属、电解质以及离子液体。我们数值求解的所有液滴形状的杨拉普拉斯方程在振动期间，从随时间变化的电容如下，作为输入的等效电路模型。我们首先调查两个现有的能量采集器（具有恒定和消失的偏置电位），为此我们解释了一个与其最佳电极间隔相关的开放问题，在这两种情况下，分别尽可能小或尽可能大。然后，我们提出了一个新的引擎与时间相关的偏置电压，与收获的工作和功率可以增加的数量级在低振动频率和高频率的因素2-5，其中频率是比较的反RC时间的电路。
2016-03-14 cond-mat.soft physics.comp-ph
The Boson Peak and Disorder in Hard Sphere Colloidal Systems
玻色子峰被认为是理解玻璃反常热力学性质的关键，特别是在低温下热容的反常峰;它被认为是由于低频振动模式过多和这些系统中结构无序的表现。我们研究了胶体玻璃和（缺陷）晶体的热力学和振动动力学。振动态密度的实验测定使我们能够直接观察到玻色子峰作为低频模式的强烈增强。使用一种新的方法[Zargar等人，物理修订信函110，258301（2013）]为了确定自由能，我们还通过实验确定熵和比热。由此可见，玻色子峰的出现和比热的高值是直接相关的，并且是玻璃所特有的：对于一个非常缺陷的晶体，其无序度仅略小于玻璃，低频态密度和比热都明显小于玻璃。
2014-03-11 cond-mat.soft
Low-frequency vibrations of soft colloidal glasses
我们进行实验的胶体热敏性水凝胶颗粒，其包装分数可以通过改变温度以上的干扰过渡调整的二维包装。通过测量粒子之间的位移相关性，我们提取相应的“影子”系统的振动特性具有相同的配置和相互作用，但其中的粒子的动力学是无阻尼的。振动光谱和模式的性质与零温度理想化球模型预测的和在原子和分子玻璃中发现的非常相似;当系统被压缩到干扰跃迁以上时，在低频处有一个玻色子峰，该峰会向高频移动。
2010-03-16 cond-mat.soft
Revisiting the fragile-to-strong crossover in metallic glass-forming liquids: application to Cu$_x$Zr$_x$Al$_{100-2x}$
这种从脆弱到强大的转变似乎是金属玻璃形成液体的一般特征。本文采用分子动力学模拟研究了Cu $_\text{x}$ Zr $_\text{x}$ Al $_{\text{100-2x}}$合金的剪切粘度、扩散系数和振动态密度的行为。结果表明，随着铝含量的增加，脆强转变温度（T $_\text{fs}$）和玻璃化转变温度（T $_\text{g}$）增加。作为温度的函数的扩散系数的倒数在T $_\text{g}$附近表现出动态交叉，在比几乎所有以前的研究预测的温度低得多的温度。在动力学交叉发生的温度下，由扩散系数的倒数确定，我们发现在低频率下的振动态过剩，类似于强液体的特征的振动态密度降低的明显峰值。最后，剪切粘度作为约化温度的函数（T $_\text{g}$ /T）的行为也表明，除了在T $_\text{g}$附近的脆到强的交叉，另一个动力学交叉附近的过冷制度。
2019-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shock induced aerobreakup of a polymeric droplet
通过空气预热的液滴雾化在各种自然和工业过程中无处不在。牛顿液滴的雾化是一个很好的研究领域;然而，非牛顿液滴尽管经常遇到，但受到的关注较少。通过使不同浓度的聚合物液滴经受运动激波后的诱导气流，我们探索了弹性在调节粘弹性液滴的有氧恢复中的作用。三种不同的模式的aerobreakup确定了广泛的韦伯数（$\sim 10^2-10^4$）和弹性数（$\sim 10^{-4}-10^2$）的变化，这些模式是：振动，剪切诱导夹带和灾难性的崩溃模式。每个模式被描述为一个三阶段的过程。第一阶段是液滴变形，第二阶段是流体动力学不稳定性的出现和发展，第三阶段是液团形态的演变。结果表明，弹性在前两个阶段起的作用不明显，但在最后阶段起主导作用。结果的描述得到了充分的数学分析的支持。
2022-05-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Metastability at the Yield-Stress Transition in Soft Glasses
本文研究了在空间非均匀应力作用下二维周期性软玻璃模型中的固液相变。我们所考虑的模型由在连续相中挤在一起的分散相的液滴组成。当应力的峰值接近材料的屈服应力时，我们发现整个系统间歇性地隧穿到亚稳态的“流化”状态，该状态通过弹性波耗散松弛回到亚稳态的“固体”状态。通过微观位移场的液滴，其时间统计显示出显着的双峰的宏观情况进行了研究。亚稳性根源于在给定的应力范围内存在两个不同的稳定流变分支以及长程相关性（例如，大的动态异质性）在系统中发展。最后，我们表明，一个类似的行为举行的压力驱动流，从而提出了可能的实验测试。
2018-06-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Growth of solid conical structures during multistage drying of sessile poly(ethylene oxide) droplets
在环境条件下蒸发干燥期间，在初始浓度$c_0$的范围内监测平均分子量为100 kDa的聚（环氧乙烷）水溶液的固着液滴。对于具有$c_0 \geq 3%$的所有液滴，在生长阶段期间形成中心锥形结构，其可以是中空的并且比初始液滴高近50%。尽管已经使用预测液滴在生长阶段（L）期间具有恒定表面积的表皮屈曲模型解释了玻璃形成聚合物的表面相似结构的形成。Pauchard和C.阿兰，欧罗巴。信件：2003，62，897-903），我们证明该模型在此不适用，因为表面积显示在所有$c_0$的生长期间增加。我们解释我们的实验数据，使用建议的干燥和沉积过程，包括四个阶段：固定干燥;后退接触线;自助增长，在此期间，液滴被解除后，新鲜沉淀的固体;和后期干燥。我们的模型的其他预测，包括一个标准，预测是否会形成一个锥形结构，比较有利的观察。我们讨论了如何具体的化学和物理性质的PEO，特别是其两亲性，其倾向于形成结晶球晶，而不是在高浓度和其异常的表面张力值MW = 100 kDa的无定形玻璃可能是至关重要的，所观察到的干燥过程。
2010-03-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Non-affine heterogeneities and droplet fluctuations in an equilibrium crystalline solid
我们表明，使用分子动力学模拟，一个二维的Lennard-Jones固体受到液滴波动的特点是{ \em非仿射}偏离当地的结晶度。这些液滴中的颗粒的分数随着固体的平均密度的降低而增加，并且接近流体-固相边界附近的总数的$\approx 20$ %。我们监测这些液滴的几何形状，局部状态方程，密度相关性和van Hove函数，并表明这些液滴中的一些是流体状和紧凑的，而一些是玻璃状和弦状的。我们提供的证据表明，这些非仿射异质性应被解释为从附近的液滴波动，亚稳态极小。
2010-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
