Nonlinear acoustic and microwave absorption in glasses
本文提出了介质玻璃和金属玻璃中声波和电磁波的弱非线性低温弛豫吸收理论。基于二能级隧穿系统的模型,我们证明了非线性对吸收的贡献可以非常大。这是在足够低的频率下的情况,其中频率乘以两能级系统的最小弛豫时间远小于1。在电介质玻璃中,最低阶非线性贡献与波的强度成正比。它是负的,并表现出异常的频率和温度依赖性。在金属玻璃中,非线性贡献也是负的,并且它与波的强度的平方根和频率成比例。数值估计表明,预测的非线性贡献可以测量实验。
1997-04-24 cond-mat.dis-nn
Dielectric spectroscopy on aging glasses
在目前的工作中,我们提供了修改的拉伸指数行为的适用性的进一步证据,最近提出的用于描述低于玻璃化温度的老化时间依赖性数据[P.Lunkenheimer等人,物理修订版信函95(2005)055702]。我们分析时间依赖性的介电损耗数据在各种老化的玻璃,包括新的数据Salol和碳酸丙烯酯,使用传统的拉伸指数和新提出的方法。此外,在不同的测量频率,这是预测的基础上的新方法,老化数据的缩放,检查其有效性。
2005-11-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Field-induced structural aging in glasses at ultra low temperatures
在玻璃Mylar和BK 7上的非平衡实验中,我们测量了在mK-温度下临时施加强电场偏置场后的过量介电响应。最近开发的一个模型定性地描述了Mylar [PRL 90,105501,S. Ludwig,P. Nalbach,D. Rosenberg,D. Osheroff],但BK7失败。相比之下,我们对两个样品的结果可以通过包括一个额外的机制来描述所提到的模型与温度无关的衰减时间的过量介电响应。作为这个新的过程超越了“隧道模型”的起源,我们建议偏置场诱导的“隧道态”的结构重排,通过量子力学隧穿衰减。
2003-07-18 cond-mat.dis-nn
Evidence for a Second Order Phase Transition in Glasses at Very Low Temperatures -- A Macroscopic Quantum State of Tunneling Systems
在非常低的温度下的介电测量表明,在具有共晶组成BaO-Al $_2$ O $_3$-SiO $_2$的玻璃中,在5.84 mK下发生相变。低于该温度,10 $μ$ T量级的小磁场引起介电常数的显著变化,尽管玻璃对高于10 mK的高达20 T的场不敏感。实验结果可以解释为一个新阶段的形成,其中许多隧道系统进行相干运动,导致宏观波函数的签名。
1997-12-31 cond-mat.dis-nn
Memory-effect in glasses at low temperatures
非晶态固体在低温下的介电常数由隧穿系统的动力学决定,隧穿系统是在准等效电势最小值之间隧穿的小原子群。最近的实验表明,在低于20 mK的温度下,各种玻璃表现出先前施加的电偏置场的记忆。电偏置场的第一次扫描可以准备处于亚稳态的隧穿系统的共振对,其在扫描期间暂时形成。在随后的扫描中,相同的谐振对因此显著地有助于介电常数,导致更高的介电常数。我们调查的动态共振对在偏置场扫描产生的记忆效应的定性解释。
2002-12-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Multi-Welled Tunneling Model for the Magnetic-Field Effect in Ultracold Glasses
在过去的十年中,已经报道了多硅酸盐玻璃在低温下$T$对静态磁场$B$的热和介电响应的令人困惑的观察,并呼吁扩展标准的两能级系统隧穿模型。提出了一种解释,能够捕获在同一时间的$T$ -和$B$ -依赖的比热$C_p$和介电常数$ε$在这些玻璃。这一理论指出,存在异常的多井隧道系统的玻璃-旁边的标准的两个级别的系统-和指示的玻璃,应该实现更大的电磁容增强。
2009-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Nonlinear dielectric response in glasses: restoring forces and avoided spin-glass criticality
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, LIPhy(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,LIPhy);SPEC, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, CEA Saclay(SPEC,法国原子能和替代能源委员会,法国国家科学研究中心,巴黎萨克雷大学,CEA萨克雷)
研究通过构建相互作用自旋模型,揭示玻璃中非线性介电响应的恢复力机制及避免自旋玻璃临界性。
2023-12-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Effect of nuclear quadrupole interactions on the dynamics of two-level systems in glasses
标准隧穿模型描述了非晶固体在温度$T<1K$下的热性质,该模型是一个两能级系统的系综,其隧穿振幅和非对称能量均具有几何上的均匀分布。特别是,这种分布解释了可观察到的对数温度依赖性的介电常数。然而,实验已经表明,在超低温下,$T<5mK$这种温度行为被破坏,并且介电常数变得与温度无关(平台效应)。在这封信中,我们建议利用核四极相互作用对隧穿的影响来解释这种行为。我们表明,低于相应的温度的核四极相互作用的特征能量的有效隧穿振幅减少了一个小的重叠因子的核四极基态在左,右势阱的隧穿系统。正是这种减少解释了平台效应。我们预测,应用一个足够大的磁场$B>10T$应该恢复对数依赖性,因为抑制核四极相互作用。
2005-12-15 cond-mat.dis-nn
Direct link between boson-peak modes and dielectric $α$-relaxation in glasses
我们计算的介电响应的玻璃开始从微观系统浴哈密顿的Zwanzig-Caldeira-Leggett型,并使用从动力学理论的记忆功能在所得的广义Langevin方程中的一个anasterian。由此产生的框架需要的振动态密度(DOS)的知识作为输入,我们从数值评估的边缘稳定的谐波无序晶格,具有较强的玻色子峰(超过德拜$\simω_{p}^{2}$法的软模式过剩)。基于此计算的介电函数与实验数据相比,甘油在$T\lesssim T_{g}$的范例情况下。良好的协议被发现的反应(实部)的响应和$α$ -松弛峰的虚部,与早期的理论方法,特别是在反应模量的显着改善。在$α$峰的低频侧,拟合支持在消失的本征频率处存在$\sim ω_{p}^{4}$模式,如最近在[Phys.Rev.Lett. 117,035501(2016)]。我们的框架恢复了$α$ -翼不对称性和拉伸指数行为,这表明这些特征在很大程度上是由DOS中的软玻色子峰模引起的。
2017-02-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Secondary relaxation in the terahertz range in 2-adamantanone from theory and experiments
我们应用最近开发的广义朗之万方程(GLE)的方法,液体和玻璃的介电响应链接的振动态密度(VDOS)的模型取向玻璃(OG)的介电响应。的介电函数计算的基础上的GLE,与VDOS在实验和模拟中获得的输入,与实验数据相比,在各种温度下的2-adamantanone的范例情况下。记忆函数与VDOS的积分乘以光谱耦合函数$γ(ω_p)$有关,光谱耦合函数表示不同本征频率下分子自由度之间的动力学耦合程度。相对于以前的经验拟合,GLE为基础的拟合揭示了一个更广泛的温度范围内的二次松弛是活跃的。此外,理论分析提供了一个明确的证据,二次弛豫被定位在太赫兹($0.5-1$太赫兹)范围内的本征频率,因此不太远的低能量模式参与$α$弛豫。在相同的太赫兹区域中,相同的材料显示出可能与二次弛豫有关的低能光学模式的拥挤。
2020-03-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Relationship between the boson peak and first sharp diffraction peak in glasses
基于非均匀弹性理论分析多种玻璃,揭示玻色峰由FSDP确定的弹性非均匀单元尺寸与弹性模量涨落共同控制。
2025-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Structural Origin of Boson Peak in Glasses
玻色子峰是太赫兹波段的低能激发,是无序系统最独特的特征之一,与玻璃材料的许多反常性质有关。玻色子峰的性质和结构起源仍然难以捉摸,并且已经争论了半个多世纪,主要是由于缺乏对动力学现象的实时和真实空间实验见解。在这项工作中,我们采用飞秒MeV超快电子衍射实时表征金属玻璃的原子动力学。实验揭示了集体原子振荡,呈现在弹性电子散射和原子对分布函数,玻色子峰值频率范围内的1.0-1.8太赫兹在互惠和真实空间。发现振荡频率与原子间距离成反比关系,相应的波速度实验证实了玻色子峰的横声波性质。观察到的太赫兹声振动和相干电子散射之间的强相关性提供了令人信服的证据,玻色子峰起源于无序系统中结构有序原子的集体横向振动模式。
2021-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
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
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