玻璃振动性质的计算模拟
软凝聚态物质
2021-01-06 v1 无序系统与神经网络
摘要
玻璃表现出与晶体（其振动已知为声子）明显不同的振动性质。例如，过剩的低频模（所谓的玻色峰）、振动局域化以及声子的强散射一直是最受讨论的课题，而这些现象的理论理解颇具挑战性。为解决此问题，计算模拟是一种强有力的工具，已被许多先前工作所采用。在本章中，我们描述了研究玻璃（以及任何固态材料）振动性质的模拟方法。我们首先给出一种研究振动本征模的方法。由于粒子的振动运动沿本征模被激发，本征模是描述振动性质的基础。玻璃中的本征模一般为非声子模，其中一些甚至在空间中局域化。接下来我们给出一种分析声子输运的方法，这对于理解振动性质也至关重要。由于声子在玻璃中并非本征模，它们被分解为若干个不同的非声子本征模。结果，玻璃中的声子被强烈散射。此外，我们描述了如何分析弹性响应。玻璃的弹性响应相对于晶体也是反常的。最后，我们简要介绍通过大规模计算模拟所取得的近期进展。
引用
@article{arxiv.2101.01371,
title = {Computational simulations of the vibrational properties of glasses},
author = {Hideyuki Mizuno and Atsushi Ikeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.01371},
year = {2021}
}
备注
53 pages, 14 figures, 1 table, contributed chapter to "Low-Temperature Thermal and Vibrational Properties of Disordered Solids" (A Half-Century of universal "anomalies" of glasses), edited by M.A. Ramos