内应力且位置无序的极小复合体产生类玻璃非声子激发

玻璃不同于其晶体对应物，表现出低频非声子激发，其频率 $\omega$ 遵循普适的 $\mathcal{D}\!\left(\omega\right)\!\sim\!\omega^4$ 态密度。玻璃形成过程产生与力学阻挫交织的位置无序，给理解玻璃态非声子激发的起源带来根本性挑战。本文提出，\emph{极小复合体}——力学阻挫且位置无序的局域结构——体现了产生类玻璃激发所需的最小物理要素。我们研究了力学阻挫和位置无序对孤立极小复合体振动谱的各自影响，并证明边际稳定极小复合体的系综给出 $\mathcal{D}\!\left(\omega\right)\!\sim\!\omega^4$。此外，将单个极小复合体嵌入完美晶格中会出现类玻璃激发。因此，极小复合体提供了一个从第一性原理理解类玻璃激发的概念框架，以及一种将其引入固体的实用计算方法。