结构玻璃中激发与缺陷的本质

非晶材料中缺陷的本质——类比于晶体中的空位与位错——仍不清楚。本文在一个三维微观玻璃形成体模型中探究其本质，该模型通过改变温度和密度可描述颗粒、胶体、原子和分子玻璃。我们发现所有玻璃均在极为粗糙的势能面上演化，其势垒尺寸呈层级分布，对应于局域与非局域激发。集体激发在关乎颗粒与胶体玻璃的堵塞区占主导。随着逐渐移至描述原子与分子玻璃的更大密度，系统跨入由局域缺陷与相对简单势能面主导的区。我们量化了与这些缺陷相关的能量与温度尺度及其随密度的演化。我们的结果为在广泛物理条件与玻璃材料中系统研究低温物理铺平了道路。