玻璃中的非线性准局域激发 I. 软斑点的真实代表

通过淬火熔体形成的结构玻璃具有一群软准局域激发——常被称为“软斑点”——被认为在各种热力学、输运和力学现象中起关键作用。在狭窄的条件下，准局域激发呈现为振动（正规）模的形式，可通过多维势能的谐波分析轻易获得。然而一般而言，通过谐波分析直接获取准局域模群受到与其他低能激发（例如声子）杂化的阻碍。在本系列论文中，我们重新引入并研究了一类低能准局域模——此处称为非线性准局域激发（NQEs）——的统计力学性质，其通过玻璃势能面的非谐波（非线性）分析定义，且不与其它低能激发杂化。在第一篇论文中，我们回顾了嵌入NQEs微观力学定义的理论框架。我们展示了谐波准局域模如何与其他软激发杂化，而NQEs恰当地代表软斑点且无杂化。我们表明NQEs的能量收敛于最软的、未杂化的谐波准局域模的能量，确立了它们作为结构玻璃中软斑点真实代表的地位。最后，我们对NQEs的力学性质进行统计分析，由此预测了围绕结构玻璃典型固有态的势能垒分布，以及局部应变塑性失稳阈值的分布。