通过力增强原子精修揭示硅酸盐玻璃的原子结构
材料科学
2020-03-18 v1
摘要
尽管实验能提供玻璃原子结构的一些指纹信息（配位数、对分布函数等），但通常仍需原子尺度模拟来直接获取结构本身（即原子的位置）。一方面，分子动力学（MD）模拟可通过淬火液体来生成结构——但 MD 模拟仍受极高冷却速率的困扰。另一方面，反向蒙特卡洛（RMC）建模绕过了熔体淬火路径——但 RMC 常给出非唯一的玻璃结构。在此，我们采用力增强原子精修（FEAR）方法来克服这些局限并解读钠硅酸盐玻璃的原子结构。我们表明 FEAR 对钠硅酸盐的原子结构提供了前所未有的描述。与 MD 或 RMC 生成的结构相比，FEAR 生成的玻璃结构同时表现出（i）与实验中子衍射数据更好的一致性和（ii）更高的能量稳定性。该结果使我们能够揭示关于钠硅酸盐玻璃原子结构的新见解。具体而言，我们表明钠硅酸盐玻璃表现出比先前 MD 模拟所暗示的更有序的中程有序结构。这些结果为提高准确描述玻璃原子结构的能力铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1910.13996,
title = {Revealing the Atomic Structure of Silicate Glasses by Force-Enhanced Atomic Refinement},
author = {Qi Zhou and Tao Du and Lijie Guo and Morten M. Smedskjaer and Mathieu Bauchy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.13996},
year = {2020}
}