硅酸钠玻璃表面的结构与振动性质
无序系统与神经网络
2020-10-28 v1 材料科学
统计力学
摘要
利用分子动力学模拟，我们研究了硅酸钠玻璃表面的结构和振动性质对钠含量以及表面性质的依赖关系。考虑了两类玻璃表面：熔融形成表面（MS），即具有自由表面的液体冷却至玻璃相而成；以及断裂表面（FS），通过对玻璃样品施加拉伸载荷获得。我们发现，与FS和块体玻璃相比，MS富含Na和非桥氧 atoms，而FS比MS具有更高浓度的结构缺陷，如二元环和欠配位Si。我们将这些结构差异归因于玻璃的制备历史以及Na离子的迁移率。还发现，对于贫Na体系，组成和局域原子电荷密度的涨落随距表面距离以幂律衰减，而富Na体系呈现指数衰减，典型衰减长度为~\AA。振动态密度表明，表面的存在导致系统特征频率降低。二元环在~cm处产生一个明显的谱带，与实验观测吻合良好。
引用
@article{arxiv.2006.14791,
title = {Structure and vibrational properties of sodium silicate glass surfaces},
author = {Zhen Zhang and Simona Ispas and Walter Kob},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.14791},
year = {2020}
}