结构玻璃化转变理论:教学性综述
摘要
本文以教学方式综述了结构玻璃化转变的随机一阶转变(RFOT)理论。晶体和玻璃态液体中出现的刚性具有相同的根本起源。在这两种情况下,它都对应于平移对称性的破缺;也可以与自旋系统中的冻结相变进行类比。这些看似不同的现象的共同之处是分子场的自发出现,这是一个经典且被充分理解的概念。与周期性结晶的关键区别在于,玻璃态液体的自由能景观是高度简并的,这产生了新的长度和时间尺度,同时使刚性的出现变得渐进。我们避免了结构要达到机械稳定就必须基本唯一的标准概念;相反,我们表明体简并是完全允许的,但不应超过某个值。因此,目前的微观描述以统一的、基于热力学的方式解释了结晶和玻璃化之前的自由能景观机制的出现。本文包含了对经典密度泛函理论和液体理论基础的自成体系的论述,随后在不使用可调参数的情况下,利用这些理论定量估计了玻璃态液体的关键属性,即弛豫势垒、玻璃化转变温度和协同尺寸。然后,这些结果被用于定量讨论许多不同的玻璃态现象,包括:过剩液体熵与弛豫速率之间的内在联系,-弛豫的非阿伦尼乌斯温度依赖性,动态异质性,……(摘要剩余部分见评论。)
引用
@article{arxiv.1511.05998,
title = {Theory of the Structural Glass Transition: A Pedagogical Review},
author = {Vassiliy Lubchenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.05998},
year = {2015}
}
备注
violations of the fluctuation-dissipation theorem, glass ageing and rejuvenation, rheological and mechanical anomalies, super-stable glasses, enhanced crystallisation near the glass transition, the excess heat capacity and phonon scattering at cryogenic temperatures, the Boson peak and plateau in thermal conductivity, and the puzzling midgap electronic states in amorphous chalcogenides