揭示剪切驱动下偏离平衡态的硅中液体多晶型现象
软凝聚态物质
2020-08-11 v1 统计力学
摘要
利用非平衡分子动力学(NEMD)模拟，我们研究了在 T=1060K 下、涵盖低密度液体(LDL)和高密度液体(HDL)形式的密度范围内受剪切的硅过冷液体的性质。这使我们能够生成 LDL 和 HDL 多晶型物的非平衡稳态，只要施加剪切，它们就保持为其液体形式而稳定。这不同于静止状态下的 LDL 和 HDL 形式，后者在这些条件下是亚稳的，并且在静止时会迅速发生向晶体的转变，即热力学稳定的平衡相。特别地，通过对受剪切液体的结构和能量特征的详细分析，我们确定了产生这两种形式的密度范围以及剪切速率范围。我们还展示了剪切与四面体序之间的竞争如何影响受剪切硅稳态中的两体熵。这些结果开启了利用剪切来稳定静止时亚稳且可展现独特性质的形式的新途径，例如，对硅的实验已表明 HDL 是金属性的、无带隙，而 LDL 是半金属性的、具有赝隙。
引用
@article{arxiv.2007.13917,
title = {Unraveling liquid polymorphism in silicon driven out-of-equilibrium},
author = {Caroline Desgranges and Jerome Delhommelle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.13917},
year = {2020}
}