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力学所等找到玻璃玻色峰的偏向序

文章泉源:力学研讨所   公布工夫:2019-01-10  【字号:     】  

  有序晶体的原子振动可形貌为一系列格波,而声子则是这些格波的能量量子化。在太赫兹(THz)低频段,格波可类似为一连介质弹性波,其振动能级态密度反比于频率的平方,屈从经典的德拜模子。但是,对付全部的无序玻璃态固体,它们的低频振动总是偏离德拜模子预测而呈现态密渡过剩,构成变态的“玻色峰(Boson peak)”征象。作为玻璃本征特性之一,玻色峰的物理素质在凝结态物理范畴不停存在很大争议,而廓清这一争议的要害在于找到玻色振动变态与玻璃无序布局的定量干系。近期,2018注册免费送白菜_可靠平台力学研讨所与美国约翰霍普金斯大学、英国剑桥大学互助在这一方面获得新希望。

  研讨职员以典范CuZr金属玻璃体系作为狭义无序玻璃态固体模子,基于分子动力学模仿和短步伐布局统计剖析,找到了控制玻色峰强度与特性频率的微观布局参量:偏向序(Orientational order)。起首,经过Voronoi多面体支解观察了体系内全部振动原子所处的差别短步伐情况。紧接着,经过盘算各原子的速率自相干函数,失掉处于差别局域情况原子的振静态密度以及玻色峰。研讨发明,全部原子都到场了玻色峰振动,证明了玻色峰的声子素质。但是,处于差别局域振动情况的原子对付体系玻色峰的孝敬纷歧样。为此,经过界说一个新的物理量:偏向振动均方位移,观察了原子振动的各向异性。结果评释,原子低频振动总是偏向于从原子中央到其所处Voronoi多面体的最远极点。这个布局矢量被界说为玻色峰的偏向序:玻色峰的强度与偏向序的模长呈线性正相干,而偏向序的空间漫衍出现了玻色峰的准局域振动特性,并决议了玻色峰的特性频率。末了,上述发明还失掉别的11种玻璃体系的遍及验证,评释了玻色峰偏向序的普适性。

  克日,该研讨结果以Structural Parameter of Orientational Order to Predict the Boson Vibrational Anomaly in Glasses 为题,颁发于Physical Review Letters(《物理批评快报》)。力学所2015级硕士研讨生杨杰为该论文第一作者,研讨员蒋敏强、王云江为通讯作者。该项研讨事情失掉国度良好青年迷信基金、国度天然迷信基金庞大项目、澳门送彩金网站青促会等赞助。

  论文链接

    图:玻璃“玻色峰”的偏向序。此中,原子(赤色圆圈)的大小代表了玻色峰强度,玄色箭头的长度代表了偏向序的模长。偏向序的空间漫衍出现了玻色峰的准局域振动特性。




(责任编辑:叶瑞优)

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