凝聚态物理 > 无序系统与神经网络
[提交于 2025年8月28日
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标题: 液体和玻璃比热的总能量方法
标题: The total energy approach for calculating the specific heat of liquids and glasses
摘要: 近年来,通过第一性原理分子动力学(MD)模拟计算液体和玻璃体的比热($C$)的进展得到了回顾。 液体和玻璃态具有共同的性质,即没有周期性,原子弛豫在其热力学性质中起着重要作用。 长期以来,这些性质阻碍了为这些状态构建适当的$C$理论。 基于密度泛函理论(DFT)的总能量方法提供了一种通用的方法来计算$C$,而不论材料的状态如何。 然而,除了收敛问题之外,即使基于 DFT 的 MD 模拟也会根据 MD 模拟的设置,对液体和玻璃的热力学性质给出不同的值。 根本的问题是原子弛豫,它影响能量与温度$T$之间的关系。 温度由平衡状态决定,但玻璃有许多亚稳态。 亚稳态在其弛豫时间内是稳定的。 我们遇到了滞后现象的困难问题,这是不可逆性的最深刻后果。 不可逆性甚至发生在准静态过程中。 这是热力学文献中最困难和令人困惑的点。 在这里,通过考虑多时间尺度,在绝热 MD 模拟中给出了对平衡性质和不可逆性的一致处理,该模拟没有摩擦项。 热力学第二定律提供了确定平衡的基本原理。 介绍了总能量方法在实际计算中的基本思想和实用性。
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