Установление общих свойств колебаний в аморфных твердых телах (стеклах) является одной из ключевых проблем в области физики неупорядоченных систем. Ближний порядок аморфных твердых тел напоминает ближний порядок в соответствующих кристаллах, но дальний порядок отсутствует. Беспорядок в расположении атомов существенно влияет на такие макроскопические свойства, как, например, теплопроводность. Температурная зависимость теплопроводности в аморфных и кристаллических телах значительно отличается, и разница может достигать четырех порядков по величине.
При низких температурах низкочастотные длинноволновые акустические фононы являются хорошо определенными возбуждениями, которые переносят тепло в стеклах. Однако микроскопический механизм переноса тепла в стеклах в диапазоне температур выше 20 К до сих пор плохо изучен.
Было показано, что в рассматриваемом диапазоне температур (и частот) длина свободного пробега акустических фононов l становится порядка их длины волны λ. Соответственно, критерий Иоффе-Регеля для фононов нарушается. Расчеты в рамках молекулярной динамики подтвердили существование кроссовера Иоффе-Регеля для некоторых реальных и модельных стекол, а также неупорядоченных решеток.
Для изучения общих закономерностей в колебательных свойствах аморфных твердых тел мы разработали и активно применяем теорию устойчивых случайных матриц, а также методы молекулярной динамики.
- Y.M. Beltukov, V.I. Kozub, D.A. Parshin. Ioffe-Regel criterion and diffusion of vibrations in random lattices. Physical Review B 87, 134203 (2013).
- Y.M. Beltukov, C. Fusco, D.A. Parshin, A. Tanguy. Boson peak and Ioffe-Regel criterion in amorphous siliconlike materials: The effect of bond directionality. Physical Review E 93, 023006 (2016).
- Y.M. Beltukov, D.A. Parshin. Density of states in random lattices with translational invariance. JETP letters 93, 598 (2011).
- YM Beltukov, DA Parshin, VM Giordano, A Tanguy. Propagative and diffusive regimes of acoustic damping in bulk amorphous material. Physical Review E 98, 023005 (2018).
- Y.M. Beltukov. Random matrix theory approach to vibrations near the jamming transition. JETP Letters 101, 345-349 (2015).
Контактное лицо: Бельтюков Ярослав