Doliwa B, Heuer A
Max Planck Institute for Polymer Research, 55128 Mainz, Germany.
Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2003 Mar;67(3 Pt 1):031506. doi: 10.1103/PhysRevE.67.031506. Epub 2003 Mar 26.
We study the relation of the potential energy landscape (PEL) topography to relaxation dynamics of a small model glass former of Lennard-Jones type. The mechanism under investigation is the hopping between superstructures of PEL minima, called metabasins (MBs). Guided by the idea that the mean durations
我们研究了 Lennard-Jones 型小模型玻璃形成体的势能景观(PEL)地形与弛豫动力学之间的关系。正在研究的机制是 PEL 极小值的超结构(称为亚盆地,MBs)之间的跳跃。基于对 MBs 访问的平均持续时间<τ>应反映局部 PEL 结构的想法,我们首先通过 E(app)=d ln<τ>/dβ 关系从动力学中推导出 MBs 的有效深度,其中 β = 1/k(B)T。其次,我们建立了 E(app)与围绕 MBs 的势垒之间的联系。由于崎岖的 PEL,结果表明从 MBs 逃逸不是通过 PEL 极小值之间的单跳发生的,而是对应于复杂的多极小值序列。我们引入了回到 MBs 底部的返回概率的概念,以便判断何时离开了 MBs 的吸引范围。然后可以确定克服的能垒。结果发现这些与从动力学计算得到的有效深度 E(app)非常一致。因此,我们能够将 MB 寿命与其局部结构联系起来。此外,我们可以将整体扩散动力学追溯到 MBs 的占据情况及其局部拓扑结构,即纯粹的热力学和结构量。借助一种新方法识别单个能垒,该方法能准确地沿着两个极小值之间的脊下降。我们分析了极小值之间过渡区域(称为盆地边界)的占据情况。未发现扩散机制在模式耦合温度附近发生变化的迹象。我们讨论了连接两个极小值的一维反应路径对于所研究温度下反应速率计算是否相关的问题。