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Fragile-to-strong transition in liquid silica

Geske, Julian ; Drossel, Barbara ; Vogel, Michael (2016)
Fragile-to-strong transition in liquid silica.
In: AIP Advances, 6 (3)
doi: 10.1063/1.4945445
Artikel, Bibliographie

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Kurzbeschreibung (Abstract)

We investigate anomalies in liquid silica with molecular dynamics simulations and present evidence for a fragile-to-strong transition at around 3100 K-3300 K. To this purpose, we studied the structure and dynamical properties of silica over a wide temperature range, finding four indicators of a fragile-to-strong transition. First, there is a density minimum at around 3000 K and a density maximum at 4700 K. The turning point is at 3400 K. Second, the local structure characterized by the tetrahedral order parameter changes dramatically around 3000 K from a higher-ordered, lower-density phase to a less ordered, higher-density phase. Third, the correlation time τ changes from an Arrhenius behavior below 3300 K to a Vogel-Fulcher-Tammann behavior at higher temperatures. Fourth, the Stokes-Einstein relation holds for temperatures below 3000 K, but is replaced by a fractional relation above this temperature. Furthermore, our data indicate that dynamics become again simple above 5000 K, with Arrhenius behavior and a classical Stokes-Einstein relation.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2016
Autor(en): Geske, Julian ; Drossel, Barbara ; Vogel, Michael
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Fragile-to-strong transition in liquid silica
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 31 März 2016
Ort: New York, NY
Verlag: AIP Publishing
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: AIP Advances
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 6
(Heft-)Nummer: 3
DOI: 10.1063/1.4945445
URL / URN: http://scitation.aip.org/content/aip/journal/adva/6/3/10.106...
Kurzbeschreibung (Abstract):

We investigate anomalies in liquid silica with molecular dynamics simulations and present evidence for a fragile-to-strong transition at around 3100 K-3300 K. To this purpose, we studied the structure and dynamical properties of silica over a wide temperature range, finding four indicators of a fragile-to-strong transition. First, there is a density minimum at around 3000 K and a density maximum at 4700 K. The turning point is at 3400 K. Second, the local structure characterized by the tetrahedral order parameter changes dramatically around 3000 K from a higher-ordered, lower-density phase to a less ordered, higher-density phase. Third, the correlation time τ changes from an Arrhenius behavior below 3300 K to a Vogel-Fulcher-Tammann behavior at higher temperatures. Fourth, the Stokes-Einstein relation holds for temperatures below 3000 K, but is replaced by a fractional relation above this temperature. Furthermore, our data indicate that dynamics become again simple above 5000 K, with Arrhenius behavior and a classical Stokes-Einstein relation.

ID-Nummer: 035131
Zusätzliche Informationen:

A correction has been published: https://doi.org/10.1063/1.4950774

Fachbereich(e)/-gebiet(e): 05 Fachbereich Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Festkörperphysik (2021 umbenannt in Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM))
05 Fachbereich Physik > Institut für Festkörperphysik (2021 umbenannt in Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM)) > Molekulare Dynamik in kondensierter Materie
05 Fachbereich Physik > Institut für Festkörperphysik (2021 umbenannt in Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM)) > Statistische Physik und komplexe Systeme
05 Fachbereich Physik > Institut für Festkörperphysik (2021 umbenannt in Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM)) > Theoretische Festkörperphysik
Hinterlegungsdatum: 02 Nov 2016 14:43
Letzte Änderung: 18 Jun 2024 11:57
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