지속적 동질성으로 특성화된 비정질 고체의 계층 구조

이 기사는 다양한 비정질 고체의 계층 구조를 추출하는 위상학적 방법을 제안합니다. 이 방법은 다중 규모 데이터의 형태를 포착하기 위한 수학적 도구인 지속성 도표(PD)를 기반으로 합니다. PD의 입력은 원자 구성에 의해 주어지고, 출력은 2D 히스토그램으로 표현됩니다. 그런 다음, PD의 곡선 및 섬과 같은 특정 분포가 원자 구성의 의미 있는 형태 특성을 식별합니다. 이 방법은 다양한 무질서 시스템에 적용될 수 있지만, 여기서는 실리카 유리, 렌나드-존스 시스템 및 Cu-Zr 금속 유리에 대해 연속 랜덤 네트워크 및 랜덤 포장 구조의 표준 예로 적용됩니다. 실리카 유리에서 이 방법은 원자 고리를 단거리 및 중거리 순서로 분류하고 그들 사이의 계층적 고리 구조를 드러냈습니다. 이러한 세부적인 기하학적 특성은 첫 번째 날카로운 회절 피크의 실제 공간 기원을 명확히 하고 PD가 탄성 반응에 대한 정보를 포함한다는 것을 나타냈습니다. 렌나드-존스 시스템과 Cu-Zr 금속 유리에서도 PD를 사용하여 원자 구성의 계층 구조가 유사한 방식으로 도출되었지만, 유리 구조와 특성은 실리카 유리와 상당히 다릅니다. 이러한 결과는 PD가 기존 방법보다 비정질 고체에서 더 깊이 있는 기하학적 정보를 추출하는 통합된 방법을 제공한다는 것을 시사합니다.