ガラス形成物質における非線形交流比熱の理論: 自由エネルギーランドスケープ描像の適用

摘要

私たちは，振動する温度に対する非線形エネルギー応答 についての理論を提案し，1次・2次の振動項を特徴づける 量として，1次・2次の複素比熱を定義した。 本研究では，この理論を自由エネルギーランドスケープ 描像で記述したガラス形成モデルに通用し，ガラス形成物 質での1次・2次複素比熱の特徴を示した。 （1）温度がガラス転移点以下に低下するにつれて，1次 複素比熱の虚部のピークは広がり，ピークを示す振 動数は低振動数側にシフトする （2）2次の振動項で定義された2次複素比熱は，ガラス転 移点で温度依存性が変化し，Vogel-Fulcher温度で発 散する項をもつ。この発散の振る舞いは，スピング ラス系での非線形磁化率の発散と類似したものであ る。 この解説では，自由ェネルギーランドスケープ描像を簡 単に紹介し，1次・2次の複素比熱の特徴について説明する。%A theory for the nonlinear energy response to the oscillating tempearature is developed and the nonlinear ac specific heat is defined. The theory is applied to the glass forming model with the free energy landscape picture and the characteristics of the linear and nonlinear ac specific heats in the glass forming matefials are shown: (1) The width of the imaginary part of the 1st order ac specific heat broaden and the frequency at the peak of the imaginary part shifts to the low frequency region as the temperature decreases below the glass transition point. (2) The nonlinear ac specific heat, which is defined from the nonlinear energy response to the oscillating temperature, shows the anomally at the glass transition point and diverges at the Vogel-Fulcher temperature in the glass forming model. This divergence behavior is similar to that of the nonlinear magnetic susceptibility of the spin glasses. In this paper, the free energy landscape picture is briefly introduced and the characteristics of the linear and nonlinear ac specific heats are explained.