Numéro
J. Phys. France
Volume 43, Numéro 9, septembre 1982
Page(s) 1389 - 1396
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:019820043090138900
J. Phys. France 43, 1389-1396 (1982)
DOI: 10.1051/jphys:019820043090138900

The geometrical nature of disorder and its elementary excitations

M. Kléman

Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud, Bât. 510, 91405 Orsay, France


Abstract
We propose, on the basis of a geometrical analysis of frustating short-range order (in the line of references [2], and [3]), a model in which an amorphous body is made of two conjugated Frank networks, one of cylindrical domains, the other one of disclinations. A similar model could apply to the spin system of amorphous magnets, to the disordered blue phase of cholesterics and, in a dynamic version, to liquids. Consequences concerning the phonon elementary excitations are discussed, like the Bragg-like behaviour at k = π/ d, the rotons modes, and the low energy localized modes invoked in the heat capacity low temperature behaviour.


Résumé
En s'appuyant sur une analyse géométrique d'un ordre à courte distance frustrant, on propose un modèle de corps amorphe composé de deux réseaux de Frank conjugués, l'un formé de disinclinaisons (dans la ligne des références [2] et [3]), l'autre de domaines cylindriques. Ce modèle peut s'étendre au système de spin des amorphes magnétiques, à la phase bleue désordonnée des cholestériques et, dans sa version dynamique, aux liquides. On discute des conséquences du modèle sur le spectre des vibrations atomiques élémentaires : on explique ainsi le comportement du type Bragg pour k = π/d, les modes de rotons, l'existence de modes localisés de basse énergie conduisant aux lois connues relatives à la chaleur spécifique à très basse température.

PACS
6143 - Disordered solids.
6350 - Vibrational states in disordered systems.

Key words
disclinations -- domains -- noncrystalline state structure -- rotors -- short range order -- vibrational states in disordered systems