固体材料由晶体和非晶两大类构成,晶体由于其具有周期性的点阵结构,关于它的研究已经相当成熟。有趣的是,与我们日常生活紧密相连的更多的是非晶固体材料,它不像晶体具有长程有序性。作为另一种固体,非晶固体又称无序固体,不仅存在形式丰富多样,而且性质不同寻常。在过去的几十年,关于其特性的研究一直困扰着凝聚态物理领域,然而距离建立非晶固体完美而自洽的基础理论还很遥远。近年来,人们开始从晶体和非晶固体相互转化的角度理解非晶固体,并且受到大量关注。这些研究包括在晶体演化为非晶固体过程中无序扮演着什么样的角色?调控复杂的无序结构对非晶固体材料特性有何影响?以及,几乎所有的物质在适当的条件下都能形成非晶固体,那么在非晶固体形成过程中无序起什么作用?在第一章的绪论中,我们首先简单介绍了软物质及其突出特点和非晶材料的研究现状,接着重点介绍了玻璃化转变的动力学特征、热力学特征以及一些重要的理论模型。然后从Jamming相图出发,在短程纯排斥小球构成的理想模型中,我们进一步论述了 Jamming转变以及Jammed体系的行为特征。在第二章中,我们简要介绍了振动模的计算与表征,本征振动模分析是帮助理解无序固体的的重要视角。除此以外,还介绍了在模拟中用到的边界条件与用来判断无序固体稳定性的方法。在第三章中,我们研究了几种不同的无序对非晶固体振动特性的影响。基于玻色峰的形成方式,我们在二维三角晶格上分别独立地引入四种不同的可控无序度,得到了玻色峰与横波Ioffe-Regel极限之间的关系,有助于我们更好地理解玻色峰的起因。此外,我们通过比较几种无序组合体系与Jammed体系的振动特性发现,Jammed体系的低频特性主要由局域配位数无序度控制,而中高频主要由格点位置无序度控制。因此,我们的结果表明局域配位数无序和位置无序对大部分无序固体(结构玻璃)的振动特性起决定性的作用。在第四章中,我们探究了非平衡的玻璃形成体系的玻璃形成能力与平衡体系的熔化温度之间的关联。在两种常用的非平衡的玻璃形成体系中,由于粒子的尺寸或硬度的不同,体系中两种粒子感受到不同的熔化温度进而形成熔化温差。首先,我们发现体系的玻璃形成能力与熔化温差之间存在关联。其次,在较宽的压强范围内,通过改变体系粒子尺寸差异、硬度以及组分浓度,关于玻璃形成能力,我们建立了一个更加全面的图像。与此同时,我们的研究揭示了玻璃形成能力对压强和能量的依赖关系,并提出可以通过调控粒子间相互作用来优化玻璃形成能力的方案。在第五章中,我们对本论文内容进行了总结,并对未来的工作做了展望。