Strain relaxation by dislocation glide in ZnO/ZnMgO core-shell nanowires
核-壳半导体纳米线中失配应力的塑性弛豫会导致结构缺陷，不利于应用。在ZnO纳米线上制备了Zn{0. 7}Mg{0. 3}O/ZnO量子阱异质结构。应变沿a和c轴的纤锌矿结构是放松通过滑移位错半环从自由表面，在金字塔和棱柱形平面。在势垒中封闭一些半环以适应量子阱堆叠的两个连续界面处的失配。在纳米线芯内也观察到位错：与二维结构相反，芯和壳都可以塑性弛豫。
2012-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Structure Relaxation, Chemistry and Charge Distribution of Dislocation Cores in SrTiO3
利用像差校正扫描透射电子显微镜的显微镜和光谱学技术，我们测定了10°倾斜SrTiO_3双晶中位错核的原子排列、占位、元素分布和电子结构。我们确定有两种不同类型的缺氧位错核心，即，SrO平面终止的Sr 0.82Ti 0.85O 3-x（Ti 3.67+，0.48它们具有相同的Burgers矢量a[100]，但原子排列和化学性质不同。除了氧空位，Sr空位和岩盐状氧化钛重建也被确定在位错核心与TiO 2平面终止。我们的原子尺度研究揭示了单个位错核心的真实原子结构和化学性质，为理解位错和晶界的性质提供了有用的见解。
2017-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation-driven relaxation processes at the conical to helical phase transition in FeGe
在纳米尺度下，自旋拓扑织构的形成对磁性材料的长程序和动力学响应有着重要的影响。我们研究了手征磁体FeGe中锥形到螺旋相变的弛豫机制。通过结合交流磁化率，磁力显微镜测量和微磁模拟，我们演示了如何磁拓扑缺陷的运动，这里的边缘位错，影响当地形成一个稳定的helmagnetic自旋结构。虽然模拟结果表明，刃位错移动的速度约为100米/秒，通过helmagnetic背景，观察到他们的动态干扰的时间尺度上的磁序分钟由于钉扎随机分布的结构缺陷。研究结果证实了位错运动对手性磁体纳米级自旋结构的重大影响，揭示了以前隐藏的影响，形成helmagnetic域和域壁。
2021-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Volume of a dislocation network
我们推导出一个简单的解析线积分表达式的任意互连位错网络的弛豫体积张量。这个量决定了位错对材料的尺寸变化和体积膨胀的贡献大小，并突出了位错作为内部应变源和塑性形变载体的基本双重作用。为了说明该方法的应用，我们计算的弛豫体积的堆垛层错四面体，缺陷通常发生在面心立方金属;体积的一个不寻常的四面体配置形成的（a/2）<111>和<001>位错在体心立方金属;和估计的相对贡献扩展位错的体积弛豫严重辐照钨。
2022-10-12 cond-mat.mtrl-sci
On the importance of constrained atomic relaxations in the Nudged Elastic Band calculations of the Peierls barriers of dislocations
我们表明，直接应用的轻推弹性带（NEB）方法不确定正确的Peierls势垒的1/2<111>螺旋位错BCC金属。虽然这种方法保证了系统的状态（镜像）沿最小能量路径均匀分布，但并不意味着位错位置沿最小能量路径均匀分布，实际上，位错位置在势能极小点附近会聚集，从而导致Peierls势垒斜率和Peierls应力的高估.我们提出了一种修改，其中NEB方法仅适用于少量的自由度，确定位错的位置，而所有其他坐标的原子放松分子静力学在任何原子的研究。这种改进的NEB方法与弛豫给出的Peierls势垒，增加顺利与位错位置和相应的Peierls应力同意以及通过直接应用程序的位错滑移的原子模型中的应力评估。
2011-11-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Fine Oxide Dispersoids Modulate Phonon Drag and Dislocation Relaxation in Dynamically Deformed Superalloys
University of Utah（犹他大学）
研究了CrCoNi基氧化物弥散强化多主元素合金GRX-810在高应变率和高温下的动态强度行为，发现其在常温下动态强度显著高于传统合金，但高温下因热软化导致强度下降。
2026-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Plastic Relaxation without Dislocations in $β$-Ga$_2$O$_3$ Heteroepitaxy: A Structural Peculiarity of Ga$_2$O$_3$ Polymorphs
研究β-Ga₂O₃异质外延的无位错塑性弛豫，结合多模拟方法揭示Ga原子重排实现局部α-β相变的机制，为Ga₂O₃多型体结构特性提供新认识。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Shear relaxation behind the shock front in $\langle$110$\rangle$ Molybdenum - From the Atomic Scale to Continuous Dislocation Fields
在这项工作中，我们研究冲击诱导的塑性钼单晶，沿<110>晶体取向的影响。特别是，剪切松弛后面的冲击波阵面进行了定量检查。采用分子动力学（MD）模拟来模拟冲击过程中的变形，然后进行后处理来识别和量化在冲击波阵面后面成核的位错线。位错线上的信息是整体平均内部板坯的模拟盒和不同的实现的MD模拟，从连续的位错场提取使用离散到连续的方法。连续的位错场与MD模拟得到的应力和应变场相关。基于这种分析，我们表明，弹性前体超过剪切应力，在此之后，在一组特定的滑移面上的位错成核，稍微滞后于弹性前。因此，分解剪应力松弛，但主侧应力增加。后者导致在平行于冲击波的平面上的解析剪切应力的增加，导致在平行于冲击波前沿的平面上的位错成核的附加延迟前沿。最后，塑性的两阶段过程导致在平行于冲击波的平面中的各向同性应力状态。利用分子动力学模拟结果计算了特定滑移面上的位错密度和冲击波后的塑性形变，弥补了原子尺度和连续介质之间信息的不足。
2018-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Intermittent dislocation density fluctuations in crystal plasticity from a phase-field crystal model
在二维相场晶体模型中研究了剪切单晶体中位错集体动力学引起的塑性形变。我们发现，间歇性的位错人口数的波动伴随着突发的塑性应变率波动。位错数波动在高频$f$处呈现幂律谱密度$1/f^2$。数量波动的概率分布在低驱动速率下变成双峰，对应于低密度缺陷在不规则时间与高缺陷人口交替的情况。我们提出了一个简单的随机模型的位错反应动力学，是能够捕捉这些统计特性的位错密度波动作为剪切速率的函数。
2014-12-30 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Shapes and velocity relaxation of dislocation avalanches in Au and Nb single crystals
通过对圆柱形微晶的压缩实验，我们捕获了面心立方（FCC）金和体心立方（BCC）铌晶体中位错雪崩的时空速度动力学。在铌中，雪崩峰值速度比在金中低一个数量级以上，具有明显更粗糙的雪崩形状，并且比在金中更慢地松弛到零速度。雪崩动力学（包括平均雪崩形状）可以合理地描述由平均场预测雪崩附近的脱钉过渡的情况下，金，但不是铌。一个详细的分析表明一致的偏差（非平凡指数）从预测的功能形式为金和铌，如果描述的形状函数的速度衰减的指数被视为一个自由参数。虽然雪崩的尺寸统计和相关的标度指数是相似的，这些显着的差异，在位错雪崩动力学证明材料的具体变化，而不是预测的“普遍”的行为。雪崩形状的显着差异进行了讨论的边缘和螺旋位错流动性的操作螺旋臂源。
2018-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Structure, barriers and relaxation mechanisms of kinks in the 90-degree partial dislocation in silicon
用线性比例密度矩阵方法研究了硅中90度部分位错的扭结缺陷。不对称的核心重建起着至关重要的作用，产生至少四个不同的扭结物种以及孤子缺陷。计算了这些实体的能量和迁移势垒，并与实验进行了比较。由于某些低能量扭结，一个特殊的交替核心重建的预测。我们发现，孤子是显着的移动，即使在很低的温度下，并建议他们调解的扭结弛豫动力学。
1996-04-24 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Spin tunneling via dislocations in Mn-12 acetate crystals
我们发现位错是Mn-12晶体中自旋隧穿的主要来源。由位错引起的长程应变产生了广泛的弛豫时间分布，这在许多实验中已经看到。当沿晶体的c轴施加外部磁场时，由于位错引起的磁各向异性轴的局部旋转导致有效的局部横向磁场，其解冻奇隧穿共振。标度律的推导提供了所有共振自旋隧穿的普遍描述。
2001-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
On the quantum and classical scattering times due to charged dislocations in an impure electron gas
本文导出了三维和二维电子气中由于半导体中带电位错散射引起的输运时间和单粒子弛豫时间之比。将结果与由于随机放置的带电杂质引起的相应弛豫时间进行比较。我们发现，在三维和二维电子输运中，该比值都大于电离杂质散射的情况。
2002-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Fluctuation - induced nucleation and dynamics of the kinks on dislocation. Soliton and oscillation regimes in 2D Frenkel-Kontorova model
对二维Frenkel-Kontorova（FK）模型中位错在恒温器中的运动进行了数值模拟，发现了一种不寻常的动力学行为。位错滑移的“扭折”区出现在模型参数的一定范围内，但与通常关于塑性形变条件下位错运动的观点不同，尽管晶格、阻尼和热涨落是离散的，但扭折区类似于sine-Gordon孤子。在足够高的应力和温度下，位错的运动伴随着它的振荡而不是扭结形核。
1999-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Fluctuation depinning of the dislocation kink under the influence of external forces
在McLaughlin-Scott微扰理论的框架内的位错扭结在钉扎电位的运动方程线性化，假设同时影响的交流和直流力。在此基础上，研究了扭结脱钉的概率。详细分析了脱钉概率对直流力和交流力的依赖关系。
2009-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Interatomic potential development for topological insulator Bi1-xSbx and its dislocation by force-following active learning
本研究提出一种结合DFT与GAP框架的力追踪主动学习算法，迭代优化得到Bi₁₋ₓSbₓ位错的原子间势IP5，可准确复现位错弛豫路径并捕捉不同Sb浓度下的材料性质。
2025-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Brittle-to-ductile transition and strain relaxation in Si$_{1-x}$Ge$_x$ linearly graded buffers
研究揭示了Si$_{1-x}$Ge$_x$线性梯度缓冲层在不同温度下的应变松弛机制及脆性-韧性转变行为。
2025-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Dislocations in cubic crystals described by discrete models
本文提出了一个或两个原子的立方晶格中位错的离散模型。这些模型的连续极限是标准的线性各向异性弹性，其主要成分是材料的弹性刚度常数和一个无量纲的周期函数，该函数恢复了晶体的平移不变性并影响位错尺寸。对于这些模型，保守和阻尼的运动方程。在后一种情况下，熵产生和热力学力的计算和服从波动耗散定理的波动项添加。数值模拟显示了GaAs和Si的静态完全螺位错和60个$^\circ$位错。
2008-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Low temperature dynamics and kinetics of dislocation motion in the high-entropy alloy Al$_{0.5}$CoCrCuFeNi
本文通过塑性变形与声学弛豫分析，揭示了高熵合金Al$_{0.5}$CoCrCuFeNi中主导位错缺陷、势垒类型及室温和低温下的热激活运动机制，并基于现代位错理论给出了关键相互作用的定量估计。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Canonical Quantization of Crystal Dislocation and Electron-Dislocation Scattering in an Isotropic Medium
晶体位错控制材料的塑性力学性能，但也影响电学和光学性能。然而，位错的基本和定量的量子力学理论几十年来一直没有被发现。本文通过引入一个新的准粒子“dislon”，给出了各向同性介质中刃位错和螺位错的精确可解的位错量子场论。利用这种方法，从电子自能出发，研究了电子-位错弛豫时间，并将其简化为经典结果。此外，还预言了位错核附近的一种全新的电子能量弗里德尔振荡，这种振荡目前甚至可以在单电子情况下发生。这是第一次在全量子场论水平上研究位错对材料非力学性质的影响。
2016-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Probing the transition from dislocation jamming to pinning by machine learning
位错的集体运动受它们所遇到的障碍物的支配。在纯晶体中，位错形成复杂的结构，因为它们被各向异性的剪切应力场堵塞。另一方面，向晶体引入无序会导致位错钉扎到这些阻碍元素上，从而导致位错-位错和位错-无序相互作用之间的竞争。先前的研究表明，取决于主要的相互作用，机械响应和晶体产量的变化方式。在这里，我们采用三维离散位错动力学模拟与不同密度的完全相干的沉淀物，研究这种相变$-$从堵塞钉扎$-$使用无监督机器学习。通过构建描述符表征不断变化的位错配置在恒定加载过程中，一个混乱的算法被证明是能够区分成两个单独的阶段的系统。这些阶段同意与所观察到的变化，在加载过程中的松弛速率。我们的研究结果也给出了在这两个阶段的位错网络的结构的见解。
2020-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Sheared Solid Materials
本文提出了一个含时的固体材料非线性弹性Ginzburg-Landau模型。我们假设弹性能量密度是由于底层晶格结构的剪切应变和四角应变的周期函数。有了这个新的成分，解方程会产生位错偶极子或滑移的形成。在塑性流动中，高密度位错在大应变下出现，积累并生长成应变局部化的剪切带。除了弹性位移外，我们还引入了局部自由体积{ \it m}。对于非常小的$m$的缺陷结构是亚稳态和长寿命的位错钉扎的Peierls势垒。然而，如果剪切模量随着{ \it m}的增加而降低，则{ \it m}在位错核心周围的积累最终破坏Peierls势，导致应力和自由能的缓慢弛豫（老化）。作为我们的计划的另一个应用程序，我们还研究了位错的形成在两相合金（相干性损失）剪切应变下，位错优先在较软的区域滑动，并被困在界面处。
2004-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Energetics and atomic mechanisms of dislocation nucleation in strained epitaxial layers
本文在二维原子模型中数值研究了具有晶格失配的衬底上应变外延层的失配位错成核和应力弛豫的能量学和原子机制。利用Lennard-Jones型原子间相互作用势和系统的鞍点及跃迁路径搜索方法，研究了不同跃迁路径下从相干态到非相干态的弛豫过程.该方法是基于排斥势最小化和轻推弹性带方法的组合。对于含有单个错配位错的末态，得到了不同错配和原子间相互作用势下的最小能量路径和相应的激活势垒。我们发现，能量势垒强烈降低失配。与连续弹性理论相反，观察到强拉压不对称性。这种不对称性可以理解为对势的排斥分支和吸引分支之间的不对称性的表现，并且发现它敏感地依赖于势的形式。
2003-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Log-normal glide and the formation of misfit dislocation networks in heteroepitaxial ZnS on GaP
本研究利用ECCI和HRXRD定量表征ZnS/GaP异质外延界面失配位错网络，发现位错长度呈对数正态分布，且沿不同方向滑移速度各向异性，揭示位错形核与滑移的激活能正态分布及塑性爆发后钉扎机制。
2024-04-25 cond-mat.mtrl-sci
The line bundle regime and the scale-dependence of continuum dislocation dynamics
Carthage College（卡尔萨奇学院）；School of materials engineering, Purdue University（普渡大学材料工程学院）
本文研究了连续位错动力学中不同分辨率下的位错密度场定义，提出线束闭合关系在粗粒化长度上更准确，而最大熵闭合关系则表现不佳。
2026-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Defect-induced incompatibility of elastic strains: dislocations within the Landau theory of martensitic phase transformations
在无位错马氏体中，弹性应变张量的分量受到圣维南相容性条件的约束，该条件保证了在外部加载期间主体的连续性。然而，在位错材料中，变形张量的塑性部分引入了位移失配，该位移失配通过弹性弛豫来消除。弹性应变，然后不再兼容的意义上的圣维南定律和随后的不兼容张量被证明是成比例的奈位错密度张量的梯度。我们表明，这种不相容性的存在下，产生一个额外的长程贡献的非均匀部分的朗道能量泛函和相应的应力场。本地和远程之间的相互作用的竞争结果在不断变化的序参量（弹性）纹理的挫折。我们展示了如何计算任意各向异性介质中任何位错分布的Peach-Koehler力和应力场，并将其应用于位错密度的福克-普朗克动力学中。这种方法代表了一个自洽的计划，产生的序参量场和连续位错密度的演变。我们说明我们的方法，通过研究位错对显微结构的影响，特别是孪晶畴壁，在Fe-Pd合金进行马氏体相变。
2008-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
New methods derived from energy minimization problems for solving two dimensional discrete dislocation dynamics
位错动力学是一个典型的梯度流问题，大多数的工作都是用常微分方程求解的，即忽略了位错间的相互作用能。我们考虑到相互作用能，并使用它来引入新的方法来加快模拟。采用非奇异应力场论，保证位错间的相互作用能是有限的和可计算的，从而将二维离散位错动力学问题转化为优化问题。在此基础上，可以用共轭梯度法等优化方法求解二维位错动力学的新问题。从能量的角度介绍了位错动力学的几种方法，并通过数值实验对不同的数值方法进行了比较，结果表明，新方法能够加快位错动力学的弛豫过程。这些新方法有助于更快地获得位错的稳定状态，加快位错动力学的模拟。
2022-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Hydrodynamic phase field crystal approach to interfaces, dislocations, and multi-grain networks
我们推导出一个相场晶体模型，耦合的扩散演化的微观结构与宏观速度场的快速动态，明确占弹性激发的松弛。该模型比以前的配方捕捉更好的动态复杂的界面和位错在单晶以及晶界迁移的多晶体中的远程弹性场是适当放松。该模型的特点是扩散系数，非线性地依赖于当地的相位。它在无序相（类液体）和有序相之间诱导更多的局部界面，例如，条纹或晶格。对于条纹，界面动力学被证明是强烈的各向异性。我们还表明，该模型是能够发展的经典PFC在机械平衡。然而，与以前的方法相比，它不限于单晶配置或来自固定参考晶格的小变形。为了展示这种方法的能力，我们考虑几个例子，从机械平衡的单晶中的位错环的湮灭到包括具有不同取向和晶界的晶域的微观结构的松弛。在混合型位错环（即，非剪切或棱柱），长程弹性效应导致环在湮灭事件之前移出平面。
2022-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Strain rate dependency of dislocation plasticity
位错滑移是一种普遍的变形方式，决定着金属的强度。通过离散位错动力学和分子动力学模拟，我们研究了应变率和位错密度的块状铜单晶强度的依赖性，使用192模拟跨越超过10个数量级的应变率和9个数量级的位错密度。基于这些大量的模拟和理论分析，材料强度，位错密度，应变速率和位错迁移率之间的一个新的解析关系提出，这是在目前的模拟以及与实验数据非常吻合。结果表明，材料强度是位错密度的非单调函数，随着位错密度的增加，材料强度呈现出先减小后增大的两种普遍规律。第一个政权是应变率硬化的结果，而第二个政权是由经典的泰勒森林硬化占主导地位。因此，强度普遍显示，作为应变率的函数，在低应变率下的速率无关制度（由森林硬化控制），然后在高应变率下的速率硬化制度（由应变率硬化控制）。所有的结果都可以通过一个缩放函数来捕获。最后，位错流的波动进行了分析的应变率依赖的位错段速度分布。研究发现，涨落受另一个普适标度函数支配，并在与速率无关的极限处发散，表明存在临界行为。目前的分析提供了一个全面的了解如何集体位错运动的内部弹性相互作用的位错之间的竞争，并在一个给定的外部施加的应变率驱动位错通量所需的应力。
2020-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Quantum geometry, localization, and topological bounds of spin fluctuations
Universidad de Chile（智利大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
该研究揭示位错通过增强量子几何控制磁子的局域化与拓扑保护，并拓展拓扑相空间以实现无序诱导拓扑相的过渡。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of local chemical ordering on dislocation activity in multi-principle element alloys: a three-dimensional discrete dislocation dynamics study
多组分合金中强度和延展性的优异组合通常归因于位错与合金中各种溶质原子的相互作用。为了研究这些合金的机械性能的影响，有必要开发一个建模框架，能够量化这些溶质的位错网络的演变的影响。大规模的三维（3D）离散位错动力学（DDD）模拟可以提供访问这样的研究，但迄今为止没有相关的方法，目的是一个完整的代表性的真实合金与任意的化学成分。在这里，我们介绍了一个配方的位错与替代溶质原子在fcc合金中的3D DDD模拟，占溶质强化引起的原子失配以及交叉滑移激活能的波动。使用这个模型，我们表明，各种CrFeCoNi基多主元素合金（MPEA）的化学成分的局部波动导致缓慢的位错运动，频繁的交叉滑移和对齐的位错与溶质聚集功能，解释相关的机械行为和位错活动的实验观察。它还表明，这种行为观察到的某些MPEAs不能通过假设一个完美的固溶体再现。该方法也为进一步研究具有替代溶质的任意面心立方合金的位错塑性提供了基础。
2021-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrasonic investigation of the interaction hydrogen-dislocations in copper crystals
本文给出了在高纯铜晶体中进行气体氢化时的声速和衰减的实验数据。样品在<111>晶体学方向上取向，并在64至97天之间的三个阶段中进行老化。结果表明，氢主要偏聚在位错核心，抑制氢Snoek-Köster弛豫验证在早期时效阶段。尽管如此，在扭结链共振的粘度的贡献提供了由移动的氢在位错核心通过其沿位错线的侧向运动。在氢开始在晶格中冻结的温度下，几何扭结发现其沿着位错线的运动的阻碍逐渐增加，当氢在晶体中完全冻结时变得不动，将位错锚定在短环中。虽然与移动氢相关的粘度被移除，但与几何扭结相关的共振并未完全消除。氢-位错的相互作用可以用位错中的扭结来描述。
2010-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Probing microplasticity in small scale FCC crystals via Dynamic Mechanical Analysis
在小尺度金属系统中，集体位错活动与强度的尺寸效应以及单轴压缩和拉伸下的阶梯状塑性响应相关。屈服和塑性流动在这些样品中往往伴随着多个位错雪崩的出现。位错在屈服前可能是活跃的，但由于检测设备中固有的仪器噪声，它们的活动通常无法辨别。我们应用交流（AC）负载扰动通过动态力学分析（DMA）在准静态单轴压缩实验单晶铜纳米柱直径为500 nm，并计算动态模量在频率0.1，0.3，1，和10 Hz下逐渐更高的静态负载，直到屈服。通过跟踪多个样品中的振荡应力-应变-时间序列的集体方面，我们观察到位错网络响应的一个不断发展的耗散分量，这意味着在全球预屈服制度从弹性行为到位错雪崩的过渡。我们假设，微塑性，这是与位错雪崩和缓慢的粘塑性松弛的组合，是驱动速率和准静态应力的动态模量的依赖性的原因。我们建立了一个连续介观位错动力学模型，计算了应力-应变的频率响应，得到了与实验观测一致的结果。我们的实验和模拟的结果提出了一个途径来辨别和量化相关的位错活动在变形晶体的预屈服制度。
2016-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Bicrystallography-informed Frenkel-Kontorova model for interlayer dislocations in strained 2D heterostructures
针对扭曲双层石墨烯等二维异质结构，利用Smith标准型双晶学框架推导广义层错能的平移对称性，构建了双晶学信息Frenkel-Kontorova模型，以预测任意二维异质结构中应变孤子和界面位错的形成。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of GaN substrate miscut on the XRD quantification of plastic relaxation in InGaN
本研究探究GaN衬底切斜对InGaN塑性弛豫的影响，发现衬底错切方向会调控失配位错分布，引发各向异性应变与层倾斜，且部分弛豫InGaN存在三斜形变，需改进XRD分析以避免误判弛豫状态。
2024-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Direct Visualization of Dislocation Dynamics in Grain Boundary Scars
具有不寻常结构特征的中尺度物体可以在具有新的光学、电子或机械行为的大尺度材料的设计中充当原子的类似物。本文研究了聚苯乙烯颗粒吸附在球形水滴表面形成的微米级球形晶体的结构特征和平衡动力学。足够大的晶体的基态具有有限长度的晶界（疤痕）。我们通过测量单粒子扩散来确定晶体的弹性响应，并量化单个位错关于其平衡位置的波动，确定位错弹性常数。我们观察到快速的位错滑移波动的障碍分离一个本地Peierls最小的下一个和相当弱的约束力的位错，其相关的疤痕。长距离（重整化）位错扩散滑移常数直接从实验数据中提取，并被发现是适度快于单粒子扩散。我们也能够确定的Peierls潜在的参数引起的基础晶格。
2005-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Temperature-activated dislocation avalanches signaling brittle-to-ductile transition in BCC micropillars
School of Mechanics & Engineering Science, Shanghai University（上海大学力学与工程科学学院）；Department of Mechanical & Aerospace Engineering, University of Miami（迈阿密大学机械与航空航天工程系）；School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；Department of Mechanical & Aerospace Engineering, University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校机械与航空航天工程系）
研究通过原位压缩实验和三维位错动力学模拟，揭示了BCC金属在高温下由脆性向韧性转变的机制，发现高温下应力波动表现出自组织临界性。
2026-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Edge dislocations in crystal structures considered as traveling waves of discrete models
从第一性原理出发，计算了二维刃型位错产生深钉扎所需的静应力、保持刃型位错运动所需的较低的动应力、刃型位错的速度和位移矢量分布。我们使用一个简化的离散模型，其远场畸变张量随距离代数衰减，在通常的弹性。在强过阻尼的情况下（包括波动的影响）的位错脱钉的解析描述。一组中心相距较远的$N$平行刃型位错可以在给定的$N=O(L)$下形成，其中$L$是位错间的平均距离除以单个位错的Burgers矢量。在简单的情况下，可以定义和计算极限位错密度。
2003-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Coupling Phase Field Crystal and Field Dislocation Mechanics for a consistent description of dislocation structure and elasticity
本研究针对PFC模型与静态FDM在位错弹性场预测上的差异，提出二者的弱耦合方法，以PFC位错密度场为FDM输入，实现位错结构与弹性的一致性描述并分析相关场的作用。
2024-03-25 cond-mat.mtrl-sci
A data driven approach for cross-slip modelling in continuum dislocation dynamics
交叉滑移是一种热激活过程，通过该过程，螺型位错将其滑移面改变为具有相同Burgers矢量的另一滑移面。该过程发生的速率由Boltzmann型表达式确定，该表达式是螺杆段长度和作用于位错的应力的函数。在连续位错动力学（CDD）中，由于密度的粗粒度表示，丢失了关于螺位错段的长度和位错上的局部应力状态的信息。在这项工作中，提出了一种数据驱动的方法来表征丢失的信息，通过分析离散的位错配置，使交叉滑移建模的CDD框架中的粗晶粒位错密度和应力场。分析表明，螺旋段长度服从指数分布，位错上的应力与CDD中的平均场应力之差的应力波动服从洛仑兹分布。提出了一种新的交叉滑移实施CDD采用螺杆段长度和应力波动统计的方法，并通过比较CDD交叉滑移率与离散位错动力学（DDD）率进行了严格的测试。这种方法已被应用在DDD模拟中使用的三个交叉滑移模型不同，主要是在交叉滑移活化能的函数形式。结果发现，不同的交叉滑移激活能公式产生不同的交叉滑移率，但对机械应力-应变响应和位错密度演变的影响是最小的[001]型加载。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The scattering of phonons by infinitely long quantum dislocations segments and the generation of thermal transport anisotropy in a solid threaded by many parallel dislocations
一个规范的量子化程序被应用到弹性波-声子-与无限长的位错，可以振荡的平衡，直线，配置的相互作用。这种相互作用是通过著名的Peach-Koehler力实现的。对于偏离平衡位置的小位错偏移，量子理论可以求解到耦合常数的所有阶。我们详细研究了位错线的量子激发及其与声子的相互作用。指出了声子风引起的位错上的阻力的后果。我们计算了声子以任意角度入射到位错线上的横截面。热输运的后果进行了探讨，我们比较我们的结果，涉及动态位错，与克莱门斯和Carruthers，涉及静态位错。在我们的例子中，弛豫时间与频率成反比，而不是与频率成正比。因此，由于存在高度取向的位错阵列而在材料上产生的热输运各向异性对每个传播模式的频率以及因此对材料的温度相当敏感。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Phases, Pinning, and Pattern Formation for Driven Dislocation Assemblies
我们发现，驱动位错组装表现出一组动力学阶段非常相似的驱动系统的淬火无序，如超导体中的涡旋，磁畴壁，和电荷密度波材料。这些阶段包括堵塞，波动和动态有序的状态，每个产生不同的位错模式，以及在噪声波动和传输特性的特定功能。我们的工作表明，许多淬火无序的系统进行脱钉过渡建立的结果可以应用到位错系统，为理解位错斑图形成和动力学提供了一种新的方法。
2012-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fluctuations in crystalline plasticity
最近发现HCP材料中位错雪崩的声学特征在尺寸和能量上是长尾的，这表明临界动力学。甚至最近，间歇性塑性响应被发现是通用的微米和纳米尺寸的系统独立于他们的晶体对称性。这些相当显着的发现，在本文中进行的角度在我们的小组最近的研究。我们讨论了塑性波动的物理起源和标度特性，并讨论了它们对晶体对称性、系统尺寸和无序含量的依赖性。一个特别强调的是放在相关的紧急行为，包括位错结构的形成，并对我们的能力，通过合金化回火塑性波动。我们还讨论了“越小越狂野”的尺寸效应，最终在一个矛盾的无裂纹的脆性行为非常小，最初的位错自由晶体。我们发现，不同的流变行为之间的隐含的过渡调节的比例的长度尺度$R=L/l$，其中$L$是系统的大小和$l$是内部长度。我们将这种新的尺寸效应与其他相关现象联系起来，如强度的尺寸依赖性（“越小越强”）和不同硬化机制之间的尺寸诱导切换。纳米科学的技术挑战之一是驯服塑性流动的不稳定性。我们表明，这一任务可以通过生成定制的淬火无序，它允许一个控制微米和纳米尺度的形成，并打开了新的视角，在微观冶金和结构工程的超小承载元件。这些结果不能实现传统的方法，不明确考虑集体位错动力学的随机性。
2021-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Statistical analysis of dislocation cells in uniaxially deformed copper single crystals
晶体材料在塑性形变过程中产生的位错组织对材料的应力-应变性能有很大的影响。高分辨电子背散射衍射（HR-EBSD）新方法为研究位错图样提供了一个新的视角。在这项工作中，铜单晶在单轴压缩变形进行了研究HR-EBSD，X射线线轮廓分析，和透射电子显微镜（TEM）。利用这些方法，在不同的载荷水平下，确定了内部应力，Nye张量和几何必要位错（GND）密度的地图。与复合模型一致，在细胞内部直接观察到长程内应力。此外，从分形分析的GND地图发现，随着平均空间位错密度波动的增加，细胞结构的分形维数降低。结果表明，不同类型的位错的演变可以成功地监测与这种扫描电子显微镜为基础的技术。
2022-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation nucleation in the phase field crystal model
本文利用相场晶体模型研究了二维刃型位错在外加应力场作用下的形核问题。位错偶极子形核下施加的应力，符合伯格斯矢量守恒。相场正确地解释了成核前的弹性储能，以及成核过程中的耗散弛豫。我们表明，晶格不相容性场是一个敏感的诊断的成核事件的位置，和伯格斯矢量和滑移方向的位错，将成核阈值以上。相场能量的直接计算准确地与成核事件相关，如由晶格不相容性场发出的信号。我们表明，一个施密特样的标准关于解决应力在成核网站正确预测的临界成核应力。最后，我们提出了一个三维，体心立方晶格的初步结果。相场允许直接计算位错线和环的晶格不相容张量。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The origin of jerky dislocation motion in high-entropy alloys
单相集中随机合金（包括高熵合金（HEAs））中的位错在滑移期间反复遇到钉扎，导致急动位错运动。虽然溶质-位错相互作用在常规合金中是很好理解的，但在集中的随机合金中单个钉扎点的起源是一个有争议的问题。在这项工作中，我们调查的位错钉扎在CoCrFeMnNi HEA的起源。原位透射电子显微镜研究揭示了波浪形位错线和锯齿状滑移运动下的外部负载，即使没有偏析或集群周围的肖克利部分位错发现。原子模拟再现了急动的位错运动，并将重复的钉扎与佩尔斯摩擦中的局部波动联系起来。我们证明了高的局部佩尔斯摩擦的密度是成比例的位错滑移和位错的流动性所需的临界应力。
2022-08-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Statistical analysis of Discrete Dislocation Dynamics simulations: initial structures, cross-slip and microstructure evolution
本研究利用discrete-to-continuous（D2C）数据挖掘框架定量分析交滑移在拉伸与弛豫过程中对位错微观结构演化的影响，并考察域平均分辨率对位错密度和曲率场的作用。
2023-07-11 cond-mat.mtrl-sci stat.AP
Dislocation density transients and saturation in irradiated zirconium
本研究通过同步辐射X射线衍射和原子模拟揭示了质子辐照Zircaloy-4中位错密度瞬态峰值与饱和现象源于缺陷生成与应力驱动松弛的微结构演化。
2023-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Novel 3D Reciprocal Space Visualization of Strain Relaxation in InSb on GaAs Substrates
提出RSPV三维倒易空间可视化方法以分离倾斜与应变，并通过XRD、ECCI和AFM证明2°偏角GaAs衬底可生长出更低粗糙度、更低TDD的高质量InSb晶体。
2024-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Study of size effects in thin films by means of a crystal plasticity theory based on DiFT
在最近的出版物中，我们推导出了平行刃位错多滑移系统的塑性的介观连续理论，其动机是Yefimov等人（2004 b）提出的单滑移的非局部连续晶体塑性理论。在位错场论（DiFT）中，通过Peach-Koehler相互作用，通过单个和成对位错关联，得到了每个滑移系上总位错密度和几何必要位错密度的输运方程。对相关相互作用的影响表现在背应力的形式，除了外部剪切和自洽的内部应力。本文采用新的连续介质理论研究了具有对称双滑移的单晶薄膜的尺寸效应。分析了两个边值问题：（1）热载荷作用下基片上薄膜的应力松弛问题和（2）约束薄膜中的简单剪切问题。在这些问题中，早期的离散位错模拟表明，尺寸效应是由约束界面附近的位错层产生的。这些边界层取决于滑移方向和施加的载荷，但对膜厚不敏感。我们调查在这两个问题中的控制参数的变化的应力响应。与以前的离散位错模拟的比较进行了讨论。
2007-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Two-temperature continuum model for viscoplasticity in metals based on fluctuation relation
从非平衡热力学出发，提出了一个金属连续塑性模型。特别令人感兴趣的是应用的波动关系，其中包含的热力学第二定律的途中推导的内部状态变量的演化方程。建模本身是完成在一个两个温度的框架，自然出现考虑的热力学系统是由两个弱相互作用的子系统，即。一个动力学振动子系统对应的原子晶格振动和配置子系统的较慢的自由度描述的缺陷在塑性变形金属的运动。当外部驱动时，这两个子系统，与自己的温度相同，失去平衡。一个明显的物理性质，本模型推导时考虑的位错密度，其特征的组态子系统，作为一个状态变量。连续体模型通过所谓的微观力平衡以及更常规的宏观力平衡来容纳有限变形并在无屈服设置中描述塑性形变。虽然这里的理论基本上是有限的面心立方金属建模与一个单一的位错密度作为内部变量，扩展到体心立方金属和建模与两个内部变量的位错密度的两个非重叠类型的简要触及。
2016-03-30 cond-mat.mtrl-sci
The role of dwell hold on the dislocation mechanisms of fatigue in a near alpha titanium alloy
在近α钛合金Ti6242Si中出现在高度错位取向的软/硬晶粒对中的位错结构进行了检查，在疲劳过程中施加和不施加载荷保持（停留）。软晶粒中的位错堆积导致相邻硬晶粒中的内应力，该内应力可以通过在局部Frank-Read源处的位错增殖来松弛，该过程通过在负载保持期间提供松弛时间来辅助。这一过程的速率被认为是由<c + a>锥体交叉滑移和基底连接的形成所控制的。<a>通过双滑移观察到高密度的棱柱堆积，以及在高度错位取向的晶粒对的软晶粒中的刃位错的成核，增加了开裂的可能性。<a>由这种堆积发展的应力集中被认为是更高的停留疲劳（单端堆积）比在低周疲劳（双端）。分析模型表明，在驻留疲劳中，由这种堆积产生的硬晶粒上的最大正应力将接近基底，约2.5度到（0002）。这为钛合金中驻留疲劳裂纹成核合理化的主要假设提供了支持，该假设来自Stroh堆积模型，并详细说明了由甩负荷引起并导致基底小面化的潜在位错现象。
2020-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Stochastically forced dislocation density distribution in plastic deformation
塑性变形金属中位错的动力学演化既受外加载荷的确定性因素控制，又受内应力波动的随机性影响。这种类型的随机位错过程和相关的空间不均匀模式导致观察到的变形结构的随机性。以前的研究已经分析了随机性在这种纹理演化中的作用，但是这些模型都没有考虑系统的整体动态中的随机扰动的有限衰减时间（所有以前的模型假设瞬时松弛是“非物理的”）的影响。本文通过在一类线性和非线性维纳和Ornstein-Uhlenbeck过程的分析中引入Ornstein-Uhlenbeck噪声形式的有色噪声来弥合这一知识差距，这些结构位错动力学可以映射到这类噪声上。通过对相关Fokker-Planck模型的分析，我们的结果表明，线性Wiener过程不受第二时间尺度的影响，但所有非线性过程，包括Wiener型和Ornstein-Uhlenbeck型，都是噪声衰减时间$τ$的函数.预计这些结果将衍生现有的实验观察，并激发新的数值和实验室测试，以进一步了解建模塑性变形样品中确定性和随机效应之间的竞争。
2016-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Grain Boundary Roughening Transitions
我们考虑了由位错阵列组成的小角度晶界的粗糙化，并发现了两个转变，对应于沿着和垂直于晶界的位错的波动。后者有助于大规模的晶体取向的波动，而前者没有。这些转变的转变温度非常不同，后者发生在更高的温度下。这些温度的数量级估计是一致的，最近的实验结果从弹性和X射线测量固体$^4$他。
2009-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
