Direct Measurement of Dipoles in Anomalous Elasticity of Amorphous Solids
非晶态固体物理学研究的最新进展表明，机械应变可以通过形成本质上通常为四极的塑性事件来强烈屏蔽。该理论规定，四极子的密度梯度作为紧急偶极子源，导致强屏蔽和机械响应的质的变化，例如在位移场中所看到的。在这封信中，我们首先提供直接测量的偶极场，独立于任何理论假设，其次，我们证明了最近提出的理论的详细协议。这两个目标是通过使用模拟和实验的数据来实现的。最后，我们将展示如何测量的偶极场精确的理论参数，确定的位移场的轮廓。
2021-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Renormalization of elastic quadrupoles in amorphous solids
非晶态固体中的塑性由局部四极不稳定性介导，但是非晶态固体最终失效或熔化的机制是有争议的。在这项工作中，我们认为，这些现象可以在有限温度下的四极缺陷的弹性连续模型问题进行研究。提出了这个问题，并分析了缺陷的集体行为。利用重整化群和场论方法，发现该模型存在一个失稳型的屈服/熔化相变。
2020-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Analytical prediction of logarithmic Rayleigh scattering in amorphous solids from tensorial heterogeneous elasticity with power-law disorder
由于杂质，声波在固体中的阻尼或衰减系数与波矢量成四次方，也称为瑞利散射。在非晶态固体中，瑞利散射可以通过对数因子增强，尽管计算机模拟提供了关于这种增强及其微观起源的相互矛盾的结论。我们提出了一个张量副本场理论推导的基础上的非均匀或波动的弹性（HE），这表明，长程（幂律）的弹性常数的空间相关性，是在非晶态固体的声子的瑞利散射的对数增强的起源。我们还考虑了零空间波动的弹性常数的情况下，和幂律衰减波动的内部应力。同样在这种情况下，对数增强的瑞利散射法律可以从所提出的张量HE框架。
2020-08-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random quench predicts universal properties of amorphous solids
非晶态固体在其力学、结构和响应方面显示出许多普遍的特征。目前的模型假设中尺度弹性性质的异质性，但需要微调，以定量解释振动特性。一个完整的模型应该通过淬火过程的模型，从最初的无结构介质中推导出弹性不均匀性的大小和特征，在淬火过程中，温度迅速降低，固体形成。在这里，我们提出了一个淬火场理论模型，并计算结构，机械和振动观测任意尺寸$d$。这使我们能够将非晶态固体的性质与初始介质的性质以及淬火的性质联系起来。我们表明，以前的平均场结果被我们的分析和统一的空间波动的弹性模量，长程相关的固有状态应力，普遍的振动异常，和本地化模式到一个画面。
2021-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Elasticity, plasticity and screening in amorphous solids: a short review
本文综述了非晶固体中塑性事件如何通过集体诱导类位错偶极子影响其涌现力学性质的新理论，并给出理论与模拟、实验对比的实例。
2023-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Scale-dependent elasticity as a probe of universal heterogeneity in equilibrium amorphous solids
平衡非晶态固体状态--形成，例如通过使大分子流体的组分充分地无规交联-是以颗粒定位长度的普遍分布为特征的非均相状态。接近交联密度控制的连续无定形固化过渡，这种分布服从缩放形式：它有一个单一的峰值，在一个长度尺度发散（随着宽度的分布）的过渡接近。控制非晶态固体宏观弹性剪切变形的模量不依赖于局域化长度的分布。然而，这是自然的预期，在逐渐变短的长度尺度的变形-中尺度变形-的有效模量表现出规模依赖性，软化的变形长度尺度减小。这是因为局部化颗粒的增加部分实际上在变形长度尺度上是液体状的，因此在对弹性响应的贡献方面不太有效。在本文中，局部化长度的分布和尺度相关的弹性剪切模量之间的关系进行了探讨，它是示出，在设置的副本平均场论，有效模量确实表现出尺度相关的软化。通过这种软化，中尺度弹性提供了一个探针的非均匀性的状态，其特征在于本地化长度的分布。特别是，短的长度尺度的弹性形变的响应示出在短的本地化长度的普遍的本地化长度分布的渐近发光。
2023-01-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-linear elasticity, yielding and entropy in amorphous solids
全息对偶已经被证明成功地将物理学中看似无关的问题联系起来。最近，软物质物理学和引力之间有趣的对应关系正在出现，包括非晶态固体流变学、弹性的有效场论和黑洞物理学之间的强烈相似性。然而，理论预测和实验/模拟观测之间的直接比较仍然有限。在这里，我们研究的非线性弹性的非晶材料的力学和热力学性质的剪切响应的影响，使用有效场和引力理论。颗粒物质模型的模拟定性地支持非线性弹性指数，屈服应变/应力和由于剪切引起的熵变之间的预测相关性。我们的方法开辟了一条道路，了解复杂的力学响应的非晶态固体，如剪切软化和剪切硬化的混合效应，并提供了可能性，研究流变学的固体状态和黑洞在一个统一的框架。
2022-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Screening by Plasticity in Amorphous Solids
本文研究非晶固体在振荡载荷下的动态响应，提出弹性场被几何偶极子屏蔽的修正理论，通过精确解和数值模拟验证了与经典弹性理论的显著偏离。
2023-12-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Atomistic Simulations of Elastic and Plastic Properties in Amorphous Silicon
利用分子动力学方法研究了非晶硅的低温力学性能。平均而言，局部化的基本塑性事件和协调缺陷的网站出现相关。对于Tersoff势和SW势，以缺陷为中心的塑性事件倾向于5倍缺陷，而对于改进的Stillinger-Weber势，以3倍缺陷为中心的塑性事件倾向于3倍缺陷。我们还分析了在不同的剪切机制下非晶硅中的非仿射位移场。非仿射位移场局部化时，塑性事件发生，并显示在较高的剪切应变基本剪切带的形成。
2008-06-12 cond-mat.dis-nn
Propagating elastic vibrations dominate thermal conduction in amorphous silicon
非晶态固体中的热原子振动可以通过它们是作为弹性波传播还是由于缺乏原子周期性而不传播来区分。在a-Si中，先前的工作得出结论，非传播波是热传输的主要贡献者，而传播波被限制在小于几个THz的频率，并且被非谐性散射。在这里，我们提出了一个晶格和分子动力学分析的振动a-Si，支持一个定性不同的图片中，传播的弹性波占主导地位的热传导和散射的弹性波动，而不是非谐性。我们明确地证明了频率接近10太赫兹的振动的传播性质，使用触发波计算实验。我们的工作表明，大多数热量是通过在a-Si中传播弹性波进行的，并展示了一条通过操纵弹性波动来实现非晶材料极端热性能的途径。
2017-04-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Failure in Amorphous Solids via a Cavitation Instability
通过自由边界（如裂纹和空隙）的传播对非晶材料动态失效的理解必须超越弹性理论，因为塑性在移动的自由边界附近以一种关键且知之甚少的方式进行干预。在这封信中，我们专注于通过在径向对称应力材料的空化不稳定性的故障，建立自由边界动力学考虑弹性和粘塑性，使用最近提出的非热剪切转变区理论。我们证明了存在（在非晶系统）的快速空化模式伴随着广泛的塑性形变，并讨论了所揭示的物理。
2007-07-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Structure, elastic properties and strength of amorphous and nanocomposite carbon
我们从理论上研究的平衡结构，以及在外部载荷下的响应，特征碳基材料。所考虑的材料包括金刚石、无定形碳（a-C）、"无定形金刚石“和纳米复合无定形碳（na-C）。一个普遍的体积模量与密度曲线是服从我们考虑的所有结构。我们计算了弹性常数对密度的依赖关系。发现a-C的强度随着四倍原子浓度的增加而大致线性地增加，最强a-C样品的最大应力约为金刚石的一半。外载荷作用下的na-C响应与嵌入a-C矩阵的响应基本相同。
2006-11-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Elastic avalanches reveal marginal behaviour in amorphous solids
非晶态固体的机械变形可以描述为由弹性部分组成，其中应力随应变线性增加，直到固体断裂或开始塑性变形的屈服点。然而，已经确定的是，应力与应变的表观线性实际上是一个更复杂行为的代理，具有微观塑性，反映在发散的非线性弹性系数中。一般来说，能源格局的复杂结构预计会引起对小扰动的奇异反应。在非热准静态制度，这种响应表现在一个无标度的塑性活动的形式。根据理论平均场计算（Franz和Spigler，Phys.Rev.E.，2017，95，022139），典型局部最小值附近的相空间几何形状。在这项工作中，我们描述了这种分布的简单模型的玻璃形成系统，我们发现，它的缩放是兼容的平均场预测系统以上的干扰过渡。这些系统表现出边际稳定性，并保持在静止状态的标度关系进行检查，并确认在弹性制度。通过研究系统尺寸和年龄对系统稳定性的影响，我们认为在热力学极限下，系统的边际稳定性是系统性的。
2019-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous low-energy properties in amorphous solids and the interplay of electric and elastic interactions of tunneling two-level systems
与非晶态固体类似的双能级系统决定了非晶态固体的低温特性，并在量子纳米器件中占据主导地位。一般用唯象的标准隧穿模型来描述TLS的性质。然而，从实验发现的这个模型的预测显着偏差表明，需要一个更精确的模型来描述TLS。在这里，我们表明，温度依赖性的声速，介电常数，比热，和热导率，可以解释使用能量依赖的TLS态密度减少在低能量由于TLS-TLS相互作用。这种减少是由TLS-TLS相互作用的强度和随机电位之间的比率决定的，这在具有主导电偶极相互作用的系统中得到增强。
2021-02-23 cond-mat.dis-nn
Instability of Amorphous Oxide Semiconductors via Carrier-Mediated Structural Transition between Disorder and Peroxide State
在非晶氧化物半导体中，占据价带尾态的受激空穴诱导形成亚稳态O $_2^{2-}$过氧化物缺陷。价带尾态至少部分由O-O ppσ* 分子轨道表征，局域空穴介导的晶格不稳定性导致过氧化物缺陷的形成。随着O-O键的形成，ppσ* 态被提升到导带，两个电子相应地被掺杂到电子基态。从O $_2^{2-}$过氧化态到正常无序态的能垒在混合密度泛函理论中被发现是0.97 eV。空穴介导的形成的亚稳定的过氧化物缺陷和它们的亚稳定性被认为是在非晶氧化物半导体中的负偏压和/或光照应力不稳定性的起源。
2011-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Computing Elastic Tensors of Amorphous Materials from First-Principles
针对非晶材料结构无序导致弹性张量计算困难的问题，提出一种基于密度泛函理论且适用于块体与超薄膜的计算方法，通过内部弛豫确保仿射变换，为器件应力分析与可靠性评估开辟新途径。
2024-05-30 cond-mat.dis-nn physics.app-ph
Universal Sound Absorption in Amorphous Solids: A Theory of Elastically Coupled Generic Blocks
众所周知，玻璃在低温下表现出定量的普遍性，其中最引人注目的是超声衰减系数1/Q。在这项工作中，我们开发了一个理论的耦合通用块具有一定的随机性，以表明普遍性的出现基本上是由于弹性块之间的相互作用，无论其微观性质。
2011-08-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Correlations in the shear flow of athermal amorphous solids: A principal component analysis
我们应用主成分分析，一种经常用于图像处理和无监督机器学习的方法，来表征在非晶态固体的稳定剪切流中观察到的颗粒位移。PCA产生的数据的低维表示，并清楚地揭示了弹性（即可逆）和塑性形变的主要特征。我们发现，主PCA在塑性区的主方向对应于软（即零能量）模式的弹性传播，管理的剪切应力的重新分配，由于本地化的塑性事件。这些软模式的投影也对应于在第一非零波矢的位移结构因子的组件，在保守的伊辛自旋系统的热相变的PCA结果密切类似。该研究展示了PCA的能力，以确定相关的对称性破缺的动态非平衡过渡的物理观测。
2019-05-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Vibrational density of states of amorphous solids with long-ranged power-law correlated disorder in elasticity
为了确定无序固体的振动态密度$D(ω)$，推导了基于弹性常数（或等效内应力）的幂律空间相关性的振动激发理论。结果提供了第一个预测的玻色子峰在非晶材料的内部应力（或弹性常数）的空间相关性的幂律形式，通常是在实验系统中的情况下，导致对数增强（瑞利）声子衰减。预测在3D中玻色子峰周围的频率的减少的过量DOS的图中发生$\sim -ω^{2}\lnω$形式的对数校正。此外，该理论提供了在低频区域中的状态密度的标度律，包括3D中的$\simω^{4}$制度，并提供了关于玻色子峰值强度如何取决于弹性常数或内应力波动的幂律衰减的强度的信息。解析表达式也来自纵向激励，其中包括对数校正因子的动态结构因子，并提出了支持理论中使用的假设的数值计算。
2020-11-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Instabilities govern the low-frequency vibrational spectrum of amorphous solids
本研究揭示边界条件诱导的不稳定性是非晶固体低频振动模式幂律标度指数存在争议的核心原因，识别出两类弹性分支并明确其不同的VDoS标度规律，提出两种极限行为，解释了相关实验差异。
2024-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Particle displacements in the elastic deformation of amorphous materials: local fluctuations vs. non-affine field
通过将粒子位移分解为连续的非均匀场和相应的涨落，我们研究了非晶材料形变中的局域无序。我们比较这些领域的常用的非仿射位移在弹性变形的2D Lennard-Jones玻璃。与非仿射场不同，波动是非常局部化的，并且在颗粒直径的量级上表现出小得多（并且与系统尺寸无关）的相关长度，支持局部“缺陷”的概念对此类材料的适用性。我们提出了一个标量“噪声”场来表征波动，作为扩展连续模型的附加场，例如，描述在塑性形变过程中观察到的局部不可逆事件。
2007-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Plastic response of a 2D amorphous solid to quasi-static shear : I - Transverse particle diffusion and phenomenology of dissipative events
我们进行了广泛的模拟的二维LJ玻璃进行准静态剪切变形在T=0。我们分析了非仿射位移的分布在塑性，不可逆事件，弹性，可逆运动的贡献。由此，我们提取有关塑性事件之间的相关性和弹性非仿射噪声的信息。此外，我们发现，非仿射运动本质上是扩散的，具有明显的大小依赖的扩散常数。这些结果，补充密切检查的非仿射切线位移场的演变模式，导致我们提出一个现象学的塑性在这种无定形介质。它可以用小的、随机定位的剪切转变区的弹性加载和不可逆翻转来表示，这些剪切转变区通过它们的四极场弹性耦合。
2007-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Consequences of Disorder on the Stability of Amorphous Solids
采用高精度的数值模拟来突出完美结晶固体与非晶态固体在机械稳定性方面的细微但重要的差异。我们强调剪切模量消失时的应变值与塑性失稳发生时的应变值之间的差异。的屈服应变的温度依赖性计算的两种类型的固体，显示不同的标度律：$γ_{_{Y}}\simeq γ_{_{Y}}^{0}-C_1 T^{1/3}$晶体与$γ_{_{Y}}\simeq γ_{_{Y}}^{0}- C_2 T^{2/3}$非晶态固体。
2015-07-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Residual stress distributions in athermally deformed amorphous solids from atomistic simulations
用原子模拟技术研究了控制非热非晶态固体塑性流动统计特性的局部残余应力分布（失稳阈值）。对于静态配置，分布有一个pseudogap（幂律）的形式与全球收益统计的指数，同意。一旦变形开始，伪间隙区域在小的残余应力下让位于系统尺寸相关的平台，这可以从塑性事件之间的局部残余应力{ \em差异}的统计中理解。结果进一步表明，局部屈服应力在非晶态固体的变化，即使给定的区域不参与塑性活动。
2020-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The Eshelby problem in amorphous solids
本文直接求解非晶固体中的Eshelby问题，考虑屏蔽效应和真实边界条件，发现经典Eshelby解需重大修正，从而更准确地模拟塑性事件后的应力重分布。
2023-09-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Continuum limit of amorphous elastic bodies (III): Three dimensional systems
推广了最近对二维非晶体的数值研究，我们刻画了三维（弱多分散）Lennard-Jones系统中弹性连续极限的逼近。在进行系统的有限尺寸分析（两种不同的淬火协议），我们调查的非仿射位移场下的外部应变，线性响应的外部三角洲力和低频谐波本征模式和它们的密度分布。在两个维度上发现了定性相似的行为。我们证明，经典的弹性描述打破了低于中间长度尺度$ξ$，这在我们的系统中是大约23个分子大小。这个长度表征了非仿射位移场的相关性，外部噪声与源的距离的自平均，并给出了经典本征频率计算的适用性的较低波长范围。我们将本征频率密度的“玻色子峰”（从速度自关联函数获得）追溯到波长小于$ξ$的不均匀性。
2005-05-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Shear hardening in frictionless amorphous solids near the jamming transition
本文通过数值模拟与弹性理论研究深度退火无摩擦堆积体的剪切硬化，揭示键数增加及键取向各向异性、长程关联两个微观起源，补充了阻塞转变的临界普适规律。
2023-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Continuum limit of the vibrational properties of amorphous solids
非晶态固体的低频振动性质和低温热性质与晶态固体有明显的不同。这种情况是违反直觉的，因为任何固体材料都被期望在连续极限中表现为均匀弹性体，其中振动模式是遵循德拜定律的声子。人们提出了许多唯象解释，如弹性不均匀性、软局域振动等。最近，发展了微观平均场论来预言普适的非德拜标度律。考虑到这些理论论点，绝对有必要直接观察非晶态固体低频振动的性质，并确定这种振动所遵循的规律。在这里，我们执行一个非常大规模的振动模式分析的模型非晶态固体。我们发现，平均场论预言的标度律在低频处被破坏，在连续极限处，振动模收敛为遵循德拜标度律的声子模和遵循另一个普适的非德拜标度律的软局域模的混合.
2017-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microstructure dependence of low-temperature elastic properties in amorphous diamond-like carbon films
研究了脉冲激光沉积非晶类金刚石薄膜在0.3 K ~室温范围内的内耗和声速的相对变化。与大多数非晶态固体一样，在低于10 K时，内耗表现出与温度无关的平台。然而，内摩擦平台的值略低于几乎所有非晶态固体的内摩擦所在的普遍的“玻璃态范围”。在我们早期的研究中，在非晶硅和非晶锗的薄膜中也观察到了类似的现象，这种现象可以用低能原子隧穿态的存在来解释。在这项工作中，我们通过将激光能量密度从1.5 J/cm ^2增加到30 J/cm ^2来改变sp^3和sp^2碳原子的浓度。我们的结果表明，内摩擦和声速均与sp^3/sp^2比值呈非单调关系，内摩擦平台值在6 × 10 ^-5和1.1 × 10 ^-4之间变化。我们解释我们的研究结果作为一个可能的竞争之间的原子键合的增加和薄膜中的内部应变的增加，这两者都是重要的，在确定非晶态固体的隧穿态的结果。相比之下，没有显着的依赖性的激光能量密度被发现在剪切模量的薄膜，它在220和250 GPa之间变化。声速的相对变化的温度依赖性，虽然它表现出类似的非单调依赖于激光能量密度的内部摩擦，不同的非晶硅和非晶锗薄膜中发现的，我们解释为具有相同的起源最近观察到的异常行为的声速的纳米晶金刚石薄膜。
2004-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Theory of elastic constants of athermal amorphous solids with internal stresses
本文基于非仿射晶格动力学提出含内应力的无热非晶固体弹性常数微观理论，解析解释内应力如何改变Maxwell刚性判据与剪切模量标度。
2024-08-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Goldstone fluctuations in the amorphous solid state
Goldstone模式的非晶态固体状态，由于随机局域化的粒子自发打破平移对称性，进行了讨论。从一个具有淬火无序的微观模型出发，确定对称性破缺是复制品的相对平移。Goldstone激发，对应于纯剪切变形，构造从长波长失真的序参量。弹性自由能的计算，它表明，戈德斯通波动破坏本地化在两个空间维度，产生一个二维的非晶态固体状态，其特征在于幂律相关性。
2003-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Protocol-dependent shear modulus of amorphous solids
本文研究了零温下非晶态固体对剪切应变的线弹性响应。我们发现，响应的特征在于至少有两个不同的剪切模量。第一个，$μ_{\rm ZFC}$，与一个单一的能量最小值的线性响应。第二，$μ_{\rm FC}$，是有关的采样，通过塑性事件，不同的能量极小的合奏。我们提供的协议，允许一个测量剪切模量的例子。与基于无限空间维度精确解的理论预测一致，发现比率$μ_{\rm FC}/μ_{\rm ZFC}$在堵塞过渡处与压力的平方根成比例地消失。我们的研究结果表明，非晶态固体的特点是一个崎岖的能源景观，无限维的解决方案可以提供有用的见解。
2016-08-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Goldstone-type fluctuations and their implications for the amorphous solid state
在足够高的空间维度中，形成无定形（即随机）固态物质，例如，在大分子流体充分交联时，涉及粒子局部化，以及随之而来的平移的（整体的、连续的）对称性的自发破坏。相应地，国家支持戈德斯通型低能量，长波长的波动，其结构和影响的识别和探索的角度来看，一个适当的副本场论。在这个副本的角度来看，失去的对称性是副本的相对平移;共同的平移保持完整的对称性，反映了非晶态固体状态的统计均匀性。所出现的是一个图片的Goldstone型波动的非晶态固体状态作为剪切变形的弹性介质，以及推导的剪切模量和弹性自由能的状态。这些波动的后果-占主导地位的内部深处的非晶态固体状态-为非晶态固体状态的序参量确定和解释的统计分布的本地化长度，中央诊断的状态的影响。这些序参量波动的相关性也被确定，并显示包含有关进一步诊断的非晶态固体状态，如在本地化特性的统计空间相关性的信息。特别注意的是在两个空间维度的非晶态固体状态的属性，它示出的Goldstone型波动破坏粒子本地化，序参量被驱动到零，幂律序参数相关举行。
2004-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Distinct elastic properties and their origins in glasses and gels
本文通过对比玻璃和凝胶在观测与老化过程中的剪切模量和体积模量变化，揭示二者弹性差异源于结构有序化和界面减少两种自由能最小化机制。
2023-08-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Temperature dependence of fast relaxation processes in amorphous materials
该研究通过含示踪粒子的三维介观弛豫模型，探究玻璃态材料结构弛豫中弹性与热动力学的竞争，发现弛豫模式随温度从快于指数向指数转变，低温宽等待时间分布可表征动力学非均匀性。
2023-08-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microscopic constitutive theory of stress overshoot, yielding, and strain hardening in amorphous materials
University of Milan（米兰大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）
该研究基于非仿射弹性与不可逆多体弛豫耦合，为金属和聚合物玻璃非线性变形建立微观本构理论，解释应力过冲等现象，通过拉伸指数弛豫指数等定量再现多材料实验曲线，建立统一微观框架。
2026-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anelasticity to plasticity transition in a model two-dimensional amorphous solid
本研究探讨了二维模型玻璃中非弹性到塑性的转变，通过有限尺寸效应分析揭示了非弹性作为弹性和塑性间桥梁的本质，并发现非弹性事件局域化而塑性事件亚广延。
2023-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Plastic Response of a 2D Amorphous Solid to Quasi-Static Shear : II - Dynamical Noise and Avalanches in a Mean Field Model
本文根据在前一篇论文[A]中导出的耗散现象学，建立了一个非晶态固体塑性的最小平均场模型。勒梅特角Caroli，arXiv：0705.0823]从广泛的分子模拟。它减少到一个合奏的动力学相同的剪切转换区通过动态噪声相互作用，由于长距离的弹性场引起的区域翻转本身。我们发现，这些成分足以产生翻转雪崩与幂律缩放系统的大小，类似于分子模拟中观察到的。我们进一步表明，雪崩的标度特性敏感地依赖于噪声谱的详细形状。这指出了在这些系统中开发一个现实的粗粒度的弹性描述的重要性。
2007-05-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Absence of molecular mobility on nano-second time scales in amorphous ice phases
利用高分辨中子背散射技术研究了高密度非晶（HDA）、低密度非晶（LDA）和结晶冰Ic对温度变化的弹性和准弹性响应。在结构稳定的温度范围内（HDA> 80 K，LDA> 135 K，Ice Ic < 200 K），Debye-Waller因子和均方位移都是简谐固体。在HDA->LDA（T ~ 100 K）、LDA->Ic（T ~ 150 K）转变以及假设的玻璃化转变（Tg ~ 135 K）期间，在时间尺度t < 4 ns内无法检测到弛豫过程。相干散射（D_2O）结果表明，LDA在T ~ 135 K（即假定的Tg）开始重结晶成冰Ic。在谐波固体的德拜模型的框架中，HDA揭示了所研究的冰相中的最高德拜温度，这与从飞行时间中子散射实验中得出的广义态密度中的最低德拜水平完全一致。在低T下的弹性结果表明，在HDA中存在过量的模式，这不服从玻色统计。
2005-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Elasticity in Classical Glass-formers
非晶态固体在机械应变下易于发生塑性响应。最近的工作表明，在非晶颗粒系统中，这些典型的四极性质的塑性事件可以屏蔽弹性响应。当四极子的密度高时，四极子场的梯度充当紧急偶极源，导致机械响应的定性变化，例如在位移场中所见。在本文中，我们研究了屏蔽在经典的玻璃形成的效果。它们由通过二元力相互作用的点粒子组成。两个逆幂律力和Lennard-Jones相互作用进行检查，它表明，在这两种情况下的弹性响应可以强烈屏蔽，与新的理论。偏离经典弹性理论的程度参数化的建议的新措施，显示有一个功能依赖的能量损失的塑性响应的量。
2022-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Approximate analytical description of the nonaffine response of amorphous solids
模型无序固体的近似方案，提出了导致充分的分析评价下明确考虑原子位移的不均匀性（nonaffinity）的弹性常数。该理论与有心力系统的模拟结果在定量上是一致的，并预言了剪切模量在均衡点处的消失符合线性规律μ ~（z - 2d），其中z是配位数。在均衡点的刚度消失示出的正仿射和负非仿射项的抵消的后果。
2011-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A stability-reversibility map unifies elasticity, plasticity, yielding and jamming in hard sphere glasses
非晶态固体，例如玻璃，对变形具有复杂的响应，在材料设计和应用中具有显著的后果。在这方面，两个相互交织的方面很重要：稳定性和可逆性。一方面，理解玻璃如何由于剪切变形下的塑性增加而变得不稳定是至关重要的;另一方面，响应在多大程度上是可逆的，这意味着一旦扰动被释放，系统能够恢复原始配置的程度。在这里，我们专注于组装的硬球作为非晶态固体，如胶体玻璃和颗粒物质的最简单的模型。我们准备的玻璃态淬火从平衡过冷液体状态，这是通过使用交换蒙特卡罗算法得到的，并对应于一个广泛的结构弛豫时间尺度。我们详尽地映射出它们的稳定性和可逆性下的体积和剪切应变，使用广泛的数值模拟。在体积剪切应变相图上，原始玻璃状态保持固态的区域由剪切屈服线和剪切干扰线界定，剪切屈服线和剪切干扰线在屈服干扰交叉点相遇。该固相可以进一步分为两个亚相：稳定的玻璃相，其中系统完全弹性变形并且是完全可逆的，以及边缘玻璃相，其中它在介观尺度上经历随机塑性形变并且是部分不可逆的。稳定性-可逆性图的细节强烈地取决于玻璃退火的质量。这一研究为理解非晶态固体的弹性、塑性、屈服和堵塞提供了一个统一的框架。
2018-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thawed Matrix method for computing Local Mechanical Properties of Amorphous Solids
提出“解冻矩阵”方法，通过惩罚非仿射位移的外场局域化塑性变形，以表征非晶固体局部屈服应力并更准确地预测塑性重排。
2023-07-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Deformation and flow of amorphous solids: An updated review of mesoscale elastoplastic models
无序固体的变形和流动，如金属玻璃和浓乳液，涉及到粒子的快速局部重排，引起长程变形场。为了描述这些非均质过程，弹塑性模型将材料处理为在弹性行为和塑性松弛之间交替的“介观”块的集合，当它们被加载时。塑性松弛事件以非常各向异性的方式重新分布系统中的应力。我们不仅回顾了这些模型提供的物理洞察力到实际问题，如应变局部化，蠕变和稳态流变学，但也解决了基本问题，他们在屈服点和雪崩的塑料事件的统计临界。此外，我们讨论了与并发平均场方法和相关问题，如晶体的塑性和弹性线的脱钉连接。
2018-07-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Semi-microscopic theory of elasticity near the vulcanization transition
无规交联的大分子在临界交联浓度下经历液体到非晶态固体的相变。这种转变有两个主要的签名：一部分单体的随机本地化和出现的非零静态剪切模量。本文建立了非晶态固体弹性性质的半微观统计力学理论。该理论考虑了淬火无序和热涨落，并允许直接计算由于给定的宏观剪切应变的样品的自由能变化。这导致静态剪切模量的明确确定。在平均场论的水平上，发现（i）剪切模量在转变处从零开始连续增长，并且以经典指数增长，即，具有过量交联密度的三次方，并且，非常令人惊讶的是，（ii）在过渡附近，外部应力不会破坏颗粒的局部化云的球形对称性。
1999-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Avalanches in the athermal quasistatic limit of sheared amorphous solids: an atomistic perspective
本文研究了模型非晶态固体在缓慢非热变形极限下屈服相变的统计性质。塑性流动通过弹性加载的交替阶段发生，其间以集体雪崩的形式出现快速耗散事件。我们调查他们的表征，通过能量与应力下降，并在多个阶段的变形，从而揭示了变化的空间范围的雪崩和程度的应力相关性变形的进展。我们表明，统计的应力和能量下降，只有成为可比的大事件中的稳定流制度。的屈服过渡的临界指数的结果进行了讨论的背景下，以前的研究类似的类型，揭示模型玻璃和制备历史的影响。
2021-05-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the Rigidity of Amorphous Solids
我们对小尺度下的非晶系统的性质了解甚少，在这种情况下，连续的弹性描述失效了。当人们考虑它们的振动和传输特性，或者力在这些固体中传播的方式时，这是显而易见的。关于它们僵硬的微观原因知之甚少。最近，它已经观察到数值的弹性颗粒的组件具有一个临界行为附近的堵塞阈值的压力消失。在过渡处，这样的系统在任何长度尺度上都不表现为连续介质。当这个系统被压缩，缩放观察的弹性模量，配位数，但也为振动模式的密度。在目前的工作中，我们从理论上推导出这些结果，并表明，它们适用于各种系统，如颗粒物质和二氧化硅，但也胶体玻璃。特别是，我们表明：（i）与正常固体相比，这些系统在低频下存在大量过量的振动模式，在玻璃文献中称为“玻色子峰”。相应的模式是非常不同的平面波，和它们的频率是有关的系统协调;（ii）刚性是一个非本地属性的包装几何形状，其特征在于由一个长度尺度，可以是大的。对于弹性颗粒，这个长度发散附近的堵塞过渡;（iii）排斥系统的剪切模量可以比体积模量小得多。我们计算相应的缩放律附近的干扰阈值。最后，我们讨论了这些结果的玻璃化转变，运输，和随机密堆积的几何形状的应用。
2005-12-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Locality and Non-locality in Elasto-plastic Responses of Amorphous Solids
目前许多关于非晶态固体塑性的理论都假定塑性形变是空间局部化的。本文提出了一系列数值试验来检验塑性形变的局部化程度。这些实验增加了对所观察到的弹塑性形变的弹性贡献的去除的严格性。它的结论是，对于我们所有的模拟协议的塑性形变不本地化，和他们的缩放是次广泛的。我们提供了一些措施的大小的塑性形变，所有这些显示子广泛的缩放特征的非平凡指数。我们提供了一些证据表明，次广泛的标度律的标度指数是非普遍的，这取决于无序的程度和系统的参数。然而，了解是什么决定了这些指数，应该对非晶态固体的物理学有相当大的启发。
2009-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
