金属玻璃中粘弹性响应与记忆效应的原子理论
软凝聚态物质
2017-09-19 v1 无序系统与神经网络
材料科学
其他凝聚态物理
统计力学
摘要
从第一性原理推导了金属玻璃粘弹性响应的原子尺度理论，以 Zwanzig-Caldeira-Leggett 系统-浴哈密顿量作为起点，在非仿射线性响应力学变形的框架内。该方法给出广义朗之万方程(GLE)作为材料中原子或离子的平均运动方程，并从中提取非马尔可夫非仿射粘弹性模量。这些模量可使用振动态密度(DOS)作为输入进行评估，其中玻色峰对力学性质起显著作用。为了与二元 ZrCu 合金的实验数据比较，通过该系统的模拟获得了数值 DOS，模拟还借助嵌入原子法(EAM)描述原子间势，从而考虑了电子自由度。研究表明，若 GLE 中的记忆核（非马尔可夫摩擦）取为时间的拉伸指数衰减函数，则该理论能非常好地描述粘弹性 α-弛豫，包括损耗模量中的 α-翼不对称性。这一发现直接意味着原子尺度动力学中存在强记忆效应，并表明 α-弛豫时间与原子保持其先前碰撞历史记忆的特征时间尺度有关。该记忆时间在玻璃转变以下急剧增长。
引用
@article{arxiv.1709.05290,
title = {Atomic theory of viscoelastic response and memory effects in metallic glasses},
author = {Bingyu Cui and Jie Yang and Jichao Qiao and Minqiang Jiang and Lanhong Dai and Yun-Jiang Wang and Alessio Zaccone},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.05290},
year = {2017}
}
备注
Physical Review B, accepted, in press