受限非晶体系中粘弹性的普适 L^{-3} 有限尺寸效应
软凝聚态物质
2021-03-10 v2 无序系统与神经网络
介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
我们提出一个非晶介质粘弹性理论，其考虑沿三个空间维度之一受限的效应。该框架基于晶格动力学向非晶系统的非仿射推广，即非仿射响应理论。受限引起的尺寸效应通过剪切储能模量 G' 的非仿射部分加以考虑。非仿射贡献写为 k 空间中模式的和。基于对 k 空间模式积分的严格论证，表明在一个空间维度（例如 z 轴）上的受限尺寸 L 导致对模量的非仿射（软化）修正的贡献模式的红外截断，其标度关系为 L^{-3}。在两个垂直维度上有限样品尺寸 D 的修正标度为 \sim (L/D)^4，且在 L \ll D 时可忽略。对于液体，预测 G'\sim L^{-3}，与先前较近似的分析一致；而对于非晶材料，G' \sim G'_{bulk} + \beta L^{-3}。对于液体情形，四个不同的实验系统被表明很好地由 L^{-3} 定律描述。
引用
@article{arxiv.2012.05149,
title = {Universal $L^{-3}$ finite-size effects in the viscoelasticity of confined amorphous systems},
author = {A. E. Phillips and M. Baggioli and T. W. Sirk and K. Trachenko and A. Zaccone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.05149},
year = {2021}
}
备注
Physical Review Materials, accepted, in press