Phononic perspective of anisotropic friction: Universal laws from the frictional phonon spectrum

声子 各向异性 透视图(图形) 光谱(功能分析) 经典力学 物理 法学 材料科学 凝聚态物理 数学 几何学 政治学 量子力学
作者
Yi Tao,Chengdong Sun,Shuyu Huang,Yun Dong,Yajing Kan,Zhiyong Wei,Yan Zhang,Zhonghua Ni,Yunfei Chen
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:111 (5): 055506-055506 被引量:3
标识
DOI:10.1103/physreve.111.055506
摘要

Friction, defined as the resistance to relative motion between two contacting objects, has historically been regarded as a consequence of mechanical energy dissipation. However, the precise mechanism by which it operates in the context of phonon excitation has not been fully elucidated. In this study, we present a theoretical framework based on the atomistic Green's function method that connects friction-excited phonons to the resulting friction force. Our analysis reveals that phonons are primarily excited at bi-washboard frequencies and their harmonics when relative motion occurs in arbitrary directions. The theoretical predictions are validated through detailed molecular dynamics simulations and further supported by experimental evidence. A key finding of our work is the identification of a spectral function that links the normalized number densities of friction-excited phonons to their frequencies. This relationship is intrinsic to the friction system and remains independent of specific factors such as sliding velocity or direction. Our discovery enables a quantitative explanation of anisotropic friction, nonmonotonic velocity dependence of friction, and fluctuations in friction, all without relying on additional assumptions. By resolving the spectral characteristics of phonon excitations, this study provides systematic insights into the fundamental nature of friction.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
田様应助ww采纳,获得10
1秒前
Jason发布了新的文献求助10
1秒前
领导范儿应助浪烨采纳,获得10
2秒前
2秒前
我是老大应助成就的安阳采纳,获得10
2秒前
斯文败类应助xmyyy采纳,获得10
3秒前
3秒前
蘭玉犹在完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
6秒前
123123完成签到,获得积分10
6秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
认真飞瑶发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
JUSTDOIT发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
SU完成签到,获得积分10
9秒前
丘比特应助李健课题组采纳,获得10
10秒前
砥砺前行完成签到 ,获得积分10
10秒前
春亦晚完成签到,获得积分10
10秒前
DA发布了新的文献求助10
10秒前
其7完成签到,获得积分10
11秒前
初贵本完成签到 ,获得积分20
12秒前
香蕉觅云应助RickT采纳,获得10
12秒前
13秒前
无聊的汲完成签到 ,获得积分10
13秒前
情怀应助Lee采纳,获得10
13秒前
我是老大应助JUSTDOIT采纳,获得10
13秒前
Amiliy完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
CHENG_2025完成签到,获得积分10
13秒前
jjjj应助苏黎世采纳,获得10
14秒前
芭乐完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
学废了完成签到 ,获得积分10
15秒前
soso发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7314441
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8930759
关于积分的说明 18929254
捐赠科研通 6974479
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213621
关于科研通互助平台的介绍 2381768
邀请新用户注册赠送积分活动 2191953