Smooth Phases, Roughening Transitions and Novel Exponents in One-dimensional Growth Models
研究了一类具有短程相互作用和序列修正的固体-固体生长模型。模型在d=1维上表现出光滑和粗糙两种状态。在这些模型中发生的粗糙化过渡的一些特征与接触过程或定向渗滤型问题有关。使用平均场近似,标度参数和数值模拟的模型进行了分析。在光滑阶段,基本动力学的对称性自发破缺。定义了动力学不守恒的序参量族以及与这些序参量耦合的共轭场。相应的临界行为进行了研究和新的指数识别和测量。我们还展示了如何连续对称性可以在一维打破。介绍和讨论了一种适用于研究粗化过渡的场论。
1997-10-15 cond-mat.stat-mech
Roughening of an interface in a system with surface or bulk disorder
我们研究了数值的粗糙化特性的界面在一个二维伊辛模型与随机债券或随机场,这是代表的普遍性类,其中无序行为只在界面上或也远离它,在散装。动力学结构因子显示出丰富的交叉模式,从大波矢$k$处的纯系统的形式到小$k$处的不同行为,典型的无序。对于随机场模型,可以观察到第二次交叉,从无序仅在表面有效的系统的典型行为(如随机键模型)到真正的大规模行为(其中体无序很重要),即在最小的波矢处观察到。
2016-04-27 cond-mat.stat-mech
Strong coupling in conserved surface roughening: A new universality class?
Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程定义了表面非线性生长和粗糙化的主要普适类。但在一定条件下,守恒KPZ方程(cKPZ)被认为是设置普适类。这仅在空间维度$d<2$中具有非平均场行为。我们在这里指出,cKPZ是不完整的:它省略了一个严格允许的非线性梯度项,其阶数与保留的阶数相同。加上这一项,我们发现一个参数制度的$1$循环重整化群流发散。这表明一个相变到一个新的增长阶段,可能统治的强耦合不动点,从而描述了一个新的普适类,任何$d>1$。在这个阶段,数值积分的模型在$d=2$给出了明确的证据,非平均场行为。
2018-03-26 cond-mat.stat-mech
Roughening Transition of Interfaces in Disordered Systems
利用标度变元和泛函重整化方法研究了晶格钉扎和随机场(RF)或随机键(RB)无序共同作用下的界面行为。首次证明了当界面尺寸为2<D<4时,存在一个连续的无序驱动的粗糙化过程。临界指数在ε-展开式中计算。在过渡的界面显示出一个超普遍的对数粗糙度RF和RB系统。在上临界尺寸D_c=4处不存在相变。通过调节温度,可以在具有偶极相互作用的系统中观察到这种转变。
1998-09-16 cond-mat.stat-mech
A New Disorder Driven Roughening Transition of CDW's and Flux Line Lattices
我们研究了随机分布的杂质对电荷密度波(CDW)的钉扎与晶格周期势之间的竞争。在d=3维中,我们发现对于p>p_c \approx 6/π的相称相,无序驱动的连续粗糙化从具有平移长程序的“平坦”相转变为具有准长程序的“粗糙”玻璃相。临界指数在μ=p^2/p_c^2-1和ε=4-d的双重展开式中计算,满足随机场模型的标度关系。简要讨论了高温超导体中磁通线晶格的意义。
1998-01-21 cond-mat.stat-mech
Effect of random environment on kinetic roughening: Kardar-Parisi-Zhang model with a static noise coupled to the Navier-Stokes equation
本文针对随机运动介质中的表面动力学粗糙化问题,用场论重整化群方法研究耦合静态噪声的Kardar-Parisi-Zhang模型与Navier-Stokes方程的相互作用,通过扩展作用泛函实现可重整化,发现五维参数空间中存在含红外吸引段的不动点曲线。
2023-02-07 cond-mat.stat-mech
Successively Thresholded Domain Boundary Roughening Driven by Pinning Centers and Missing Bonds: Hard-Spin Mean-Field Theory Applied to d=3 Ising Magnets
硬自旋平均场论最近被应用于伊辛磁体,正确地产生了在$d=2$和$d=3$维度上分别存在和不存在界面粗糙化转变,并产生了各向同性和各向异性系统的有序粗糙化相图。该方法现已扩展到淬火的随机钉扎中心和丢失的键的各向同性和各向异性伊辛模型在$d=3$的界面上的影响。我们发现,这些冻结的杂质导致畴边界粗糙化,表现出连续的阈值转换作为功能的各向异性的相互作用。对于丢失键和钉扎中心杂质,对于适度大的值的各向异性,系统饱和到“固体上固体”的限制,表现出一个单一的通用曲线的域边界宽度作为杂质浓度的函数。
2016-01-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Fixed $d$ Renormalization Group Analysis of Conserved Surface Roughening
守恒表面粗糙化代表了界面动力学的一种特殊情况,其中界面的总高度是守恒的。最近,有人建议[F。Caballero等人,物理修订版信函121,020601(2018)],称为“守恒Kardar-Parisi-Zhang”(CKPZ)方程的原始连续模型是不完整的,因为$d > 1$中的任何对称性都不禁止额外的非线性。在这项工作中,我们进行详细的场论重整化群(RG)分析的一般随机模型描述保守的表面粗糙化。系统的功率计数揭示了额外的边际相互作用在上临界尺寸,这也出现在分子束外延的上下文中。根据表面粒子的流动性的起源,所得到的模型显示了两个不同的标度制度;如果粒子移动主要是由于重力,领先的色散定律是$ω\sim k^2$,和平均场近似描述一个平坦的界面是准确的,在任何空间维度。另一方面,如果粒子的移动主要是由于表面曲率,界面变得粗糙的平均场色散定律$ω\sim k^4$,和修正的标度指数必须考虑。我们发现,后者的模型包括两个子类的模型,在所有订单的扰动理论解耦。此外,我们的RG分析的一般模型表明,通用的缩放是由一个粗糙的接口比CKPZ通用类。在固定的$d$和$\varepsilon$ -展开格式中,在单圈近似下导出了普适指数,并讨论了它们之间的关系。我们指出了这两个方案背后的所有重要细节,这些细节在文献中经常被忽视,它们的误解可能导致不一致的结果。
2021-06-19 cond-mat.stat-mech
Interface roughening in two dimensions
界面粗糙化意味着界面宽度$w$与系统尺寸$L$的差异。对于二维系统,$w^2$的发散在$L$中是线性的。在一个详细的毛细波近似和统计场论的框架下,我们推导出一个表达式的渐近行为的$w^2$,这不同于文献中的结果。通过蒙特卡罗模拟证实了这一点。
2020-04-28 cond-mat.stat-mech hep-lat
Mean-field approximations for the restricted solid-on-solid growth models
我们研究模型的表面生长与润湿和粗糙化的过渡,使用简单的和对平均场近似。简单的平均场方程的精确求解,他们预测的粗糙化过渡和正确的增长指数的区域中的相图。对平均场方程,这是数值求解,显示出更好的符合数值模拟,并正确地预测了不断增长的接口,在移动阶段的速度恒定。当满足细致平衡时,对平均场就成为模型的精确解。
2008-03-23 cond-mat.stat-mech
Surface super-roughening driven by spatiotemporally correlated noise
我们研究了简单的,线性的,爱德华-威尔金森方程,描述了在时空幂律衰减相关噪声的存在下,由高度扩散的表面生长。我们分析表明,表面变得超粗糙时,噪声相关的空间/时间范围是足够长的。我们计算分析相关的异常指数作为噪声相关指数的函数。我们还表明,超粗糙化恰好出现在阈值点的局部斜坡表面场变得粗糙。此外,我们的研究结果表明,最近的数值发现的异常动力学粗化的Kardar-Parisi-Zhang模型的时间相关的噪声可能是继承的线性理论。
2019-11-25 cond-mat.stat-mech nlin.PS
Statistics of interfacial fluctuations of radially growing clusters
利用生长区域上的随机生长方程,研究了波动径向生长界面的动力学行为。这个框架揭示了表面生长过程中产生的一些动态功能。对于快速增长,稀释,空间重新排序的传入的物质,是负责传输的相关性。它的影响包括擦除关于初始条件的记忆,部分衰减几何起源的不稳定性,以及在临界指数依赖于运动方程的参数的某些特殊情况下恢复普遍性。在这个意义上,稀释使动力学更类似于平面系统的通常动力学。这种快速增长制度的特点也是由空间解相关的接口,这在径向增长的接口的情况下,自然产生快速粗糙化和规模依赖分形,并建议出现一个自相似的分形维数。还研究了生长中的团簇的质心涨落,我们的分析表明,通常的标度可能不适用于径向伊甸园模型的长程表面涨落。事实上,我们的研究指出了这样一个事实,即该模型属于无稀释普适类。
2011-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech math-ph
The thermodynamics and roughening of solid-solid interfaces
利用质量输运速率与热力学电势差成正比的思想,分析了分离两个非流体静力学应力固体的尖锐界面的动力学。固体被允许交换质量通过将一个固体转化成另一个,热力学关系的质量元素的变换推导出和线性稳定性分析的接口进行。的稳定性取决于在界面处发生的相变的顺序。在非线性区域进行数值模拟,以研究界面的演化和粗糙化。它示出,即使是小的对比度的参考密度的固体可能会导致形成的指状结构与远场应力的主方向对齐。
2009-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Anisotropic interfacial tension, contact angles, and line tensions: A graphics-processing-unit-based Monte Carlo study of the Ising model
作为一个通用的例子,晶体的晶体-流体的界面张力取决于相对于晶格轴的界面的取向的晶体,最近的邻居伊辛模型上的简单立方晶格的研究在很宽的温度范围内,以上和以下的粗糙化转变温度。使用具有沿z轴的周期性边界条件的薄膜几何形状$L_x \times L_y \times L_z$和两个自由$L_x \times L_y$表面,在部分润湿的条件下,相对于yz平面以接触角$θ< π/2$倾斜的单个平面界面被稳定化,相反的表面场$\pm H_{1}$作用于所述自由表面。在y方向上,反周期边界条件的泛化被使用,尽管在该系统中的磁化分布的不均匀性,该边界条件保持在y方向上的平移不变性。这种几何形状允许同时研究与角度相关的界面张力、接触角和线张力(其取决于接触角和温度)。所有这些量都是从合适的热力学积分程序中提取的。为了保持有限的尺寸效应以及统计误差足够小,相当大的晶格尺寸(4600万站点的顺序)是必要的,非常有效的代码实现图形处理单元(GPU)的可用性是本研究的可行性至关重要。
2014-11-20 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Dynamic roughening and fluctuations of dipolar chains
当置于外部磁场中时,载体铁磁流体中的非磁性颗粒获得有效的偶极矩。这一事实导致它们形成链,当磁场减小时,由于布朗运动,链将变粗糙。我们通过实验,理论和模拟,三种方法,同意超过5个数量级的标度行为研究这个过程。RMS宽度最初为$t^{1/2}$,然后在饱和之前为$t^{1/4}$。我们将展示这些结果如何补充现有的聚合物链的结果,以及如何链动力学可以描述最近的非马尔可夫制定的异常扩散。
2003-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coupling time scales for simulation of structure transformation: an attempt to combine molecular dynamics and phase-field theory
将分子动力学和微观相场论相结合,提出了一种研究非均匀应变场作用下固体结构相变的多尺度方法。该方法基于分子动力学和基于相场论的原子扩散计算应变响应。在两个例子中进行了模拟与新技术。第一个涉及界面粗糙化的Co/Cu薄膜,在界面起伏,由于晶格失配被证明。第二个例子是对AgCo/Pt/MgO(001)薄膜中调幅分解的研究,我们发现Co原子被Pt/MgO界面中的位错吸引,产生了有趣的纳米结构。
2002-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Entanglement in correlated random spin chains, RNA folding and kinetic roughening
在具有不相关随机耦合的1D XX-模型中,平均块纠缠被称为块大小的对数增长,类似于共形系统。在这项工作中,我们研究随机自旋链的耦合呈现长程相关,产生高斯场与幂律谱函数。基态总是平面价键态,其统计系综的特征在于其块熵和键长分布,遵循幂律。我们推测存在一个临界值的谱指数,低于该系统的行为是相同的情况下,不相关的耦合。在该临界值以上,纠缠熵违反面积定律,并以块大小的幂律增长,指数从0增加到1。在RNA折叠和动力学粗糙化的统计模型中也发现了类似的平面键结构,我们追踪了它们与量子价键态之间的类比。使用逆重正化过程,我们确定最佳的自旋链耦合产生一个给定的平面键结构,并研究其键结构模仿RNA折叠中发现的耦合的统计特性。
2016-01-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonconserved critical dynamics of the two-dimensional Ising model as a surface kinetic roughening process
Nanyang Technological University(南洋理工大学)
研究通过数值模拟分析二维伊辛模型的非守恒临界动力学,揭示其在不同初始条件下呈现的动态标度行为及波动统计特性。
2025-11-29 cond-mat.stat-mech hep-th nlin.AO
Four-point interfacial correlation functions in two dimensions. Exact results from field theory and numerical simulations
我们推导出精确的分析结果的几个四点关联函数的统计模型表现出在二维相分离。我们的理论结果,然后专门的伊辛模型的二维条,并发现在良好的协议与高精度的蒙特卡罗模拟。
2021-04-26 cond-mat.stat-mech
Interface roughening in nonequilibrium phase-separated systems
该研究提出非平衡相分离界面属于新的|q|KPZ普适类,通过重整化群和数值模拟计算临界指数,并证明其适用于活性系统中的液-汽界面。
2023-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Three-phase equilibria in density-functional theory: interfacial tensions
对具有两个空间变化密度的流体(或其他软凝聚态物质)三相平衡的平均场密度泛函模型进行了解析和数值分析。发现任何两个的三个结晶共存的阶段之间的界面张力被捕获的一个令人惊讶的简单的解析表达式,在两个密度的空间中有一个几何解释。解析表达式是基于涉及对称性和不变性的论点。它得到了高精度数值计算的支持,并与同一模型中的特殊情况下所得到的早期结果一致。本文应用于三临界点附近的三相平衡。使用的界面张力表达式,并采用兼容的三临界点标度的字段变量,预期的平均场临界指数推导出的临界界面张力的消失作为非临界界面张力从其极限值的偏差的函数,在接近一个临界端点的相图。解析结果再次被高精度的数值计算所证实。
2019-08-13 cond-mat.stat-mech
Novel universality classes of coupled driven diffusive systems
受随机介质中弦的动力学粗糙化现象和磁流体力学的启发,我们研究了耦合场驱动扩散系统的普适性质。我们证明了场之间的互相关导致振幅比和标度指数随着这些互相关的强度而连续变化。讨论了这些结果对实验相关系统的影响。
2003-12-04 cond-mat.stat-mech
The interfacial profile in two-loop order
本文在重整化场论的框架下研究了统计系统中不同相的界面轮廓。在局部势近似下,利用两个回路的有效势,解析地计算了轮廓函数。它可以被解释为一个内在的界面轮廓。回路校正的领先双曲正切型长期原来是小的。它们使界面变宽。
2007-08-30 cond-mat.stat-mech
Interfacial fluctuations near the critical filling transition
我们提出了一种方法来描述界面的短距离行为波动的楔形基板附近的临界填充过渡的存在。由楔形体中心处界面的平均高度确定的两种不同的长度尺度可以被识别。在一个长度尺度上,从完整的描述中提取了Parry等人的一维近似\cite{Parry},该近似允许找到界面临界指数。在另一个尺度上,用平均场论分析了短距离波动。
2000-06-14 cond-mat.stat-mech
Bulk dynamics for interfacial growth models
我们研究了生长中的颗粒簇的体动力学对其界面性质的影响。首先,我们定义了一个{ \it一般体生长模型}通过一个连续的主方程的体积密度场的演变。这个一般模型只考虑粒子的任意加法(尽管它可以很容易地推广到考虑减法),没有其他物理限制。相应的朗之万方程的体积密度场推导出的体积动力学的影响明确显示。最后,当它被假定为一个定义良好的接口的增长集群,朗之万方程的高度场的接口,一些特定的散装动力学写。特别地,我们得到了著名的Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程。一个蒙特卡罗模拟说明了理论结果。
2000-05-18 cond-mat.stat-mech
Effect of long range forces on the interfacial profiles in thin binary polymer films
本文研究了表面场对限制在两平行壁面之间的二元聚合物熔体界面性质的影响。每个壁通过非延迟的范德华势吸引共混物的不同组分。平行于表面的界面稳定在膜的中心。使用广泛的蒙特卡罗模拟,我们研究的界面特性作为膜厚度的函数,表面力的强度和横向尺寸超过该公司跨膜的平均。我们发现毛细波加宽的表观界面配置文件的证据。然而,表观界面宽度不能定量地描述由一个简单的对数依赖于膜厚度。蒙特卡罗模拟结果表明,表面场的存在使本征界面宽度进一步减小,有效界面张力随薄膜厚度的减小而增大。这些修改的内在的界面性质的自洽场计算证实。考虑到本征界面性质的厚度依赖性和毛细波展宽,我们可以定量地描述我们的模拟结果。
1998-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Droplet-mediated long-range interfacial correlations. Exact field theory for entropic repulsion effects
我们考虑近临界的二维统计系统在半平面上的相共存的边界条件,导致形成的液滴分离共存相。一般的低能量特性的二维场论,以找到准确的分析结果的一点和两点关联函数的能量密度和序参量字段。子领导的有限尺寸的修正也计算和解释内的一个确切的概率图,界面波动的特征在于由布朗漂移的概率密度。对序参量关联的封闭表达式的显式分析揭示了界面关联的长程特性及其在界面区域内的局限性。相关性的分析,然后进行动量空间中通过接口结构因子的概念,我们扩展到由一个平面壁的系统的情况下。壁的存在及其相关的熵排斥导致一个特定的术语,我们确定的接口结构因子。
2022-12-01 cond-mat.stat-mech hep-th
Higher derivative free energy terms and interfacial curvatures
高阶导数项在场论中不起主要作用,因为在将这些项与物理可测量的量联系起来时,存在着相关的复杂性和固有的困难。分析了用于描述相分离系统的场论的情况下,高阶导数项的作用。在这些理论中,更高的导数项直接连接到一个界面自由能,其中包含的平均值和高斯曲率,并示出明确确定的界面的形状。
2007-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Conformal mapping methods for interfacial dynamics
这篇文章提供了一个教学评论,针对研究生在材料科学,物理学和应用数学,重点是最近的事态发展的主题。在对复变分析的概念进行简要总结之后,本文首先概述了连续保角映射动力学。这包括由谐波场(如粘性指进和空隙电迁移)、双谐波场(如粘性烧结和弹性孔隙演化)和非谐波、共形不变场(如对流扩散和电沉积生长)驱动的界面运动问题。文章的第二部分致力于迭代保角映射的类似问题的随机界面动力学(如扩散限制聚集,介电击穿,脆性断裂,对流扩散限制聚集)。第三部分指出,所有这些模型都可以通过从复平面到球面的辅助共形映射(如球极赤平投影)推广到曲面。文章最后对进一步的研究进行了展望。
2004-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfaces between highly incompatible polymers of different stiffness: Monte Carlo simulations and self-consistent field calculations
我们研究了两种高度不相容的不同刚度的聚合物之间的界面性质。广泛的蒙特卡罗模拟的二元聚合物熔体产量详细的界面轮廓和界面张力通过毛细管波动的分析。我们从模拟中提取了一个有效的Flory-Huggins参数,用于自洽场计算。这些考虑到通过单链配分函数的部分枚举的链结构,使用通过纯相的蒙特卡罗模拟获得的链构象。模拟和自洽场计算之间的协议几乎是定量的,但是,我们发现偏离高斯链模型的预测高不相容性或大刚度。在非常高的不相容性的界面宽度是小于高斯链模型的预测,并在增加的统计段长度的半柔性组件。
1997-09-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Self-Consistent Field Study of Interfacial Dynamics in Unentangled Homopolymer Fluids in a Sheared Channel
在前面的论文中,我们提出了一个一般的晶格制定的动态自洽场(DSCF)理论的非均匀,非纠缠的均聚物流体。在这里,我们应用DSCF理论来研究瞬态和稳态的界面结构,流动和流变学在剪切平面通道包含一个单组分熔体或相分离,两组分共混物。在这里,我们专注于固-液和液-液界面平行于通道壁的情况,并假设系统在平行于壁的平面内具有平移对称性。这种对称性使我们能够得到一个简化的,准一维(准1D)版本的DSCF演化方程的自由段概率,动量密度,和理想的链构象张量。准一维DSCF方程的数值解被用来研究瞬态演化和稳态剖面的组成,密度,速度,链变形,应力,粘度和垂直应力层内的剪切通道。与以前观察到的现象获得了良好的定性协议。
2004-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinearity enhanced interfacial thermal conductance and rectification
本文采用基于非平衡格林函数方法的量子自洽平均场(QSCMF)理论研究了原子结间的非线性界面热输运,所提出的QSCMF理论非常精确,与量子主方程的精确结果吻合得很好.通过QSCMF理论计算的有效温度依赖界面耦合,研究了界面的非线性。我们发现,非线性可以提供一个额外的通道,声子输运除了声子散射,通常阻止热传递。对于弱线性耦合界面,非线性会增强界面热输运;随着非线性的增加或温度的升高,热导率呈现非单调行为。界面非线性也会引起热整流,这取决于两个引线的失配以及界面线性耦合。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Interfacial Line Energy of a Topological Phase
Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院)
本文研究了拓扑相中界面线能的量子修正,通过费米子与标量场的耦合,揭示了非平凡边界模式对成核过程的影响。
2026-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el