Super-roughening versus intrinsic anomalous scaling of surfaces
在本文中,我们研究了动力学粗糙表面,这些表面在其局部属性(例如粗糙度或高度-高度关联函数)中显示出异常标度。通过研究表面的功率谱及其与高度-高度相关的关系,我们区分了两个独立的原因异常标度。一种是超粗糙化(全局粗糙度指数大于或等于1),即使光谱表现不一致。另一个原因是我们称之为内在反常谱,在其标度中存在独立指数,这导致了小长度标度和大长度标度的不同标度性质(即表面不是自仿射的)。在这种情况下,表面不需要超粗糙以显示异常缩放。在这两种情况下,我们展示了如何从关联函数中提取独立指数和标度关系,并通过两个完全可解的例子说明我们的分析。一个是最简单的线性方程的分子束外延,众所周知,显示异常缩放由于超粗糙化。第二个例子是一个随机扩散方程,其特征在于不依赖于全局粗糙度指数的值小于或大于1的异常标度。
1997-03-03 cond-mat.stat-mech
Generic Dynamic Scaling in Kinetic Roughening
研究了不变表面生长中的动态标度假设。我们发现,幂律标度的关联函数(标度不变性)的存在并不确定一个唯一的动态标度形式的关联函数,这导致不同的反常形式的标度最近观察到的增长模型。我们从一个新的一般标度理论导出了所有现有的反常动力标度形式。不同的缩放形式是与粗糙度指数值的界限相关联的该通用缩放模型的子类。预测了一类新的反常动力学标度的存在,并与模拟结果进行了比较。
2000-01-10 cond-mat.stat-mech
Anomalous roughness with system size dependent local roughness exponent
我们注意到,在远离平衡的系统中,界面粗糙化可能取决于系统尺寸,它起着控制参数的作用。为了检测界面粗糙度的尺寸效应,我们研究了纸燃烧实验中形成的粗糙界面的标度特性。在不同宽度λL的纸上,我们发现湍流火焰锋面表现出以非普适的整体粗糙度指数α和局部粗糙度指数随系统尺寸变化的谱ε q为特征的反常多尺度性,而燃烧锋面则表现出常规的多仿射尺度性。湍流火焰阵面的结构因子对λ也表现出非常规的标度依赖性。当动能波动超过某一临界值时,这些结果可望适用于广泛的远离平衡系统。
2005-03-29 cond-mat.stat-mech
Scaling and universality in the kinetic smoothening of interfaces: Application to the analysis of the relaxation of rough vicinal steps of an oxide surface
利用朗之万形式主义研究了热噪声存在下初始非平衡粗糙界面的弛豫。在对众所周知的粗糙制度的热平衡过程中,在三个连续的长度尺度范围内观察到的三个缩放制度证明:热粗糙(后期)在小尺度,瞬态平滑在中间尺度和残余的初始条件在大尺度。一个泛化的家庭Vicsek缩放的平滑制度。瞬态平滑制度的一个显着特点在于存在一个超普适指数,即独立于所考虑的模型。这种方法允许解释一系列的蓝宝石表面的AFM图像,显示初始粗糙的台阶边缘的热演化。
2010-08-24 cond-mat.stat-mech
Scaling of Rough Surfaces: Effects of Surface Diffusion on Growth and Roughness Exponents
研究了具有多个次近邻表面扩散的随机沉积模型。所得结果与Family关于最近邻扩散的结果[F. A 19(8),L441,1986]。然而,对于较大的扩散步骤,生长指数和粗糙度指数显示有趣的依赖于扩散长度。
2008-05-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling Approach to Calculate Critical Exponents in Anomalous Surface Roughening
我们研究表面生长模型表现出异常缩放的局部表面波动。提出了一种确定连续增长模型局部标度指数的解析方法。该方法允许预测何时特定的生长模型将具有异常属性($α\neq α_{loc}$)并计算局部指数。几个连续增长方程作为例子进行了检查。
1999-10-12 cond-mat.stat-mech
Finite-size effects in roughness distribution scaling
我们研究了各种界面生长模型的粗糙度分布的标度关系中的有限尺寸修正。最常见的关系,认为平均粗糙度$<w_2>$作为比例因子,不服从在2+1维的一组弹道类模型的稳态,即使当非常大的系统尺寸被认为是。另一方面,良好的崩溃的相同的数据得到的尺度关系,涉及的均方根波动的粗糙度,这可以解释为有限大小的影响的尺度函数的二阶矩。我们还获得了数据崩溃的替代缩放关系,占的影响的内在宽度,这是一个常数校正项先前提出的缩放$<w_2>$。这说明了如何从粗糙度分布定标中获得有限尺寸修正。然而,我们放弃了通常的解释,即固有的宽度是高表面步骤的结果,通过分析数据的限制固体对固体模型与相邻列之间的各种最大高度差。我们还观察到,在粗糙度分布的大的有限尺寸校正通常伴随着巨大的高度分布和平均局部斜率的校正,以及在估计的标度指数。Das Sarma和Tamborenea在1+1维的分子束外延模型是一个例子,其中没有一个建议的标度关系正常工作,而其他测量的量不收敛到预期的渐近值。因此,虽然粗糙度分布显然比其他数量更好地确定一个不断增长的系统的普适性类,它不是这个任务的最终解决方案。
2008-02-19 cond-mat.stat-mech
Non-universal finite size scaling of rough surfaces
从广义的角度证明了含扩展粒子的非线性离散增长模型在(1+1)维中有限尺寸标度的非普适性.特别地,我们证明了(1+1)维中对应于高度涨落的标度函数的普适性质的违反。高度波动的二阶矩显示了由两个交叉时间尺度(即,tx 1和tx 2)分隔的三个不同的交叉区域。每一个区域都有不同的标度特性。整体的标度行为假设与一个新的标度关系表示为两个标度函数的线性和有效的每个标度制度。此外,我们注意到粗糙度指数对系统有限尺寸的依赖性。将对应于粗糙表面的粗糙度指数与表面的生长速率或速度进行比较。
2009-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte-Carlo study of scaling exponents of rough surfaces and correlated percolation
我们计算了二维相关渗透团簇的壳和未屏蔽周长的标度指数。相关性是通过一个潜在的相关随机势,这是用来定义一个二维键渗流模型的键的状态。运行蒙特卡罗模拟,并且将标度指数的值确定为赫斯特指数H的函数,范围为-0.75 ≤ H ≤ 1。结果证实了早期研究的结论。
2011-05-15 cond-mat.stat-mech
Anomalous scaling and super-roughness in the growth of CdTe polycrystalline films
利用界面动力学标度理论研究了热壁外延法在掺氟氧化锡玻璃衬底上生长的CdTe薄膜。动力学指数的直接测量揭示了一种固有的异常标度,其特征在于全局粗糙度指数$α$不同于局部粗糙度指数(赫斯特指数$H$),先前报道[Ferreira \textit{et al} .,应用物理信函\textbf{88},244103(2006)]。随着衬底温度的变化,得到了各种缩放行为。特别地,观察到从在低温下具有$H\neα<1$的固有异常标度区域到在高温下具有$H\neα>1$的超粗糙区域的过渡。温度是控制界面粗糙度和动力学标度指数的生长参数。指出非局域效应是导致反常标度行为的主要因素。
2011-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Omori Law for Sliding of Blocks on Inclined Rough Surfaces
固体块在倾斜的粗糙表面上提交小的控制扰动滑动的长序列进行检查和缩放关系,发现对大事件之间的滑动的时间分布,以及最大的事件之前和之后。这些标度律类似于地震学中的大森定律,但观测到的标度指数不同。对大森标度进行了对数周期性修正,结果表明,大森标度行为与倾斜面与水平面的夹角有关。
2004-02-24 cond-mat.stat-mech
Scaling of Entropic Shear Rigidity
凝胶化/硫化转变附近的剪切模量的缩放进行了探索,解析。结果发现,在一个稠密的熔体中的无限集群的有效链的大小,规模与他们的轮廓长度的次线性。因此,每一个都对刚度贡献k_B T,这导致剪切模量指数dν。与此相反,在幻影弹性网络的缩放是线性的轮廓长度,产生的指数相同的随机电阻网络的电导率,如de Gennes的预测。对于非稠密体系,当渗流长度远大于密度涨落长度时,指数应与dν相交。
2004-11-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling of Local Slopes, Conservation Laws and Anomalous Roughening in Surface Growth
我们认为,对称性和守恒定律极大地限制了进入长波长描述的增长模型表现出异常粗糙的条款的形式。这是利用动态重整化群参数,内在的异常粗糙化不能发生在本地的增长模型。然而,如果存在给定类型的项,则某些守恒动力学可能显示超粗糙化。
2005-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Roughness Scaling in Cyclical Surface Growth
对周期性生长(如沉积和解吸主过程的交替循环)的标度行为进行了理论研究和实验探索。将动力学粗化的标度方法推广到循环过程,用循环次数$n$代替时间。预测粗糙度增长为$n^β$,其中$β$是周期性增长指数。粗糙度饱和到与系统尺寸$L$成比例的值为$L^α$,其中$α$是循环粗糙度指数。研究了主过程的循环指数与相应的主过程指数之间的关系。精确的关系被发现的主要线性过程组成的周期。采用近似的重整化群方法分析了初级过程中的非线性效应。分析结果得到了广泛的数值模拟不同对的主要过程,线性和非线性。在实验上,银表面生长的循环过程包括电沉积,然后50%的电溶解。粗糙度被发现增加作为幂律的$n$,符合理论上预期的缩放行为。循环缩放的潜在应用包括可充电电池的加速测试和癌性肿瘤的改进的化学治疗。
2001-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Finite-time scaling for kinetic rough interfaces
本研究提出动力学粗糙界面的有限时间标度方法,可系统估计临界指数与标度函数以确定普适类,验证了各向同性自组织界面模型与Sneppen模型A同属一类,并提出各向异性版本属于无张力一维KPZ方程普适类。
2023-10-05 cond-mat.stat-mech
Logarithmic roughening in a growth process with edge evaporation
粗糙化转变通常具有不寻常的标度特性。作为一个例子,我们研究了粗糙化过渡的固体对固体的生长过程与边缘蒸发[物理评论快报。76,2746(1996)],其中已知界面随时间几何地变粗糙。进行高精度的模拟,我们找到适当的缩放形式的各种数量。此外,我们提出了一个简单的近似解释界面粗糙化的几何。
2002-09-07 cond-mat.stat-mech
Long-range spatiotemporal correlations may play important roles in nonequilibrium surface growth process. In order to investigate the effects of long-range temporal correlation on dynamic scaling of growing surfaces, we perform extensive numerical simulations of the (1+1)- and (2+1)-dimensional Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) growth system in the presence of temporally correlated noise, and compare our results with previous theoretical predictions and numerical simulations. We find that surface morphologies are obviously affected with long-range temporal correlations, and as the temporal correlation…
2021-05-10 cond-mat.stat-mech
We report the scaling behavior of the Earth and Venus over a wider range of length scales than reported by previous researchers. All landscapes (not only mountains) together follow a consistent scaling behavior, demonstrating a crossover between highly correlated (smooth) behavior at short length scales (with a scaling exponent $α$=1) and self-affine behavior at long length scales ($α$=0.4). The self-affine behavior at long scales is achieved on Earth above 10 km and on Venus above 50 km.
2018-09-07 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Roughness Scaling of Deconstruction Interfaces
通过解集模型的数值模拟研究了一维解构表面的标度性质。在这里提出的模型的解聚过程中考虑到有淬火无序的散装下解构的可能性。无序可以被认为是模拟真实材料中出现的几种类型的不规则性(位错,杂质)。不规则性的存在使得攻击的强度不均匀。为了包括这种效应,计算体积被认为是由两种类型的粒子组成。容易分离的颗粒和其他对蚀刻侵蚀不敏感的颗粒。随着粒子的分离进行的时间,粗糙界面的动力学性质进行了研究。所得的一维表面显示自仿射属性和标度指数的值时,界面仍然是移动的脱钉过渡附近的报告。根据这里给出的标度指数,该模型必须被认为属于一个新的普适类。
2002-03-05 cond-mat.stat-mech
Phase ordering and roughening on growing films
我们研究了二元薄膜生长过程中表面粗糙化和相分离之间的相互作用。已经在1+1维,我们发现各种不同的缩放行为,这取决于如何耦合的两种现象。在最有趣的情况下,在速度场中的被动标量的平流,非平凡的标度指数得到模拟。
2000-02-02 cond-mat.stat-mech
Scaling Exponents of Rough Surfaces Generated by the Domany-Kinzel Cellular Automaton
利用(1+1)维表面生长过程{ \it via}研究了Domany-Kinzel随机元胞自动机(DKCA)在冻结/激活转变时的临界行为.在临界状态下,这个过程提出了一个动力学粗化过渡,我们测量的临界指数模拟。两个更新计划被认为是:在对称计划,生长表面属于定向渗流(DP)的普适性类,除了在一个端点。在这一点上,相变是不连续的,表面属于紧凑定向渗流普适类。非对称方案中时空点的重新标记显著地改变了表面生长。粗糙表面在非混沌/混沌过渡的临界行为也研究了使用损伤扩散技术,指数确认DP值的对称计划。
2001-09-24 cond-mat.stat-mech
Universal macroscopic background formation in surface super-roughening
研究了一类结构因子满足Family-Vicsek标度的超粗糙增长模型。我们证明了一个宏观背景自发发展的局部表面轮廓,它主导了局部表面的宽度和高度差的缩放。宏观背景的形状采用有限阶多项式的形式,其阶数由全局粗糙度指数的值决定。一旦减去宏观背景,所得到的局部表面轮廓的宽度满足Family-Vicsek缩放。我们证明了这一特征是所有超粗糙生长模型的普遍特征,并讨论了宏观背景形成与其他模型中斑图形成的区别。
1998-03-30 cond-mat.stat-mech
Supported Membranes on Chemically Structured and Rough Surfaces
我们提出了一个一般的线性响应描述膜粘附在粗糙或化学结构化的表面。我们的方法占非本地范德华效应,并包含更近似(和本地)Deryagin方法在一个简单的限制。专门支持膜,我们认为基板结构上的膜粘附能和配置的影响。对于粗糙的基材,粘附力通常不太有利,并且膜形状倾向于遵循表面轮廓。然而,化学图案化有利于膜结构与表面结构异相的粘附。最后,考虑到表面缩进的“V”形沟槽,我们表明,我们的方法是在公平的协议与精确的数值解。
2000-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Localization is one of the most fundamental interference phenomena caused by randomness, and its universal aspects have been extensively explored from the perspective of one-parameter scaling mainly for static properties. We numerically study dynamics of fermions on disordered onedimensional potentials exhibiting localization and find dynamical one-parameter scaling for surface roughness, which represents particle-number fluctuations at a given lengthscale, and for entanglement entropy when the system is in delocalized phases. This dynamical scaling corresponds to the Family-Vicsek scaling ori…
2021-07-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Generalized Elastic Model: thermal vs non-thermal initial conditions. Universal scaling, roughening, ageing and ergodicity
我们研究了广义弹性模型的相关特性,该模型考虑了聚合物、膜、表面和波动界面等的动力学特性。我们开发了一个理论框架,导致从热(平衡)或非热(非平衡)初始条件的系统的普遍标度律的出现。我们的分析结合和扩展了以前的结果,如观测量的双标度制度,(超)粗糙化和异常扩散,并揭示了一个新的标度行为的关联函数在小时间(长距离)。讨论了非平衡条件下广义弹性模型的老化和遍历性质,并与连续时间随机游动的情形进行了比较。我们的分析还允许评估哪些观测能够区分系统是否处于或远离实验设置中的平衡条件。
2012-03-16 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Effects of grains' features in surface roughness scaling
我们研究了在薄膜表面有晶粒的生长模型中的局部和全局粗糙度标度。局部粗糙度作为窗口尺寸r的函数测量,在特征长度rc处显示出从指数α_1的快速增加到指数α_2的缓慢增加的交叉。结果α_1 \approx 1可解释为与晶粒内粗糙度相比,晶粒边界的高度差较大,不能解释为扩散主导的晶粒内动力学的结果。该指数显示出对颗粒的形状和尺寸分布的弱依赖性,并且通常范围从圆形颗粒表面的0.85到最尖锐颗粒表面的1。精确可解模型的缩放校正表明,由于表面图像的其他平滑效应,可能会有稍小的值。交叉长度r_c提供了所有模型系统中平均粒度的合理估计,包括宽粒度分布的情况。在Kardar-Parisi-Zhang生长中,α_2的值有很大的不同,从表面最光滑的薄膜的0.4到晶粒间有大的悬崖的系统的0.1 \lesssim α_2 \lesssim 0.2。可能的应用,以真实的系统,显示这种交叉与类似的指数进行了讨论。
2007-03-19 cond-mat.stat-mech
Height and roughness distributions in thin films with Kardar-Parisi-Zhang scaling
我们研究的高度和粗糙度分布的薄膜生长的离散Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)模型在一个小的时间制度,预计平行的典型的实验条件。这些分布是用尺寸为$8\leq r\leq 128$的正方形窗口滑过更大的表面来测量的。弱有限尺寸修正模型的结果表明,高度分布的偏度和峰度的绝对值分别收敛到$0.2\leq |S|\leq 0.3$和$0\leq Q\leq 0.5$。尽管这些结果的准确性低,他们提供了额外的支持,最近声称的KPZ缩放低聚物膜。然而,有显着的有限尺寸的影响,在缩放的高度分布的模型与大的局部斜率,如弹道沉积,这表明,高度分布的比较不能用来排除KPZ缩放。另一方面,相同模型的粗糙度分布显示出良好的数据崩溃,对时间和窗口大小的依赖可以忽略不计。粗糙度分布的偏度和峰度估计值为$1.7\leq S\leq 2$和$3\leq Q\leq 7$。发现了2 + 1维KPZ系统的一个特殊的指数尾。此外,KPZ粗糙度分布不能由$1/f^α$噪声的那些拟合。这项研究表明,粗糙度分布是最好的选择,以测试KPZ缩放的增长制度,并提供定量数据,为未来的比较与其他模型或实验。
2007-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Delocalization Transition of a Rough Adsorption-Reaction Interface
我们介绍了一种新的动力学界面模型,适合模拟吸附反应过程,优先发生在表面缺陷,如步骤和空位。当平均界面速度取为零时,具有Kardar-Parisi-Zhang标度行为的自仿射界面经历具有落入新普适类的临界指数的离域转变。当接近临界点时,界面成为多值、多连通的自相似分形集。关联函数的标度行为和临界指数由蒙特卡罗模拟和标度参数确定。
2000-03-31 cond-mat.stat-mech
Roughening Induced Deconstruction in (100) Facets of CsCl Type Crystals
用交错六顶点模型描述了CsCl型晶体(100)面内表面粗糙化与重构的竞争。其相图不具有预期的通用结构,由于存在一个完全填充的环路气体线。我们证明,重建和粗糙化过渡不能交叉,也不合并与此回路气体线,如果这些自由度弱相互作用。然而,我们的数值有限尺寸标度分析表明,这两个临界线沿回路气体线合并,具有很强的耦合标度性质。中心荷远大于1.5,并且在远大于常规通用值的表面粗糙度下发生粗糙化。似乎额外的波动同时变得至关重要。
1996-10-08 cond-mat.stat-mech
Anomalous Scaling of Fracture Surfaces
我们认为,断裂面可能表现出异常的动态标度特性类似于发生在一些模型的动力学粗糙化。我们从实验数据中确定了花岗岩块体中脆性断裂局部波动的完整标度行为。我们得到了一个全球的粗糙度指数$χ= 1.2$不同于当地的,$χ_{loc} = 0.79$。断裂物理的影响进行了讨论。
1998-02-25 cond-mat.stat-mech
Entanglement Fractalization
本文在 Sierpinski 地毯上的二次费米子模型中数值研究了分形几何与量子纠缠的相互作用,揭示了无能隙基态纠缠熵的超面积律、纠缠等值线中“纠缠分形”的自相似普适模式及其生成规则,以及有能隙基态遵循依赖于边界 Hausdorff 维数的广义面积律。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Addendum to "Anomalous scaling and super-roughness in the growth of CdTe polycrystalline films"
通过Mata \textit{et al.} [Phys. Rev. B \textbf{78},115305(2008)]研究了玻璃衬底上CdTe膜生长的缩放。部分分析包括使用高度-高度关联函数的衰减估计关联长度$ξ$。然后,使用标度假设$ξ\sim t^{1/z}$确定动力学指数$z$。在本附录中,我们表明,Mata \textit{et al.}得到的相关长度提供了一个长波长粗化指数,不对应于动力学指数$z$。我们还表明,短波长粗化指数与Nascimento \textit{et al}得到的指数$z$是一致的。[arXiv:1101.1493]通过通用动力学标度理论。
2011-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Roughness of Sandpile Surfaces
我们研究了在一维中表现出自组织临界性(SOC)的原型模型及其非临界变体的表面粗糙度。对于SOC系统,我们发现,表面粗糙度的两个看似等价的定义产生不同的渐近标度指数。使用近似的分析参数和广泛的数值研究,我们得出结论,这种模糊性是由于特殊的非线性稳态表面的标度特性。我们还发现,有没有这样的模糊性非SOC模型,虽然可能有中间交叉到不同的粗糙度值。这种交叉需要与真正的渐近行为区分开来,如在[10]中研究的非临界无序沙堆模型的情况。
2003-12-19 cond-mat.stat-mech
Time dependent couplings and crossover length scales in non-equilibrium surface roughening
我们表明,依赖于时间的耦合可能会导致非平凡的非平衡动力学粗糙化模型中的渐近制度的表面起伏的标度特性。研究了三种典型情况。在两个不同的粗糙制度之间的交叉的情况下,时间相关的耦合可能会导致在交叉长度以上的尺度的异常缩放。在不同的设置中,对于从粗糙状态到平坦状态或阻尼状态的交叉,时间相关的交叉长度可能共同产生粗糙表面,尽管最相关的项倾向于使表面变平。此外,我们的分析揭示了现有的辩论中的问题,自发吸胀,随时间变化的耦合自然出现在理论模型和实验。
2007-06-25 cond-mat.stat-mech
Kinetic roughening and porosity scaling in film growth with subsurface lateral aggregation
我们研究了多孔膜的表面和体的性质产生的模型中,粒子入射垂直于基板,与沉积的邻居在其轨迹相互作用,并聚集在每个位置的顺序$a$的概率横向。该模型通过允许附着到外表面以下的颗粒来概括弹道式模型。对于小值的$a$,从不相关的沉积(UD)的相关增长的交叉观察。模拟在1+1和2+1维中进行。有效指数的外推和粗糙度分布的比较证实了$a>0$外表面的Kardar-Parisi-Zhang粗糙化。小$a$的缩放方法预测交叉时间为$a^{-2/3}$,交叉处的局部高度波动为$a^{-1/3}$,与衬底尺寸无关。这些关系是不同的,从UD交叉到相关的增长,由于地下聚集,这降低了标度指数的所有先前研究的模型。同样的方法预测的孔隙度和平均孔隙高度缩放为$a^{1/3}$和$a^{-1/3}$,分别与模拟结果在1+1和2+1的尺寸。这些结果可用于模拟具有所需孔隙度和长孔隙的样品。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Intermittency and rough-pipe turbulence
最近,通过分析Nikuradze的测量数据,已经提出了(N。Goldenfeld,Phys. Rev. Lett. { \bf{96} },044503,2006),粗糙管流的摩擦因子$f$在湍流状态下服从标度律。在这里,我们提供了一个现象学的标度参数来解释这一法律,并演示如何修改的标度形式,从而与$f$的标度指数,$η$。通过对$f$的测量数据进行统计分析,我们推断出一个令人满意的估计$η$($\approx 0.02$),包括它被证明是改善数据崩溃曲线。这为直接测量速度波动以外的不稳定性提供了经验证据。
2008-04-16 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Anomalous Roughness in Dimer-Type Surface Growth
我们指出几何特征如何影响非平衡动力学过程的标度特性,由表面生长的模型,其中颗粒可以沉积和蒸发,只有在二聚体的形式,但在表面上解离。钉扎谷(山顶)自发发展和所有生长(蒸发)偏见的表面刻面。更有趣的是,粗糙的一维平衡表面的标度性质是反常的。其宽度$W\sim L^α$随系统大小$L$而不同,如$α={1/3}$而不是常规通用值$α={1/2}$。这源于对表面配置的拓扑非局部均匀性约束。
2000-04-24 cond-mat.stat-mech
The friction factor of two-dimensional rough-boundary turbulent soap film flows
我们使用动量传递参数预测的摩擦系数$f$在二维湍流肥皂膜流与粗糙边界(三维管流的模拟)作为雷诺数Re和粗糙度$r$的函数,分别考虑逆能量级联和前向拟能级联。在中间Re,我们预测的Blasius一样的摩擦因子标度的$f\propto\textrm{Re}^{-1/2}$流为主的拟能级联,不同于能量级联标度的$\textrm{Re}^{-1/4}$。对于大Re,在拟能占优的情况下,$f \sim r$。我们使用保形映射技术来执行与理论令人满意一致的直接数值模拟,并展示了粗糙度引起的临界性的数据崩溃缩放,此前已证明该临界性出现在Nikuradse的3D管道数据中。
2009-03-25 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Modeling and statistical analysis of non-Gaussian random fields with heavy-tailed distributions
在本文中,我们研究和发展的一种新的方法来数值分析和表征的随机波动与重尾概率分布函数(PDF),如湍流热流和太阳耀斑波动。基于二维随机场中PDF尾指数的标度特性、$q$阶关联函数的幂律增长特性和轮廓线的自相似特性,我们识别了重尾随机波动.此外,这项工作导致的分数爱德华-威尔金森(EW)方程的替代,工作在存在$μ$ -稳定的Lévy噪声。我们提出的模型解释了重尾相关随机波动系统的配置动力学。我们还提出了另一种解决方案的分数EW方程的存在下,$μ$稳定的Lévy噪声在稳态,这是实现数值,使用$μ$稳定的分数Lévy运动。在分析轮廓环自相似性质的基础上,数值计算表明轮廓环系综的标度性质可以定性和定量地区分非高斯随机场和高斯随机涨落.
2017-03-21 cond-mat.stat-mech
Avalanche dynamics, surface roughening and self-organized criticality - experiments on a 3 dimensional pile of rice
我们提出了一个二维系统,表现出自组织临界性的特点。本文发现发生在一堆大米表面的雪崩在其概率分布中表现出有限尺寸标度。雪崩尺寸分布的临界指数为$τ$ = 1.21(2),截止尺寸的临界指数为$D$ = 1.99(2)。此外,雪崩的几何形状进行了研究,导致$d_B$ = 1.58(2)的活性位点的分形维数。使用一组标度关系,我们可以计算粗糙度指数$α= D - d_B$ = 0.41(3)和动态指数$z = D(2 - τ)$ = 1.56(8)。将此结果与表面粗糙度的功率谱分析结果进行比较,后者得出$α$ = 0.42(3)和$z$ = 1.5(1),与标度关系得到的结果非常一致。
2003-05-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strong anisotropy in surface kinetic roughening: analysis and experiments
我们报告了一个实验评估的表面动力学粗糙化性能是各向异性的空间。工作的两个特定的情况下,硅表面的离子束溅射照射在不同的条件下(有和没有并发金属杂质共沉积),我们验证了最近提出的缩放Ancillary的预测和一致性的表面观测值,如二维(2D)的高度功率谱密度(PSD)。与其他配方相比,这个Ancestion是自然定制的二维表面的研究,并允许容易地探索其他可观的,如实空间关联函数和PSD函数的一维轮廓的表面的各向异性缩放的影响。我们的研究结果证实,确实有实际的实验系统,其动力学粗化是强烈的各向异性,一贯描述的缩放分析。根据我们的工作,某些类型的实验测量被认为更受有限空间分辨率效应等问题的影响,这些问题可能会阻碍对当前和其他实际背景下的强各向异性标度的明确评估。
2012-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech nlin.PS
Crack roughness and avalanche precursors in the random fuse model
我们分析了缩放的裂纹粗糙度和雪崩前兆的二维随机熔丝模型的数值模拟,采用大系统的尺寸和广泛的样本平均。我们发现,裂纹粗糙度表现出异常缩放,最近在实验中观察到的。的粗糙度指数($ζ$,$ζ_{loc}$)和全球的宽度分布被发现是普遍的晶格几何形状。失败之前,雪崩的前兆,其分布遵循幂律的截止尺寸。虽然特征雪崩尺寸尺度为$s_0 \sim L^D$,具有通用分形维数$D$,但三角形和菱形晶格的分布指数$τ$略有不同,并且在这两种情况下,它都大于平均场(纤维束)值$τ=5/2$。
2004-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Scaling Behavior of Cyclical Surface Growth
循环表面生长(例如沉积/脱附)的标度行为,与周期数n,进行了研究。由两个线性主过程生长的表面粗糙度遵循的标度行为与渐近指数继承的主导过程,而有效振幅由两者。主要过程中的相关非线性效应可能会保持不变或变得无关紧要。几对通用的主要过程的数值模拟证实了这些结论。银的循环电沉积/溶解过程中的表面粗糙度的实验结果表明,幂律依赖于n,与缩放描述一致。
1999-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Anomalous Roughness of Fracture Surfaces in 2D Fuse Models
我们研究了在周期和开边界条件下随机熔合模型中二维裂纹轮廓的反常标度和多标度性。我们的大规模和广泛抽样的数值结果揭示了裂纹分支和合并的微裂纹,诱导固体对固体的裂纹轮廓跳跃的重要性。在裂纹轮廓中的悬垂(跳跃)的去除消除了在早期研究中观察到的多尺度,并减少了异常缩放。我们发现,概率密度分布$p(Δh(\ell))$的高度差$Δh(\ell) = [h(x+\ell) - h(x)]$的裂纹轮廓后,删除跳跃的轮廓具有标度形式$p(Δh(\ell)) = <Δh^2(\ell)>^{-1/2} ~f(\frac{Δh(\ell)}{<Δh^2(\ell)>^{1/2}})$,并遵循高斯分布,即使对于小箱尺寸$\ell$。异常标度可以用标度关系$[\frac{<Δh^2(\ell)>^{1/2}}{<Δh^2(L/2)>^{1/2}}]^{1/ζ_{loc}} + \frac{(\ell-L/2)^2}{(L/2)^2} = 1$来概括,其中$<Δh^2(L/2)>^{1/2} \sim L^ζ$。
2008-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Interplay of roughness/modulation and curvature at proximity
我们发现,粗糙度或表面调制改变的距离依赖性(幂律)之间的相互作用弯曲的物体在接近。修改后的比例律,然后简单地涉及到的第一个非零系数的泰勒展开的表面之间的分离的分布的顺序。后者原则上可以通过扫描测量来估计,或者针对良好表征的调制来计算,然后用于预测不同实验中的短距离缩放行为。例如,我们预测,粗糙球和板之间的辐射热传递接近一个常数,减少分离。在不同的长度尺度上具有适当调制的电介质或金属表面之间的卡西米尔力预期具有类似的饱和度。
2013-03-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Scaling of Clusters and Winding Angle Statistics of Iso-height Lines in two-dimensional KPZ Surface
研究了饱和区中平均高度附近不同水平集上(2+1)维Kardar-Parisi-Zhang模型等高度线的统计性质.我们发现,指数描述的高度集群大小的分布表现不同的水平切割以上和以下的平均高度,而高度集群的分形维数和它们的周长保持不变。缠绕角的统计也再次证实了这些轮廓线的共形不变性在同一普适类的自避免随机游动(SAW)。
2008-12-04 cond-mat.stat-mech
Anomalous Scaling Behavior in Polymer Thin Film Growth by Vapor Deposition
作为第一步,了解异常动力学粗糙与多重分形在最近的实验中的气相沉积聚合(VDP)的增长,我们研究了一个简单的玩具模型的VDP增长(1+1)维晶格,随着单体扩散,聚合物成核,有限的活性端键合,和阴影效应。使用广泛的数值模拟,我们观察到,全球粗糙度指数是不同的地方。有人认为,VDP生长中的这种异常归因于聚合物活性末端的非局部阴影效应引起的不稳定性。通过改变余弦通量的扩散系数与沉积速率的比值,我们还讨论了扩散在聚合物薄膜生长中的动力学粗化中的作用,这与金属或半导体薄膜生长中的动力学粗化有很大不同。最后,我们建议它的(2+1)维版本,它可以直接与实验结果进行比较。
2009-02-12 cond-mat.stat-mech
Control of generically scale-invariant systems, i.e., targeting specific cooperative features in non-linear stochastic interacting systems with many degrees of freedom subject to strong fluctuations and correlations that are characterized by power laws, remains an important open problem. We study the control of surface roughness during a growth process described by the Kardar--Parisi--Zhang (KPZ) equation in $(1+1)$ dimensions. We achieve the saturation of the mean surface roughness to a prescribed value using non-linear feedback control. Numerical integration is performed by means of the pseu…
2019-12-10 cond-mat.stat-mech
Conserved surface roughening represents a special case of interface dynamics where the total height of the interface is conserved. Recently, it was suggested [F. Caballero et al., Phys. Rev. Lett. 121, 020601 (2018)] that the original continuum model known as `Conserved Kardar-Parisi-Zhang'(CKPZ) equation is incomplete, as additional non-linearity is not forbidden by any symmetry in $d > 1$. In this work, we perform detailed field-theoretic renormalization group (RG) analysis of a general stochastic model describing conserved surface roughening. Systematic power counting reveals additional mar…
2021-06-19 cond-mat.stat-mech
Avalanches at rough surfaces
我们描述了一个简单的晶格模型的沙堆,包括不断发展的结构紊乱的表面特性。我们提出了一个动力学缩放假设一般沙堆自动机,并探讨了动力学粗糙沙堆表面,表明其与沙堆的演变。最后,我们评论这个模型,和以前的连续模型沙堆动力学,从临界现象的角度来看,令人惊讶的良好协议。
2000-03-01 cond-mat.stat-mech
Surface and Bulk Properties of Deposits Grown with a Bidisperse Ballistic Deposition Model
我们研究粗糙度缩放的外表面和内部多孔结构的存款产生的三维bidisperse弹道沉积(BBD),其中两种尺寸的颗粒随机沉积。粗糙度和动力学指数的系统外推和粗糙度分布的比较表明,顶面有Kardar-Parisi-Zhang缩放的大小颗粒之间的任何比例F之间的通量。标度理论预测的特征时间的交叉从随机相关的增长BBD和提供的粗糙度标度和F的KPZ政权的幅度之间的关系。沉积物的孔隙度随F单调增加,并且对于小的F,其标度为F^{1/2},这也可以通过标度方法来解释,并且说明了将表面生长规则和本体性质联系起来的可能性。与其他弹道模型相比,BBD中弛豫机制的抑制增强了沉积物的连通性,因此它们渗透到F~0.05。沉积物内表面的分维值D_F~2.9,与其它类弹道模型的分维值非常接近,表明了这些系统的普遍性。
2007-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sliding susceptibility of a rough cylinder on a rough inclined perturbed surface
引入了一个敏感度函数$χ(L)$来量化长度为$L$的粗糙金属圆柱体在粗糙金属斜面上的间歇粘滑动力学的某些方面,该粗糙金属斜面受到小的受控扰动并保持在休止角以下。从实验的角度研究了这个问题,并通过使用一般的缩放假设类的$χ(L)$观察到的幂律行为是合理的。
2004-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Intrinsic geometry approach to surface kinetic roughening
动力学粗糙化的一维接口的模型内的内在的几何框架,是免费的标准的小斜率和无悬垂近似。该模型是为了探讨后者的后果Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)的描述的非保守的,不可逆的增长。因此,生长总是沿着界面的局部法线方向发生,其速率受到波动并取决于局部曲率。自适应数值技术已经被设计成特别适合于分形形态学的研究,并且可以支持具有大坡度和悬垂的界面。界面自相交被检测到,并且随后的空腔被移除。适当的推广后的观测量,如全球和当地的表面粗糙度函数,界面缩放被认为是在我们的模拟是家庭Vicsek型的任意曲率的增长率,KPZ缩放出现大systems尺寸和足够大的噪声幅度的依赖。
2011-06-01 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Family-Vicsek dynamical scaling and Kardar-Parisi-Zhang-like superdiffusive growth of surface roughness in a driven one-dimensional quasiperiodic model
本文研究了驱动与非驱动一维准周期模型中无自旋费米子的非平衡动力学,发现粒子数涨落具有Family-Vicsek标度,揭示了亚扩散临界相的脆弱性,并观察到无经典对应的KPZ类超扩散行为。
2024-02-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph