Crystalline symmetry and the melt-growth kinetics of solid-liquid interface
控制材料生长形态的重要因素之一是界面动力学系数μ，它是固液界面速度与过冷度之间的比例常数。我们采用Ginzburg-Landau（GL）自由能泛函推导出动力学系数的解析表达式。动力学系数的各向异性自然产生于不同晶向的固-液界面对称性破缺。将动力学系数的解析表达式与从流体动力学方程导出的Mikheev-Schnev理论[J. Cryst. Growth 112，591（1991）]进行比较。此外，我们使用平衡密度波剖面来评估动力学系数，并将其与MD模拟结果进行比较。我们的研究结果是在良好的协议与Mikheev-Hesov理论和MD模拟和揭示的界面动力学的各向异性的可能起源。
2014-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Ordering at Solid-Liquid Interfaces Between Dissimilar Materials
在较早的报告中，我们探讨了结构的相关性在液-固界面与分子动力学模拟的模型铝系统使用Ercolessi-Adams势和多达4320个原子。衬底原子被钉扎到它们的平衡fcc晶体位置，而液体原子自由移动。在液相中的订购量和底层基板orientation. In本论文中，我们扩展这项研究的情况下，一个固定的体心立方基板接触液态铝之间的直接相关性。我们发现（100）和（110）衬底的密度分布令人惊讶地相似。然而，在（100）系统中存在比（110）系统大得多的面内有序。对于（100）衬底，我们观察到液体原子吸附到bcc（100）衬底的终止面，有效地
2001-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Finite size melting of spherical solid-liquid aluminium interfaces
利用透射电子显微镜研究了无定形碳包覆纳米锥形铝针的熔化过程。固液界面为球形。对于针与固定的顶角，这个球形界面，半径$R$，降低熔化温度被发现与倒数半径$1/R$成线性比例。然而，通过改变针的顶角，我们发现，降低的熔化温度和半径的倒数之间的比例常数的变化显着。这使我们得出这样的结论，即降低的熔化温度不仅仅由半径的倒数$1/R$控制。相反，我们发现了一个直接的关系之间的降低熔化温度和固-液界面面积和熔融体积之间的比率。
2009-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale Imaging of Iodide-Gold Interactions in Nanoconfined Liquid-Solid Interfaces
Department of Materials, Royal School of Mines, Imperial College London（帝国理工学院皇家矿业学院材料系）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；Univ. Rouen Normandie, INSA Rouen Normandie, CNRS, Groupe de Physique des Matériaux, UMR 6634（鲁昂诺曼底大学，鲁昂诺曼底国立应用科学学院，法国国家科学研究中心，材料物理小组）
本研究利用低温原子探针显微术，揭示了碘化物与金在纳米受限液固界面的相互作用机制，展示了其在电催化和传感领域的应用潜力。
2026-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Step Free Energies at Faceted Solid-Liquid Interfaces from Equilibrium Molecular Dynamics Simulations
在这项工作中，提出了一种基于原子模拟的方法来计算多面固液界面的台阶自由能。该方法被证明是在应用程序中的元素Si（111）界面，与经典的Stillinger-Weber势建模。该方法利用绝热捕获过程，并涉及模拟系统与共存的固体和液体相分离的多面界面含有不同大小的岛屿，计算相应的平衡温度。我们表明，计算的共存温度的界面的几何形状的强烈影响。我们发现，岛的半径是成反比的过热，使我们能够计算步骤自由能拟合模拟数据内的经典成核理论的形式主义。在这项工作中概述的方法铺平了道路，步骤的自由能的计算有关的多面晶体从液体混合物的固化，如在纳米线生长中遇到的气-液-固机制和合金铸造。目前的工作还表明，在低过冷度的Stillinger-Weber原子间势的硅倾向于结晶的纤锌矿，而不是金刚石立方结构。
2012-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Hysteresis effects in the potential-dependent double layer capacitance of room temperature ionic liquids at a polycrystalline platinum interface
该论文已被作者撤回，因为它已提交给Journal of Physical Chemistry C。
2010-01-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Liquid-liquid phase separation at the interface of an evaporating droplet; formation of a regular lattice pattern
本文研究了蒸发座滴界面处的液-液相分离（LLPS）现象，发现盐与聚合物单体在动态界面处的相互作用可引发LLPS，并依据聚合物初始浓度形成凝聚层或规则晶格图案，为利用座滴装置制备规则图案提供了新方法。
2024-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Capillary waves at the liquid-vapor interface and the surface tension of water models
利用分子动力学模拟研究了水的液-气界面上的毛细波。此外，表面张力，从液体-蒸汽界面处的法向和切向压力的差异，确定vacically，比较了一些标准的三点和四点水模型。我们研究了四个三点模型（SPC/E，TIP 3 P，TIP 3 P-CHARMM和TIP 3 P-Ew）和两个四点模型（TIP 4P和TIP 4P-Ew）。所有的模型都低估了表面张力; TIP 4P-Ew模型最接近于再现实验数据。表面张力也可以通过改变界面的表面积由液-气界面处的毛细波的振幅确定。从毛细界面宽度的对数发散的幅度和从传统的热力学方法确定的表面张力同意，只有当密度分布拟合到一个误差函数，而不是一个双曲正切函数。
2006-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Probing Electrified Liquid-Solid Interfaces with Scanning Electron Microscopy
双电层在各种电化学系统中起着关键作用。水溶液中次级电子的平均自由程为纳米量级，这使得它们适合于探测固液电解质界面处的双电层。采用石墨烯作为双电极电化学系统中的电子透明电极，我们表明，石墨烯-液体界面的次级电子产率取决于电解质的离子强度和浓度以及在远程对电极处施加的偏压。这些观察结果与极化引起的双电层内电位分布的变化有关，并证明了使用扫描电子显微镜检查和绘制带电液-固界面的可行性
2020-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Rotational Dynamics and Angular Locking of Nanoparticles at liquid Interfaces
通过分子动力学模拟研究了纳米粒子在两种不混溶液体界面上的不同表面形貌。所采用的方法使我们能够计算在不同的角度取向的纳米粒子的界面自由能。由于它们的原子性质，所研究的纳米颗粒呈现出微观尺度和宏观尺度的几何特征，并且不能被准确地建模为完全光滑的主体（例如，球体、圆柱体）。在某些物理条件下，微尺度特征可以产生比周围介质的热能大得多的自由能势垒。这些能量势垒的存在可以有效地将颗粒“锁定”在相对于液-液界面的特定角取向。这项工作提供了新的见解布朗粒子在液体界面的旋转动力学，并提出了可能的策略，利用微尺度功能与给定的几何特征的影响。
2013-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
In-plane structure and ordering at liquid sodium surfaces and interfaces from ab initio molecular dynamics
已知液态金属表面的原子形成平行于表面的层。我们使用基于密度泛函理论的从头计算分子动力学（MD）模拟方法，分析了液态钠表面层内原子的二维排列。在表面的最近邻分布表明主要是5倍配位，虽然有4倍和6倍配位原子的显着分数。键角分布表明，随着温度向凝固点降低，对应于六重协调的六角排列的原子的角度的移动。我们合理化这些结果与扭曲的六角秩序在表面上，表现出五和六倍协调区域的混合物。液体表面的结果进行比较与经典的MD模拟的液体表面，出现类似的效果，并与从头算MD模拟的模型固-液界面，其中一个显着的转变向六方有序观察到的温度降低。
2007-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial instability of a planar interface and diffuseness at the solid-liquid interface for pure and binary materials
随着凝固速率的变化，会发生形貌和扩散界面的重构。在这篇文章中，我们追求的假设，在凝固过程中的界面配置是由严格的固体和严格的液相之间的区域的熵产生率。我们认为，当一个接口开始迁移时，有几种稳定的配置是可能的。这些包括原子平面、扩散平面、小平面非平面和蜂窝非平面。提供最大熵产生率（MEPR）的配置和地形条件产生最稳定的界面配置。MEPR的原理应用于（1）描述原子级光滑和扩散界面，（2）提供扩散界面厚度和界面区域中伪原子层的数量的定量结果，以及（3）预测作为凝固速度或温度梯度的函数的从平面到非平面小面或非小面胞状形态的转变。60多年来的大量实验研究未能全面验证任何现有的固液界面（SLI）生长不稳定性模型。与MEPR模型，第一次，击穿条件的预测具有相当程度的准确性，为一些二元合金，没有以前的理论模型具有可预测性。该模型考虑稳态凝固在接近和远离平衡条件。
2017-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Method for Computing Short-Range Forces between Solid-Liquid Interfaces Driving Grain Boundary Premelting
我们提出了一种基于分子动力学的方法，用于精确地计算短程结构力的空间扩散的固-液界面在润湿的晶界接近熔点的重叠。该方法是基于在不同的温度下监测的液体层的宽度的波动，以提取作为该宽度的函数的多余的界面自由能。该方法被示出为一个高能量的西格玛9扭曲边界在纯镍。短程排斥驱动预熔被认为是占主导地位的，在比较长程分散和熵力和以前的实验结果，纳米级的层宽度可能只会观察到非常接近的熔点一致。
2008-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Uncovering the effects of interface-induced ordering of liquid on crystal growth using machine learning
结晶过程通常根据所形成的微晶的基本微观结构元素来理解，例如表面取向或缺陷的存在。关于液体结构对晶体生长动力学的作用，人们知道得相当少。在这里，原子模拟和机器学习方法一起使用，以证明在固-液界面附近的液体呈现出显着的结构有序性，这有效地降低了原子的流动性，减缓了结晶动力学。通过对硅和铜的详细研究，我们发现界面诱导有序（IIO）对液体流动性的影响程度随相邻界面的有序程度和性质而变化。背后的IIO各向异性的物理机制进行了解释，它表明，将这种影响的物理动机的晶体生长模型，使生长速率的温度依赖性的定量预测。
2020-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Tuning the two-dimensional electron liquid at oxide interfaces by buffer-layer-engineered redox reactions
极性不连续性和氧化还原反应提供了在氧化物界面产生二维电子液体（2DEL）的替代途径。在这里，我们报告的高迁移率2DELs在界面涉及SrTiO 3（STO）实现使用极性La 7/8 Sr 1/8 MnO 3（LSMO）缓冲层，以操纵极性和氧化还原反应，从无序overlayers在室温下生长。使用共振X射线反射实验，我们量化氧化还原反应从氧化物覆盖层STO以及极性诱导的电子重建在外延LSMO/STO接口。分析揭示了这些效果如何可以结合在STO/LSMO/无序膜三层系统，以产生高迁移率调制掺杂的2DEL，其中缓冲层经历了从钙钛矿到brownmillerite结构的部分转变。这揭示了通过缓冲层的极性不连续性和氧化还原反应之间的相互作用，为功能氧化物界面的设计提供了一种新的方法。
2017-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Boundary conditions and heat resistance at the moving solid--liquid interface
导出了凝固纯熔体固液界面的边界条件。在推导过程中采用了Gibbs界面模型。边界条件既包括体相在界面处的状态量，也包括表征界面表面的量，如表面温度和表面热流。引入表面温度作为自变量，使我们能够描述在界面处的散射能量。对于平面界面的稳态运动，得到了跨相界温度不连续性的表达式。考虑了Kapitza阻力对界面速度的影响。结果表明，热阻导致凝固动力学的非线性，即“速度-过冷度”关系。找到了平面界面稳态运动的条件。
2016-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ginzburg-Landau theory of the liquid-solid interface and nucleation for hard-spheres
利用密度泛函理论的基本测度理论方法，构造了硬球的Ginzburg-Landau自由能泛函。该泛函被用来研究液-面心立方固体平面界面和小固体团簇在液体中成核的性质。平面界面的表面张力与模拟结果吻合较好，固体团簇的性质与经典成核理论一致。
2006-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural Transitions at Ionic Liquids Interfaces
最近的进展，在实验和计算技术允许一个准确的描述离子液体在金属电极上的吸附。现在已经确定，它们采用多层结构，并且层的组成随着电极的电势而变化。在某些情况下，在第一吸附层中的电位驱动的有序转变已被观察到在实验中探测的界面上的分子尺度或分子模拟。这种观点给出了一个概述，目前的理解，这种过渡和它们的潜在影响的物理和（电）化学过程中的接口。特别是，在电化学研究中已经报道了微分电容中的峰、界面处的缓慢动力学和反应性的变化。离子液体和金属电极之间的界面也与它们的摩擦性能高度相关，其电压依赖性为令人兴奋的应用开辟了道路。
2016-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The Excess Proton at the Air-Water Interface: The Role of Instantaneous Liquid Interfaces
水表面pH值的大小仍然是水界面物理化学中一个有争议的话题。最近的理论研究表明，与本体\cite{baer2014toward}相比，质子很少或没有优先位于表面。使用从头算分子动力学模拟，我们重新审视的倾向，过量的质子的空气-水界面的瞬时液体界面的作用，特别关注。我们发现质子倾向于水的表面。质子周围增强的水结构导致存在平行于表面的质子线以及由欠协调拓扑缺陷水分子组成的疏水环境，这两者都为质子限制在表面创造了有利条件。结构化水层内的Grotthuss机制涉及协调一致和紧密间隔的逐步质子跳跃的混合物。质子在第一溶剂化层内靠近或沿着瞬时界面进行漂移。
2017-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Solid Surface Structure Affects Liquid Order at the Polystyrene/SAM Interface
我们提出了一个组合的X射线和中子反射率的研究表征聚苯乙烯（PS）和硅烷化表面之间的界面。由于PS在十二烷基三氯硅烷（OTS）和十八烷基三氯硅烷（OTS）上的滑移速度存在较大差异，本文选择这两种体系进行研究。结果揭示了PS在硅烷化硅上的分子构象。OTS和OTS的分子倾斜的差异由PS的相邻苯环复制。我们讨论了我们的研究结果在微观界面结构和动态性能的聚合物液体在接口之间的潜在联系。
2012-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Connecting local structure to interface formation: a molecular scale van der Waals theory of nonuniform liquids
本文回顾了一个新的和一般的非均匀流体理论，自然地将分子尺度的信息纳入经典的缓慢变化的界面的范德华理论。该方法最佳地结合了两个标准的近似，分子（平均）场论来描述界面的形成和线性响应（或高斯波动）理论来描述局部结构。在非均匀简单流体中的许多不同应用中已经发现了准确的结果，这些想法可能对水的疏水相互作用理论具有重要意义。
2001-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermoelectricity at a gallium-mercury liquid metal interface
本文实验发现汞和镓液态金属界面存在热电效应，其边界电流密度显著高于固态热电，并在磁场下产生反向方位角剪切流，为液态金属电池等应用提供新思路。
2024-09-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.flu-dyn
Local order of liquid water at the electrochemical interface
我们用\emph{ab initio}分子动力学模拟研究了液态水与Pd和Au（111）表面接触时的结构和动力学.我们的结果表明，这两种金属的界面处的水的结构是非常不同的。对于Pd，我们观察到形成两个不同的领域的优先方向，与相反的净界面偶极子。这两个域中的一个域具有很大程度的面内六方有序。对于Au，存在没有面内有序的单畴。对于这两种金属，在界面处的液态水的结构强烈依赖于分散力的使用。在Pd中观察到的结构域的起源与水/水和水/金属相互作用之间的相互作用有关。这种效应强烈地依赖于在界面处发生的电荷转移，并且这不是由现有技术的半经验力场模拟的。
2014-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Universal scaling of electrochemical information transfer at solid-liquid interfaces
School of Engineering, Institute of Science Tokyo（东京科学大学工学院）；Department of Chemistry, Graduate School of Environmental, Life, Natural Science and Technology, Okayama University（冈山大学环境生命自然科学研究科化学系）
研究固液界面电化学信息传递，通过无量纲因子\(u\)得出通用平方反比标度，此标度与探针微观细节无关，将静电屏蔽作为信息传递基本约束，为地下电化学传感提供定量设计原则。
2026-09-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Coexistence of Two Types of Liquid Structures at Platinum-Water Interfaces
本研究利用三维原子力显微镜和广角X射线散射，发现铂-水界面存在两种由表面异质性调控的液体结构，为电化学能量转换提供新见解。
2025-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Diffusion at the liquid-vapor interface
最近，本征采样方法已被开发，以获得，从分子模拟，在经典的毛细管波理论中假设的液-气界面的本征结构。我们在这里的目的是研究在液-气界面的动力学过程，因为这种方法可以跟踪和分析表面分子的运动，从而提供，具有很高的精度，动态信息的分子是“在”界面。我们目前的结果平行和垂直于Lennard-Jones流体的液-气界面的扩散系数，以及其他的时间和长度参数，在这个系统中的扩散过程的特征。我们还获得永久性和居留时间的统计数据。我们的结果的一般性进行测试，通过改变系统的大小和温度，对于后者的情况下，也被认为是现有的碱金属模型。我们的主要结论是，即使扩散系数仍然可以计算，周转过程，其中分子进入和离开内禀表面，是一样重要的扩散。例如，分子穿过分子直径所需的典型时间与其在表面的停留时间非常相似。
2007-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Direct imaging of liquid-nanoparticle interface with atom probe tomography
了解液体-纳米颗粒（NP）界面的结构和化学组成对于广泛的物理，化学和生物过程至关重要。在这项研究中，直接成像的液体-NP界面的原子探针层析成像（APT）的报告为第一次，它揭示了在这个关键领域的分布和关键原子和分子的相互作用。APT样品通过在金属尖端上控制含有纳米颗粒的溶液的石墨烯封装来制备，其中末端半径在50 nm的范围内以允许场电离和蒸发。以悬浮液中的金纳米颗粒（AuNPs）为例，对APT的质谱和三维（3D）化学图的分析提供了具有近原子分辨率的水-金界面的详细图像。在水-金界面处，已经观察到富含水（H2O）分子的双电层（EDL）的形成，这是由柠檬酸三钠层与AuNP之间的结合产生的电荷引起的。在本体水区域中，已显示重构H2O的密度是一致的，反映了石墨烯封装后H2O分子的高度堆积密度。这项研究是第一次演示的直接成像的液体-NP界面使用APT的结果提供了一个原子的液体-NP界面的原子三维解剖。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
SoLiD26: A First Principles Solid-Liquid Interface Dataset for Machine-learned Interatomic Potentials
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
该论文构建了包含1540万个第一性原理原子结构的固液界面数据集SoLiD26，涵盖多种化学元素和界面类型，用于训练和评估机器学习原子间势，并通过MACE模型验证其有效性。
2026-10-22 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.chem-ph
