A two-dimensional nematic phase of magnetic nanorods
我们报道了一种混合中间相,它由非离子表面活性剂双层层状相之间的磁性纳米棒组成。磁场诱导的纳米棒的有序性的实验测量和建模的二维Onsager理论,包括第三维里系数。纳米棒被强烈地限制在层中,从一层到下一层没有取向耦合。在高体积浓度下,它们表现出自发的面内取向有序,并形成一个独立的二维有序体系的堆栈。这种各向同性-相变是一级的。
2015-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Filling the void in confined polymer nematics: phase transitions in a minimal model of dsDNA packing
为了了解细菌病毒衣壳内dsDNA基因组的空间填充组织的复杂光谱,我们研究了一个最小的,粗粒度的单链模型,该模型密集地填充到一个有限的球形体积中。我们建立了模型的三个基本要素-i)链端的情况下,ii)平行链排列的趋势和iii)链段的均匀面密度的偏好-到一个聚合物的封闭链的非线性理论。给定的几何约束的问题,我们表明,轴对称填料落入三种拓扑结构之一:同轴线轴;简单的螺线管;和扭曲的螺线管。其中,只有扭转螺线管填充的体积,而不存在线状向错,或空隙,因此一般优选在不可压缩的限制。这个简单的模型的热力学行为的分析揭示了丰富的行为,一个通用的序列的阶段,从空状态的小容器的大小,同轴线轴配置在中间尺寸,最终让位,通过二阶,破环过渡,扭转螺线管结构以上的临界球尺寸。
2011-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nematics with quenched disorder : violation of self-averaging
我们考虑的各向同性到液晶的转变,液晶局限于气凝胶主机,并假设气凝胶作为一个随机场。我们通常会发现自我平均被违反了。对于弱一阶的体跃迁,自平均的破坏是如此严重,甚至相关长度变成非自平均:在这种情况下没有相变。对于更强的一阶体跃迁,违反自平均是温和的,并观察到相变。
2010-09-02 cond-mat.stat-mech
Structure and dynamics of reentrant nematics: Any open questions after almost 40 years?
液晶由于其相态的多样性和应用的丰富性而引起了人们极大的兴趣。一般物理对称性和特定分子特征的相互作用产生了无数不同的现象。液晶的一个令人惊讶的行为是当温度、压力或浓度变化时相的重入性。在这里,我们回顾了主要的实验事实和不同的理论方案,指导理解散装重入向列相。最近,一些局限于纳米尺度的系统的计算机模拟发现了新的动力学特征的重入的双相。我们讨论了这个预测与现有的实验证据,可重入向列相,并在强封闭环境中的液体动力学。
2011-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Effective free energy method for nematic liquid crystals in contact with structured substrates
我们研究了一种液晶的相行为,该液晶被限制在具有强锚定的平坦衬底和图案化衬底之间,图案化衬底的结构和局部锚定强度是不同的。通过首先评估表征图案化衬底的有效表面自由能函数,我们推导出受限液晶的有效自由能的表达式。然后,我们确定相图涉及一个均匀的状态,其中的取向的董事几乎是均匀的和一个混合对齐的取向的状态,其中的董事通过细胞的变化。为了检验有效自由能方法的预测,进行了自由能泛函的直接最小化。我们发现从这两种方法计算的相界之间非常好的协议。此外,有效能量方法允许一个确定的能量势垒之间的两个国家在一个电子器件。
2007-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective Order Decouples Boundary Selection from Macroscopic Chirality in Confined Active Matter
School of Engineering and Sciences, Universidad Adolfo Ibáñez(阿道夫·伊巴涅斯大学工程与科学学院)
该研究揭示受限活性物质中,壁处局部取向与宏观环流方向由不同物理过程决定,壁选局部取向,集体有序性决定其是否控制全局流动。
2026-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory and simulation of the confined Lebwohl-Lasher model
本文用蒙特卡罗模拟和平均场论讨论了受限几何条件下液晶的Lebwohl-Lasher模型。材料膜夹在两个平面平行板之间,所述两个平面平行板经由表面强度$ε_s$耦合到相邻自旋。我们考虑的情况下,在两个墙壁的青睐的路线是相同的(对称细胞)或不同的(不对称或混合细胞)。在后一种情况下,我们证明了存在一个{ \it单}相变在板的所有值的细胞厚度。这种转变以前在窄晶胞的区域中观察到过,其中涉及的两种结构对应于不同的双折射指向矢排列。通过研究更广泛的细胞,我们表明,过渡实际上是通常的各向同性的,以密封(毛细管)过渡下的情况下,拮抗表面力的限制。我们展示了一个广泛的膜厚值的结果,并讨论了使用平均场模型的现象。
2011-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behavior of the Confined Lebwohl-Lasher Model
本文用Lebwohl-Lasher模型研究了受限双光子晶体的相行为。对于三维系统,该模型表现出不连续的向列-各向同性相变,而相应的二维系统显然表现出连续的Berezinskiii-Kosterlitz-无向列相变。在本文中,我们研究的相变的Lebwohl-Lasher模型之间的限制在不同宽度的平面狭缝,以建立纯平面模型和三维系统之间的中间情况下的行为,并与以前的估计的临界厚度,即狭缝宽度的过渡从连续到不连续的开关。
2010-07-13 cond-mat.stat-mech
Nematic order in the vicinity of a vortex in superconducting FeSe
我们提出了一个在外加磁场诱导的涡旋附近超导电性和超有序相互作用的唯象理论。涡核中的向列有序性得到了很大的增强。结果,涡核变成椭圆形。对于零磁场下存在弱体向列序的情况,涡核的场致偏心率在远离涡核的地方呈缓慢的幂律衰减。相反,如果是场诱导的,则偏心率仅限于涡核。我们讨论了我们的结果与最近关于FeSe的扫描隧道显微镜实验的相关性(Song等人,Science 332,1410(2011))。
2011-11-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Isotropic-nematic phase equilibria of polydisperse hard rods: The effect of fat tails in the length distribution
我们研究了长度多分散性硬棒的相行为,在一个简化版本的Onsager模型内处理。我们给出了一个详细的描述系统的不寻常的相位行为时,杆长分布有一个“脂肪”(如对数正态)的尾巴到一些有限的截止。系统中相对大量的长杆强烈地影响相行为:各向同性云曲线,它定义了随着密度的增加,第一次出现一个无定形相的地方,表现出一个扭结;在这一点上,共存的无定形阴影相的性质不连续地变化。尽管长度分布是单峰的,但在云曲线的扭结附近存在一个狭窄的三相各向同性-双相共存区。在大截止极限下,给出了各向同性云曲线和各向同性阴影曲线的理论推导。这两条曲线在极限处相互折叠。共存的各向同性相和均质相基本上是相同的,唯一的区别是均质相包含更多的最长的棒;较长的棒也是唯一显示出任何显着均质有序的棒。有限但大的截止的数值结果支持的理论预测的渐近标度的所有量的截止长度。
2002-10-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Continuous Paranematic-to-Nematic Ordering Transitions of Liquid Crystals in Tubular Silica Nanochannels
测量了在直径为10 nm、长度为300 μ m的平行二氧化硅通道中吸收的棒状致伸缩剂(7 CB、8 CB)的光学双折射,并与热致体行为进行了比较。的取向顺序的限制液晶,量化的单轴液晶有序参数,不断演变的paramematic和paramematic状态之间,相反,不连续的各向同性到非线性体相变。一个朗道-德热内斯模型表明,由二氧化硅壁施加的取向有序场的强度超过了一个临界阈值,该阈值将不连续的从连续的paranematic-to-doppler行为分开。淬火无序的影响,归因于壁的不规则性,离开的转变温度的影响只有轻微的,尽管强大的有序领域的渠道。
2008-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Isotropic-Nematic Interface with an Oblique Anchoring Condition
我们提出的数值和分析结果的单轴和双轴顺序在各向同性的界面内Ginzburg-Landau-deGennes理论。我们研究的情况下,施加一个斜锚定条件渐近的界面的一侧,再现以前的工作结果时,这种条件减少到平面或homoeotropic锚定。我们构造物理动机和计算灵活的单轴和双轴顺序的变分配置文件,比较我们的变分结果从最小化的金斯堡-朗道-德Gennes自由能得到的数值结果。虽然标量单轴和双轴序参量的空间变化被限制在界面附近,但粘弹性要求指向矢取向在界面位置处的平面或各向同性锚定与无穷远处的边界条件之间线性插值。界面处的平面锚定或各向同性锚定的选择取决于Ginzburg-Landau-deGennes弹性系数L_2的符号。我们的变分计算与我们的数值计算是密切一致的,并同意定性与密度泛函理论和分子模拟的结果。
2009-08-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational orders of small anisotropic molecules confined in slit pores
本文研究了小各向异性参数的硬高斯重叠分子在两个平面平行的无结构硬壁中的相行为。我们的调查的基础上,标准的常数NPT蒙特卡罗分子模拟导致我们一些有趣的发现。对于小的各向异性分子,α相在本体中是不稳定的,而如果壁之间的距离足够小,则可以形成取向有序相。该结果表明,形成液晶相所需的分子伸长在限制中比在体相中小。考虑到分子伸长的大小,计算结果表明小分子液晶可能存在禁闭状态。
2003-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hard rods in a cylindrical pore: the nematic-to-smectic phase transition
本文用Onsager的第二维里理论研究了圆柱约束对平行硬棒系统相行为的影响。硬杆表示为直径为$D$且长度为$L$的硬圆柱体,而圆柱形孔为直径为$W$的无限大。壁和杆之间的相互作用是硬排斥的,并且假定分子平行于孔的表面(平面锚定)。在非常窄的孔隙($D<W<2 D$)中,结构是均匀的,系统表现为一维Tonks气体。对于较宽的孔,由于壁-颗粒相互作用导致平均排除体积降低,因此出现不均匀的流体结构。大块向列-近晶A相变被不均匀的向列相和近晶A相之间的转变所取代。近晶相相对于介晶相是不稳定的,以减小孔宽度;这种效应对于$W<10 D$变得显著。对于$W>100 D$,由于壁的短程效应($\sim 3-4D$),体相和受限流体的结果一致。
2013-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Potential of Mean Force between a Spherical Particle Suspended in a Nematic Liquid Crystal and a Substrate
我们考虑一个系统,其中一个球形粒子悬浮在一个封闭的液晶之间的两个墙壁。利用蒙特卡罗模拟计算了液晶介导的球与衬底间的平均力势。使用三种方法:一个传统的蒙特卡罗方法,伞抽样,和一个新的技术,结合了规范的扩展系综模拟与最近提出的密度的状态形式主义。后一种方法提供了明显的优点,因为它确保了相空间的良好采样,而无需系统的能量景观的先验知识。由此产生的潜在的平均力,计算作为一个功能的正常之间的距离的球体和表面,表明该球体被吸引到表面,即使在没有吸引力的分子相互作用。
2002-08-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polydomain growth at isotropic-nematic transitions in liquid crystalline polymers
通过对含时的Ginzburg-Landau方程的积分,研究了液晶聚合物中各向同性-非对称相变的动力学。在棒状聚合物的浓溶液中,聚合物的旋转扩散常数Dr受到周围聚合物的几何约束的严重抑制,使得棒状分子仅沿其棒状方向扩散。在相变的早期阶段,具有几乎平行取向的棒状聚合物组装形成一个平行的多畴。这种具有特征长度l的多域模式随着时间的推移在三维(3D)中以l~1/4的比例律随着自相似性而增长。在后期,旋转扩散变得显著,导致增长指数从1/4到1/2的交叉。通过求解二维含时的Ginzburg-Landau方程,我们还研究了一对向错在受限系统中的时间演化。如果向错之间的初始距离小于某个临界长度,它们会相互接近并湮灭;然而,在较大的初始间距下,它们会稳定下来。
2011-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active nematic-isotropic interfaces in channels
本文利用数值模拟方法研究了受限有源液晶中各向同性(I)相与非各向同性(N)相界面的流体力学行为。在低活性下,观察到具有恒定形状和速度的稳定界面分离两相。对于垂面通道中的向列相,NI过渡处的界面速度从零开始增加(i)与收缩系统的活性成线性关系,(ii)与伸展系统成二次关系。有趣的是,由于界面处的作用力,向列相对于收缩系统会膨胀,而对于伸展系统则会收缩。由于活动和温度都影响的稳定性,在稳定制度的活性向列相的温度可以被调谐到观察静态界面,提供了一个操作定义的共存的活性向列相和各向同性相。在更高的活动,超出稳定的政权,观察到的界面不稳定性的可伸展向列相。在这种状态下,缺陷在界面处成核并远离界面,这些缺陷的动力学是有规律的,并且在有限的活动范围内渐近持续。我们使用了改进的混合模型的有限差分和格子玻尔兹曼方法与多弛豫时间碰撞算子,其精度允许我们来表征不同的界面制度的动力学。
2019-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Disclination loop behavior near the nematic-isotropic transition
我们研究了Lebwohl-Lasher模型和相关模型中向列-各向同性一级相变附近的向错环的行为。我们发现,两个独立的措施的转变温度,自由能和向错线段的分布,给出基本相同的值。我们还计算了周长p的向错环的分布函数D(p),并将其拟合为拟指数形式。在跃迁之下,D(p)呈指数下降,而在跃迁附近,它以近似等于2.5的幂律指数衰减,这与跃迁处的循环“井喷”一致。在一个修改后的Lebwohl-Lasher模型与一个强烈的一阶过渡,我们能够测量的向错线张力在过渡,这是太小,在Lebwohl-Lasher模型测量的跳跃。我们还测量了向错环的负电荷,发现在原始和修改后的Lebwohl-Lasher模型中,都有大的环带负电荷,而较小的孤立环则没有。总体而言,两种模型中拓扑缺陷的性质非常相似。
2001-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagram, confining strings, and a new universality class in nematopolar matter
该研究构建向列序与极性序共存的最小模型,揭示三相相图、独特临界普适类及由恒定张力弦禁闭的拓扑缺陷对。
2025-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech