Lamellar Diblock Copolymers on Rough Substrates: Self-consistent Field Theory Studies
我们提出了两个表面之间的限制，其中的顶部表面是平坦的和底部的波纹的二嵌段共聚物（BCP）的层状相的数值计算。假设波纹状基底具有波数为q_s且振幅为R的横向波动的单个$q$模式。我们专注于基板粗糙度的影响，参数化的无量纲量，qsR，平行和垂直取向的层状相之间的相对稳定性。薄膜约束、弹性形变的能量消耗和表面能的增益之间的竞争引起BCP层片的平行到垂直的转变。采用自洽场论（SCFT），我们研究了临界衬底粗糙度值对应于这个转变。的临界值增加的功能，对两个BCP组件之一的表面偏好，并作为膜厚度的函数。但是，它随着Flory-Huggins参数值的增加而减小。我们的研究结果相当于说明临界值随着BCP分子量或天然BCP周期性的增加而减小。我们进一步表明，粗糙的基板可以克服平行lamellum的形成的情况下，顶面有一个偏好对两个BCP组件之一。我们的研究结果与以前的实验结果吻合得很好，并突出了层状相垂直取向背后的物理条件，这在纳米光刻和其他工业应用中是理想的。
2015-08-18 cond-mat.soft
Diblock copolymer thin films: Parallel and perpendicular lamellar phases in the weak segregation limit
我们研究了两个平坦平行壁之间的薄膜两嵌段共聚物的形态。研究仅限于弱偏析制度低于有序-无序转变温度。计算了垂直和平行于壁的相与完美片层形状的偏差。我们研究了材料间分界面的起伏及其与壁面的夹角，发现与其未扰动位置的偏差可能比强偏析情况大得多。评估弱偏析稳定性的层状相，它表明，表面相互作用，这是二次的单体浓度，有利于垂直层状相。特别是，没有一个优先吸附的壁之间的简并垂直和无阻平行层状相被删除。
2001-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of confinement on the orientational phase transitions in the lamellar phase of a block copolymer melt under shear flow
在这项工作中，我们将一些真实系统的影响纳入剪切流下的取向相变理论（M。E. Cates和S. T. Milner，Phys. Rev. Lett. v.62，p.1856（1989）和G. H. Fredrickson，J. Rheol. 38，p.1045（1994））。特别是，我们研究的剪切细胞边界上的层状相的取向的影响。我们预测，在低剪切速率的平行取向似乎是稳定的。我们表明，有一个临界值的剪切速率在平行取向失去其稳定性和垂直的一个出现紧低于亚稳。我们将这种过渡与从波动到平均场行为的交叉相关联。在较低的温度下，平行取向的稳定性恢复。我们发现，随着剪切速率的增加，垂直取向的稳定区域迅速减小。这种行为可能被误解为最近在文献中讨论的额外的垂直到平行的转变。
2001-04-18 cond-mat.soft
Stability analysis of twist grain boundaries in lamellar phases of block copolymers
在嵌段共聚物的片层相中广泛观察到扭转晶界。的共聚物的介观模型是用来获得固定的配置，包括扭曲晶界，并分析其对长波长扰动的稳定性。所提出的分析是有效的，在弱偏析制度，并包括直接数值解的控制方程，以及多尺度分析。我们发现任意取向差角的扭转边界位形都可以用两个模很好地描述，并得到了它们慢变振幅的方程。边界区域的宽度被视为按$ε^{-1/4}$缩放，其中$ε$是到有序-无序转变的无量纲距离。最后给出了平面边界的线性稳定性分析结果。
2008-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Block copolymer-nanorod co-assembly in thin films: effects of rod-rod interaction and confinement
模拟和实验表明，与嵌段共聚物（BCP）熔体的共组装导致形成垂直于片层轴的侧到侧的纳米棒（NR）的超结构。一个介观模型验证对扫描电子显微镜（SEM）图像的CdSe NR混合聚苯乙烯嵌段聚（甲基丙烯酸甲酯）。然后，它被用来研究的各向异性纳米粒子（NP）的长度在相同的数量级的片层间距的共组装。探索BCP/NP的相图以及NR的时间演化。NR是略大于层状间距被发现旋转和组织侧到侧的倾斜方向相对于接口。强相互作用的纳米粒子被发现占主导地位的共组装，而弱相互作用的纳米粒子是不容易形成聚集体，往往形成良好的有序配置。
2020-04-13 cond-mat.soft
Stability and Orientation of Lamellae in Diblock Copolymer Films
用平均场模型研究了嵌段共聚物中微相分离和层状结构取向的动力学。层状结构的形成和它们的稳定状态进行了探讨，它表明，层状结构是稳定的，不仅为对应于自由能的最小值的结构的周期。稳定λ的波长范围是由一个功能的方法，介绍了这项工作，这是在协议的线性稳定性分析的结果。通过对自由能的广泛分析，研究了嵌段共聚物与限制平面边界的相互作用对层状取向的影响。通过改变在一个边界处的表面性质，发现相对于边界从优先垂直到平行层状取向的过渡，这与边界之间的距离无关。计算机模拟表明，层状取向顺序动力学，这是定量表征的取向序参量和结构因子方面的时间尺度，取决于显着的限制边界的属性，以及对淬火深度。
2013-03-29 cond-mat.soft
Lamellar phase stability in diblock copolymers under reciprocating shear flows
采用介观模型研究了往复剪切流作用下两嵌段共聚物均匀层状相的稳定性。通过单体组合物的（牛顿）剪切粘度的线性依赖性允许微相之间的近似粘度对比。我们首先表明，粘度对比度不影响的基础层状相在一个无界的几何形状的组合物，并且它只耦合弱长波长扰动。然后，提出了一个扰动分析，以解决稳定性的均匀层状结构下的长波长扰动的自洽解决的组成和速度场的扰动。稳定性边界作为聚合物的物理参数、流动参数和层流初始取向的函数而获得。我们发现，所有的方向是线性稳定的参数在特定范围内，但垂直方向一般是稳定的，在一个更大的范围内比平行方向。二次不稳定性是Eckhaus型（纵向）和Z字形（横向）。前者预计不会导致薄片的重新取向，而在第二种情况下，临界波数通常被发现是沿着垂直方向。
2001-09-04 cond-mat.soft nlin.PS
Nucleation of stable cylinders from a metastable lamellar phase in a diblock copolymer melt
从亚稳层状相的稳定的圆柱体相的液滴的成核检查内的单模式近似的Brazovskii模型的二嵌段共聚物熔体。采用液滴界面轮廓的变分分析方法，得到了任意取向圆柱与薄层界面自由能的解析表达式，界面自由能具有各向异性，当圆柱轴垂直于界面时比圆柱沿界面时低。因此，通过Wulff构造计算的液滴形状是透镜状的，沿着圆柱体的轴线变平。根据经典成核理论确定了临界液滴的尺寸和成核势垒。在适用经典形核理论的片层/圆柱相界附近，典型的临界液滴尺寸为30- 400个圆柱，长宽比为4- 10，形核势垒为30- 40 k_BT，当接近平均场临界点时，总的趋势是临界液滴变大，长宽比变大，形核势垒变小。
2003-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Defect removal by solvent vapor annealing in thin films of lamellar diblock copolymers
溶剂气相退火（SVA）是制备无缺陷嵌段共聚物（BCP）薄膜的一种简单、低成本、高效率的方法。溶剂不仅可以削弱嵌段共聚物链段间的相互作用，而且可以改变嵌段共聚物微结构的特征间距。本文从理论上系统研究了在层状BCP薄膜中加入溶剂对BCP有序-无序转变附近缺陷去除的影响。我们发现，片层间距的增加，是由添加溶剂引起的，有利于更有效地去除缺陷。层状嵌段共聚物薄膜中特定缺陷的稳定性由两个关键的可控参数：嵌段共聚物溶胀量和溶剂蒸发速率给出。我们的研究结果突出了SVA机制，获得无缺陷的BCP薄膜，是高度期望在纳米光刻和其他工业应用。
2019-10-05 cond-mat.soft cs.NA math.NA
Intradomain phase transitions in flexible block copolymers with self-aligning segments
我们研究了柔性嵌段共聚物（BCP）的模型，其中有一个焓偏好的局部对齐，之间的喜欢嵌段。我们描述了一个概括的自洽场论（SCFT）的灵活BCP，包括通过一个Landau-DeGennes自由能与极性或极性序参量的二嵌段共聚物的一个组件的片段间的取向相互作用。我们研究了这个模型的平衡态的数值，使用伪谱方法来解决链构象统计中存在的自洽扭矩产生的链段间的对齐力。应用这一理论的层状域的结构组成的对称二嵌段拥有一个单一的块的“自我调整”，极性段，我们显示了空间复杂的段序参量（段导演字段）内出现一个给定的层状域。由于BCP相分离产生空间上不均匀的取向顺序的片段，即使在没有明确的片段内的对齐力，BCP的指向矢字段，以及层状域形成的热力学，表现出高度非线性的依赖于块间偏析（$χN$）和对齐的焓（$\varepsilon$）。具体而言，我们预测的稳定性的新阶段的层状秩序，其中不同的区域的对齐共存于一个单一的介畴，并自发地打破对称性的层状图案的组合物在熔体中通过在平面内倾斜的董事在中心的类似组合物域。我们进一步表明，在类比中的Freedericksz过渡在受限向列相，弹性成本重新定向段内的域，如所描述的弗兰克弹性，增加阈值$\varepsilon$需要诱导这种域内相变。
2018-02-13 cond-mat.soft
Particle-Mediated Tuning of Defect Stability in Lamellar Block Copolymer Systems
Institute of Physics, Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）；Instituto de Física del Sur (IFISUR), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional del Sur（南方物理研究所（IFISUR），阿根廷国家科学研究委员会（CONICET），南方国立大学）
该研究用混合粒子/金兹堡-朗道模型，探究胶体颗粒尺寸与表面图案化对层状嵌段共聚物中位错对形成能的调控规律，为控制其拓扑缺陷稳定性提供了定量指导。
2026-09-01 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Kinetics of phase transition from lamellar to hexagonally packed cylinders for a triblock copolymer in a selective solvent
利用时间分辨小角X射线散射（SAXS）研究了聚苯乙烯-b-聚（乙烯-co-丁烯）-b-聚苯乙烯（SEBS）三嵌段共聚物在聚苯乙烯（PS）的选择性溶剂邻苯二甲酸二丁酯（DBP）中从层状相（LAM）向六方填充圆柱相（HEX）转变的动力学。由于DBP对PS嵌段的溶剂选择性，我们在比LAM相更低的温度下观察到在核中具有EB嵌段的HEX相。对远低于LAM-HEX转变温度的深温淬火的SAXS数据的分析表明，转变发生在一个单步过程中。我们计算的散射使用的几何模型的波纹层与相邻层完全不同相的转换过程中。计算与数据的一致性进一步支持了从LAM到HEX的深度淬火的连续转化机制。相比之下，对于接近OOT的浅淬火，我们发现与两步成核和生长机制的协议。
2007-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear induced alignment in a model of a block copolymer
采用介观模型研究了均匀剪切流场中嵌段共聚物层状结构的稳定性。我们首先获得了稳态剪切流和振荡剪切流下的非线性层状解。这些解决方案的存在的区域被确定为模型的参数和流量的函数。最后，我们解决的稳定性的层状解决方案对长波长的扰动。
1999-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Weak Segregation Theory and Non-Conventional Morphologies in the Ternary ABC Triblock Copolymers
本文将Leibler弱分凝理论推广到熔融态两嵌段共聚物中，并考虑了文中定义的二阶壳层谐波的贡献，建立了线性和杂臂三元ABC三嵌段共聚物的相图。中间嵌段对侧链无选择性的对称线性共聚物不仅能发生连续的ODT转变为层状相，而且能转变为各种非常规的立方相（取决于中间嵌段组成，它可以是简单立方、面心立方或非中心对称相，揭示了首次预测在熔融嵌段共聚物中出现的空间群No.214的对称性）。对于非对称线性ABC共聚物的组合物的区域被发现，其中弱隔离的螺旋（双螺旋）相之间存在的平面六边形和层状或一个非常规的立方相的非常临界点。相比之下，miktoarm ABC嵌段共聚物与它的臂非选择性相对于其他两个显示出一个显着的倾向，对强隔离，这是由增加的稳定性的常规BCC相和一个特殊的弱隔离BCC相（BCC 3），其中占主导地位的谐波属于第三协调领域的倒易晶格之前。开发的理论的有效区域进行了讨论，并概述了线性和miktoarm共聚物的组成三角形。
2005-06-08 cond-mat.soft
Orientational transitions in symmetric diblock copolymers on rough surfaces
我们提出了一个模型，解决了对称的嵌段共聚物，如PS/PMMA在光滑和粗糙表面上的取向转变。与粗糙固体表面接触的平行和垂直层状相的变形自由能计算为表面粗糙度振幅和波长的函数，以及聚合物层状周期性（分子量）。我们找到一个解析表达式的取向转变。这个表达式进行了比较，并同意最近的实验与六种不同的聚合物分子量和表面制备。
2005-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Compositional and orientational ordering in rod-coil diblock copolymer melts
本文研究了单分散棒-盘嵌段共聚物熔体的相行为。我们推导出一个朗道自由能泛函的组成和一个有序序参量。棒块之间排除的体积相互作用由有吸引力的Maier-Saupe相互作用建模。棒和线圈块之间的不相容性是由通常的Flory-Huggins相互作用建模。对于一个大的体积分数的棒，从各向同性的过渡到近晶C观察到降低温度时，而对于小的棒体积分数，球形，六边形，和层状结构占上风。在近晶C相中，杆相对于片层法线的取向角从接近于近晶/近晶-C相边界的35度至40度迅速增加至45度至55度之间的值。
2002-04-02 cond-mat.soft
Structural changes in block copolymer solution under shear flow as determined by nonequilibrium molecular dynamics
本文报道了对称二嵌段共聚物微分凝溶液的非平衡分子动力学计算机模拟。随着聚合物浓度的增加，系统经历以下顺序的相变：体心立方（BCC）胶束、六方（HEX）圆柱体、螺旋状（GYR）双连续网络和层状（L），这是已报道的嵌段共聚物熔体的相同形态。结构分类是基于各向异性静态结构因子和特征三维图像的模式。然后使BCC胶束（$ρσ^{3}=0.3$）和HEX圆柱（$ρσ^{3}=0.4$）相中的系统经受稳定的平面剪切流。在弱剪切流中，两个系统中的分凝域倾向于重新排列成滑动平行的密排层，其法线在剪切梯度的方向上。在较高的剪切速率下，两种体系均呈垂直的片层结构，其法线沿中性方向。剪切速率的进一步增加导致片层间距的减小，而没有任何进一步的结构转变。两个临界剪切速率值，对应于不同的结构行为的分界被发现。
2003-10-06 cond-mat.soft
Orientation selection in lamellar phases by oscillatory shears
为了解决的选择机制，是负责在振荡剪切下观察到的嵌段共聚物中的独特的层状取向，我们使用的应力张量的耗散部分，尊重单轴对称的层状相的本构律。平行和垂直于剪切方向的两个域分离的界面被证明是流体动力学不稳定的，类似于剪切下分层流体的薄层不稳定的情况。所得的二次流打破平行和垂直层状取向之间的简并性，导致在聚合物和剪切的参数的某些范围内的优选垂直取向。
2006-01-17 cond-mat.soft
Evolution of entanglements during the response to a uniaxial deformation of lamellar triblock copolymers and polymer glasses
采用粗粒分子动力学模拟，研究了层状结构下苯乙烯-（嵌段）-丁二烯-（嵌段）-苯乙烯（SBS）三嵌段共聚物在玻璃态（S）/橡胶态（B）交替层结构变形时相互缠结的演化.通过改变每个阶段之间的循环链的数量，即非交叉链，可以生成不同类型的S/B接口定义。一个特定的边界驱动拉伸应变协议已被开发，以模仿“真正的”实验和测量的应力-应变曲线。相同的协议也适用于一个参考状态，包括在一个定向玻璃态均聚物，以及各向同性玻璃态聚合物。在整个变形过程中，从未变形的样品的初始相互纠缠的演变进行了监测。它示出了所有考虑的系统，初始缠结主要参与的应力-应变曲线的预屈服制度，该网络在应变硬化制度脱粘。对于具有非零交叉链的三嵌段，交叉链的数量越少，初始纠缠网络在后屈服区的记忆效应越长。在飞行中的纠缠分布，离开postyield政权，描绘记忆效应和长时间的相关性在应变硬化制度。对于三嵌段，环链加强了这些效果。
2011-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Parallel and Perpendicular Lamellae on Corrugated Surfaces
我们考虑了波纹表面上平行和垂直片层的相对稳定性。该模型可应用于液晶的近晶相、短链两亲物的层状相和长链嵌段共聚物的层状相。波纹表面通过具有特定高度的单个$q$模式横向波纹来建模。由于与表面的化学相互作用，靠近表面的层状结构发生变形。弹性形变的能量消耗和表面能的增益之间的竞争决定了平行或垂直层状取向（相对于表面）是优选的。我们的主要结果总结在两个相图，每个表现出从平行到垂直方向的过渡线。相图取决于三个系统参数：片层的自然周期性，表面波纹的周期性和振幅。对于固定的片状周期性（或聚合物链长度），随着表面波纹幅度的减小和/或其周期性的增加，平行取向是首选的。即，对于具有以长波长为中心的小波纹的表面。对于固定的周期性，平行取向对于小的周期性振幅和/或大的周期性振幅是优选的。我们的研究结果是在最近的实验结果进行的PS-PMMA（聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯）在层状相的薄嵌段共聚物膜，并与几个波纹表面接触。
2003-04-15 cond-mat.soft
Orienting thin films of lamellar block copolymer: the combined effect of mobile ions and electric field
我们研究了A/B二嵌段共聚物的薄膜，其处于限制在两个平行板（电极）之间的层状相，所述两个平行板（电极）在膜上施加恒定电压。弱偏析极限是通过一个金斯堡-朗道自由能扩展探索。我们专注于平行和垂直取向的层状相的相对稳定性，以及它们是如何受到四个实验可控参数的变化的影响：除了自由离子，A和B块之间的离子溶解度的差异，A/B块之间的介电对比度，和优先的相互作用能量的板与块。据发现，在一般情况下，离子的加入降低了临界电压需要重新定向的lamicum从平行于板，垂直于他们。当离子优先溶解在板不优选的块中时，获得临界电压的最大降低。当该块的介电常数具有更高的值时，这种降低甚至进一步增强。这些预测都有待实验验证。
2018-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Equilibrium Onions?
我们证明了一个稳定的平衡多层（“洋葱”）相在纯层状系统（没有过量的溶剂）由于足够负的高斯曲率模量的可能性。洋葱相是稳定的非线性弹性模量耦合到一个多分散的尺寸分布（阿波罗包装），以允许空间填充没有明显的弹性变形。该模型进行了比较，共聚物装饰层状表面活性剂系统的实验，具有合理的定性协议。
2004-07-01 cond-mat.soft
Block Copolymer at Nano-Patterned Surfaces
我们提出了在图案化表面的嵌段共聚物的层状相的数值计算。我们模拟对称的二嵌段共聚物膜形成层状相和层状相的排列和取向的几何和化学表面图案化的效果。计算是在自洽场论（SCFT），其中半隐式松弛计划是用来解决扩散方程。两个具体的设置，最近的实验的动机，进行了调查。在第一种方法中，将薄膜放置在印有长化学条纹的表面上。条纹更有利地与两个块中的一个块相互作用，并且在大范围的系统参数中诱导垂直取向。然而，该系统被发现是敏感的，其初始条件，有时会陷入一个亚稳的混合状态，由平行和垂直取向的畴。在第二个设置中，我们研究了薄膜的结构和取向时，它被压在一个硬槽模具。模具表面更喜欢的两个组件之一，这种设置被发现是优越的诱导一个完美的垂直层状取向的系统参数范围很广。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Micelle shape transitions in block copolymer/homopolymer blends: comparison of self-consistent field theory with experiment
与均聚物共混的二嵌段共聚物可以自组装成球形、圆柱形或层状聚集体。这些结构之间的转变可以通过改变均聚物分子量或二嵌段的分子量或组成来驱动。使用自洽场论（SCFT），我们重现这些影响。我们的研究结果与X射线散射和透射电子显微镜测量Kinning，Winey和托马斯和良好的协议被发现，虽然形成圆柱形和层状结构的趋势有时被高估，由于我们忽略了边缘效应，由于这些聚集体的有限大小。我们的研究结果表明，自洽场论可以提供详细的信息，孤立的嵌段共聚物聚集体的自组装。
2009-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress Relaxation in Diblock Copolymers
我们研究了两嵌段共聚物在强分离层状中间相中的应力松弛。我们考虑链高度拉伸的极限，其连接点局限于狭窄的接口。在距离界面一定距离$z$处，薄片可被分成“应力团”，在频率$ω$处具有定义良好的局部模量$G(z,ω)$。对于滑动（压缩）应力，总模量在整个层中串联（并联）传递。我们评估的本地$G(z,t)$，这表明，对于一个给定的高度，一个非常广泛的弛豫时间谱。
2001-02-13 cond-mat.soft
Organization of Block Copolymers using NanoImprint Lithography: Comparison of Theory and Experiments
我们目前的纳米压印实验和建模的薄膜的嵌段共聚物（BCP）。纳米压印光刻用于在远大于自然层状周期性的距离上垂直排列层状相。建模依赖于在二维和三维中进行的自洽场计算。我们得到了一个很好的协议与纳米压印光刻设置。我们发现，在结晶平衡，有序的嵌段共聚物薄片是更好地对齐时，薄膜沉积在均匀的平面表面。
2011-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase Behavior of Melts of Diblock-Copolymers with One Charged Block
本文采用耗散粒子动力学方法研究了嵌段共聚物熔体的相行为。假设所有的Flory-Huggins \c{hi}参数均为0，证明了电荷关联吸引力可以单独引起具有长程序的微相分离，通过改变不带电块体的体积分数和静电相互作用参数λ构建了相图。将所得相图与相应的中性二嵌段共聚物的相图进行了比较。令人惊讶的是，这些相图之间的差异是相当微妙的;观察到相同的相位，并且如果λ参数被认为是“有效的”\c{hi}参数，则ODT点的位置是相似的。接下来，我们研究了取决于链长N的层状结构的ODT的位置。结果表明，对于不带电荷的二嵌段共聚物，产物\c{hi} crN几乎不依赖于N，而对于具有一个带电荷嵌段的二嵌段共聚物，我们观察到λcrN随着N的增加而显著增加。这可以归因于相反熵阻止有序结构的形成。这是支持的研究ODT在二嵌段共聚物与带电的嵌段和抗衡离子交联的带电单体单元。在显著较低的λ值下观察到此类系统的ODT，其中在较长的链长N下差异更明显。研究了所获得的有序结构中反离子的扩散，并与具有相同带电基团数量但结构均匀的系统的情况进行了比较;发现片层平面内某个方向的扩散系数高于均匀结构中任何方向的扩散系数。
2019-05-05 cond-mat.soft
Numerical investigation of local defectiveness control of diblock copolymer patterns
我们通过适当的基底设计，数值研究了自组装二嵌段共聚物图案的局部缺陷控制。我们使用非局部Cahn-Hilliard（CH）方程的相分离动力学的两嵌段共聚物。我们离散的非局部CH方程的锥形沟槽设计的无条件稳定的有限差分格式，特别是，我们使用狄利克雷，诺依曼，和周期性的边界条件。在狄利克雷边界的值来自能量最小化的平衡层状配置文件。我们使用Gauss-Seidel迭代法求解所得离散方程。我们进行了各种数值实验，如通道宽度，通道长度，和角度上的相分离动力学的影响。模拟结果与以往的实验观测结果一致。
2016-09-15 cond-mat.soft
Co-assembly of Janus nanoparticles in block copolymer systems
嵌段共聚物是控制胶体局部化的理想基质。此外，各向异性纳米颗粒如Janus纳米颗粒具有额外的取向自由度，这可以在由嵌段共聚物制成的高度有序材料的形成中发挥关键作用。这项工作提出了一种介观模拟方法来断言Janus纳米粒子在嵌段共聚物混合物中的共组装，发现了许多与纯Janus胶体分散体相关的聚集和有序构型形成的实例。与化学上均匀的中性纳米粒子的比较确定了Janus纳米粒子不太容易引起沿层状域的桥接，因此是在界面处分离纳米粒子的破坏性较小的方式。不对称嵌段共聚物和不对称Janus纳米颗粒的组合可以导致胶体在嵌段域之一内的偶数层中的组装。
2019-08-12 cond-mat.soft
Universality of Block Copolymer Melts
对对称二嵌段共聚物熔体的五种不同粗粒模型的模拟进行了比较，以证明一个通用的（即，模型无关）的自由能对聚合度$\overline{N}$不变的依赖性，并研究有序-无序转变（ODT）的普遍性质。ODT似乎表现出两种制度：非常长的链（$\overline{N} \gtrsim 10^{4}$）系统很好地描述了弗雷德里克森-赫尔方德理论，它假设弱隔离附近的ODT。系统较小，但实验相关的值，$\overline{N} \lesssim 10^4$，经历强烈隔离无序和层状相之间的过渡，虽然普遍，是不充分描述的任何现有的理论。
2014-02-05 cond-mat.soft
Interfaces and Grain Boundaries of Lamellar Phases
采用一个简单的朗道自由能泛函的层状和无序相之间的界面，和层状相内的晶界，进行了研究。前者使用分析，近似的方法在弱偏析限制，导致密度分布，可以延伸到许多波长的层状相。后者进行了数值和精确的研究。我们发现一个变化，从光滑的人字形配置典型的小倾角扭曲的欧米茄配置在大倾角与实验一致。
1998-03-25 cond-mat.soft
Three-phase coexistence with sequence partitioning in symmetric random block copolymers
我们询问的宏观和微观结构相的可能共存的随机Q-嵌段共聚物建成的不相容的单体类型A和B具有相等的平均浓度。在我们的微观模型中，一个嵌段包含M个相同的单体。块体型层序的分布是马尔可夫分布，并以相关系数λ为特征。在无序状态下，通过降低温度增加不相容性χ，形成已知的有序相：当λ > λ c时，形成两个宏观富A相和富B相共存;当λ < λ c时，形成波数为k（λ）的微结构（片层）相。此外，我们在λ-χ平面中发现了这三个阶段共存的第四个区域，具有不同的非马尔可夫序列分布（分馏）。分馏揭示了我们的分析推导出的多相自由能，这明确占共存阶段之间的交换个别序列。三相区域要么从宏观相通过富含交替序列的第三个片状相到达，要么从片状状态开始，通过两个额外的均相、富含均聚物的相到达。这些初始相以零体积分数出现。相图的四个区域相交于一个多临界点（λ c，χ c），在该点A-B偏析消失。这种分析方法对片层相采取了弱偏析的假设，特别是在（λ c，χ c）附近是可靠的。对于无规三嵌段共聚物，Q=3，我们发现这一点的字符和临界指数的变化与每个嵌段的单体数M显着。Q=3的连续链限制M -> \infty的结果进行了比较，数值自洽场论（SCFT），这是准确的大隔离。
2011-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Defect-free Perpendicular Diblock Copolymer Films: The Synergistic Effect of Surface Topography and Chemistry
我们提出了一个直接的自组装机制对获得无缺陷的垂直层状相的嵌段共聚物（BCP）薄膜。在我们的数值研究中，一个薄的BCP膜具有平坦的顶部表面上铸造的单向波纹固体基板。该基材经过化学处理，对两种BCP组分之一的偏好较弱。采用自洽场论（SCFT），我们发现，有一个增强的协同作用之间的两个基板特性：其地形（几何粗糙度）结合弱表面偏好。这种协同作用产生了理想的垂直层状相与完美的面内有序。无缺陷的BCP层状相是可再现的几个随机的初始状态，并获得了一系列的基板粗糙度和化学特性，即使是一个单向的多模基板粗糙度。我们的理论研究表明，可能的实验，将探讨单向基板抛光和化学表面处理之间的相互作用。这可能导致获得具有无缺陷横向对准的BCP膜的可行且经济的方式。
2016-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Correlated disorder in random block-copolymers
我们研究了一个随机的Flory-Huggins参数在对称的二嵌段共聚物熔体，这是预计发生在一个共聚物，其中一个嵌段是接近其结构的玻璃化转变的效果。在干净的限制，两个块之间的微相偏析导致一个弱的，波动引起的一阶过渡到层状状态。使用一个重整化群的方法与副本的技巧相结合来治疗的淬火无序，我们表明，超过临界无序强度，这取决于聚合物链的长度，转变的字符被改变。该系统成为占主导地位的强随机性和玻璃状，而不是有序的层状状态发生。有效的无序分布的重整化导致非局部的无序相关性，反映了强烈的组成波动的聚合物链的回转半径的规模。这种行为的原因被证明是链长依赖的作用的临界波动，这是不太重要的较短的链，变得越来越相关的聚合物长度的增加和清洁的一级转变变得更弱。
2005-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Magnetic alignment of block copolymer microdomains by intrinsic chain anisotropy
利用\textit{in situ} X-射线散射研究了嵌段共聚物在磁场作用下的自组装过程中固有链磁化率各向异性的作用。排列的层状中间相上观察到的无序-有序过渡与所得的取向顺序成反比的冷却速率冷却。我们讨论的磁化率各向异性，$Δχ$，驱动对齐的起源，并计算其幅度使用粗粒度的分子动力学样品的表面束缚链的构象，发现$Δχ\approx 2\times10^{-8}$。从依赖于场的散射数据，我们估计晶粒的$\approx1.2$ $μ$ m是存在于对齐过程中。这些结果表明，固有的各向异性是足够的，以支持强大的场诱导的中间相排列，并提出了一个通用的策略，在嵌段共聚物的取向顺序的字段控制。
2015-09-03 cond-mat.soft
Understanding the Lithium Ion Transport in Concentrated Block-Copolymer Electrolytes on a Microscopic Level
研究通过分子动力学模拟揭示了高浓度块状共聚物电解质中锂离子传输机制及结构特征。
2025-12-22 cond-mat.soft physics.chem-ph
Tilt grain boundary instabilities in three dimensional lamellar patterns
我们确定了一个有限的波数不稳定性的90 $^{\circ}$倾斜晶界在三维层状相，这是不存在的二维配置。给出了边界缓变振幅或包络方程的稳定性分析以及序参量模型方程的直接数值解。不稳定模式涉及二维扰动的平面底边界，并抑制纯一维扰动。我们发现，最不稳定的波数和它们的增长率增加与$ε$，无量纲距离阈值的层状相。
2004-11-10 cond-mat.soft
Quantifying Fluctuation/Correlation Effects on the Order-Disorder Transition of Symmetric Diblock Copolymers
使用快速的非格子蒙特卡罗模拟与实验可访问的波动，我们报告的第一个系统的研究明确量化的移位的有序-无序转变（ODT）的对称二嵌段共聚物的平均场预测$χ^*$。我们的模拟是在一个正则系综与可变盒长度，以消除限制的周期性边界条件上的层状周期。在我们的模拟和平均场论中使用了完全相同的模型系统（哈密顿量）;因此，ODT移位是由于后者忽略了波动/相关性。虽然发现了$χ^* / χ^*_{\rm MF} - 1 \propto \bar{\mathcal{N}}^{-k}$，其中$\bar{\mathcal{N}}$表示不变的聚合度，但$k$在$\bar{\mathcal{N}}$值附近降低，该值对应于聚合物链段作为硬球的紧密堆积，表明了短程相关效应。
2012-01-22 cond-mat.soft
Nano-scale buckling in lamellar block polymers: a molecular dynamics simulation approach
定向嵌段共聚物在垂直于层方向的拉伸试验中表现出屈曲不稳定性。在本文中，我们使用粗粒度的分子动力学模拟的方法来研究这种行为。用类自由基聚合方法制备了具有交替玻璃橡胶层的层状共聚物的粗粒模型，并研究了其力学响应。对于足够大的系统，垂直于层流方向的单轴拉伸试验揭示了低应变下屈曲失稳的发生。出现从分子模拟的结果相比，弹性理论的屈曲不稳定性介绍阅读和同事。在高应变率下，屈曲应变和屈曲波长的弹性理论和模拟结果之间观察到显着差异。我们解释了这种差异的应变率依赖的机械响应。一个简单的模型，考虑到在机械响应的应变率的影响，提出合理化的结果在低和中等应变率。在非常高的应变率，空穴发生在橡胶相的样品，并限制了该方法的有效性。
2013-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microphase transitions of block copolymer/homopolymer under shear flow
采用细胞动力学模拟方法研究了嵌段共聚物/均聚物混合物在稳态剪切流场中的相行为。随着剪切速率的增加，层状结构发生了由横向到平行再到垂直的相变，这是剪切流动与浓度波动相互作用的结果。流变特性，如法向应力差和剪切粘度，都与层流方向密切相关。此外，我们还具体探讨了弱剪切和强剪切两种不同初始状态下的相行为和序参量，认识到热历史的重要性。如果我们想得到我们想要的结果，就必须在适当的时候施加剪切场。这些结果为在实验和工程技术中通过施加剪切流来制备有序、无缺陷的材料提供了一种简便的方法。
2015-06-26 cond-mat.soft
Solvent-induced morphological transitions in methacrylate-based block-copolymer aggregates
聚（环氧乙烷）- $\textit{b}$ -聚（甲基丙烯酸丁酯）（PEO- $\textit{b}$ -PBMA）共聚物最近已被鉴定为用于合成分级纳米多孔材料的优异的结构单元。然而，虽然实验已经揭示了它们形成双连续相和囊泡的潜力，但它们的相和聚集行为的一般情况仍然缺失。通过分子动力学模拟，我们在这里应用我们最近的粗粒度模型的PEO- $\textit{b}$ -PBMA研究其自组装在水和四氢呋喃（THF）和揭示了发生的一个广谱的中间相。特别是，我们发现，该三元体系的形态相图在高共聚物浓度下包含双连续相和层状相，在低共聚物浓度下包含有限尺寸的聚集体，如分散片或盘状聚集体、球形囊泡和棒状囊泡。这些中间相的形态可以通过调节THF/水的相对含量来控制，这对自组装的动力学以及所得的平衡结构具有显著的影响。我们的研究结果揭示了迷人的潜力的PEO- $\textit{b}$ -PBMA共聚物的纳米结构材料的模板合成，并提供了一个指导方针，以微调其性能，通过准确地选择THF/水的比例。
2020-03-06 cond-mat.soft
Block Copolymers in Electric Fields: A Comparison of Single-Mode and Self-Consistent Field Approximations
我们比较了两种理论方法，介电二嵌段共聚物熔体在一个外部电场。第一个是相对简单的分析展开的相对共聚物浓度，并包括与该扩展一致的全部静电贡献。在有序-无序转变点，即弱偏析极限附近是有效的。第二个采用自洽场（SCF）理论，包括在任何共聚物分离的自由能的全部静电贡献。它更精确，但计算量更大。最近的实验的动机，我们探讨了一段相图中的三维参数空间的块结构，相互作用参数和外部电场。在这两种模型内的层状，六方和扭曲的体心立方（bcc）相的相对稳定性进行了比较。随着电场的增大，相图中畸变体心立方相区在三相点以上收缩消失，在三相点处片层相、六方相和畸变体心立方相共存。我们研究了在外场作用下体心立方相的形变。虽然球的伸长是更大的单模膨胀比全SCF理论预测的，该计划的一般特征是令人满意的协议。这表明了简单理论在探索性计算中的普遍效用。
2005-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self Consistent Field Theory of Twist Grain Boundaries in Block Copolymers
应用自洽场论研究了嵌段共聚物熔体的扭曲晶界。整个晶界的单体的分布，以及作为扭转角的函数的每单位面积的晶界自由能。我们定义了一个材料间的分割表面，以比较它与最小的表面已经提出。我们的计算表明，划分表面是不是一个最小的，但线性堆叠的位错似乎是一个更好的表示它的大多数角度比Scherck的第一个表面。
2000-05-24 cond-mat.soft
Coarse-graining diblock copolymer solutions: a macromolecular version of the Widom-Rowlinson model
我们提出了一个系统的粗粒度表示的嵌段共聚物，从而每个嵌段被减少到一个单一的“软斑点”和有效的内部以及分子间的相互作用的块的质量中心之间的行为。粗粒化的方法被施加到简单的非热晶格模型的对称AB二嵌段共聚物，特别是Widom-Rowlinson-like模型，其中相同物种的块表现为理想的聚合物（即自由互穿），而相反物种的块相互避免散步。这种不相容性驱动微相分离的共聚物溶液中的半稀释制度。一个适当的，一致的反演程序是用来提取有效的分子间和分子内的潜力从Monte Carlo结果的块中心的质量在无限稀释极限的对分布函数。
2005-07-15 cond-mat.soft
Shear induced grain boundary motion for lamellar phases in the weakly nonlinear regime
我们研究了一个外部施加的振荡剪切运动的晶界，分离不同取向域的层状相的二嵌段共聚物的效果。剪切流中的Swift-Hohenberg方程的直接数值解用于弱非线性和低剪切频率的限制中的横向/平行晶界的情况。我们集中在区域的参数，其中横向和平行层流线性稳定。剪切导致相对于平行区域的横向区域中的过量自由能，这又被朝向横向区域的边界的净运动耗散。所观察到的边界运动是刚性平流的流动和序参量扩散的组合。后者包括破裂和重联的lameprazole，以及弱埃克豪斯不稳定性的边界区域足够大的应变振幅，导致缓慢的波数重新调整。净平均速度随频率和应变幅值的增加而增加，并且可以通过控制方程的多尺度扩展来获得。
2003-11-06 cond-mat.soft
Phase behavior of symmetric diblock copolymers under 3D soft confinement
基于自洽场理论研究了三维软约束下对称嵌段共聚物的相行为，发现约束程度与均聚物选择性调控产生堆叠层状及洋葱状等丰富形态，并揭示了两者间的一阶可逆转变。
2024-08-27 cond-mat.soft
The Implications of Grain Size Variation in Magnetic Field Alignment of Block Copolymer Blends
最近的实验已经强调了线圈-线圈二嵌段共聚物，特别是聚（苯乙烯-b-4-乙烯基吡啶）（PS-b-P4 VP）中的固有磁各向异性，其使得磁场在几特斯拉的场强下对齐。在这里，我们认为两个低分子量（MW）的lamallae形成PS-b-P4 VP系统的对齐响应。在无序-有序转变温度（$\mathrm{T_{odt}}$）上冷却导致较高MW样品（5.5K）的强对准，而对于较低MW系统（3.6K）几乎没有可辨别的对准。在其他相同的场强和冷却速率条件下的这种差异表明，在这些材料的缓慢冷却期间产生不同的平均晶粒尺寸，在较高MW的材料中形成较大的晶粒。共混嵌段共聚物得到均匀的样品，其显示介于两个纯二嵌段之间的$\mathrm{T_{odt}}$、d-间距和粒度。类似地，配向质量随着共混物中较高MW二嵌段的浓度而显示出平滑变化，并且晶粒尺寸同样在由纯二嵌段设定的极限之间内插，在高与低MW纯二嵌段中观察到的晶粒尺寸差异为3.5倍。这些结果强调了颗粒生长动力学在决定嵌段共聚物场响应方面的重要性，并提出了操纵此类动力学的非常规途径。
2017-03-22 cond-mat.soft
Ordering of block copolymer microstructures in corner geometries
将嵌段共聚物有序化为层状微结构是一种有吸引力的途径，用于在太小而不能通过当前光刻技术构建的尺度上创建纳米粒子。这利用了一种称为图形外延的技术，其中使用形貌来定义图案的对准，以精确放置图案特征。这种方法的一个问题是，由于几何挫折，laminate无法保持拐角周围的连续性。我们使用扩展的Cahn-Hilliard方程的模拟结果表明，这个问题可以通过使用圆角来解决。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Aggregation of hydrophobic-amphiphilic block copolymers
本文利用平均场理论系统研究了局部两亲性嵌段共聚物的自组装形态，构建了随组成、结构和侧基参数变化的形态图，揭示了胶束、囊泡及多核复合胶束的形成规律。
2024-12-28 cond-mat.soft
The effect of homopolymer adding on aggregation behavior in amphiphilic triblock copolymers containing rigid blocks
School of Science, Inner Mongolia University of Science and Technology（内蒙古科技大学理学院）
本研究利用晶格自洽场理论，发现添加均聚物可调控含刚性嵌段两亲性三嵌段共聚物的胶束聚集与重排行为，其效果取决于棒状嵌段长度和浓度，为理解刚性核胶束生长机制提供参考。
2026-09-30 cond-mat.soft
Tuning Diblock Copolymer Morphology by Adding Associative Homopolymers
本文通过模拟研究二嵌段共聚物与可逆缔合均聚物的共混体系，揭示超分子缔合模式对层状形貌、团簇结构和均聚物扩散动力学的调控机制，并与范德华作用体系进行对比。
2025-04-09 cond-mat.soft
Interfaces in Diblocks: A Study of Miktoarm Star Copolymers
我们研究了AB $_n$杂臂星形嵌段共聚物在强分离极限，重点是AB界面在确定相行为中所起的作用。我们开发了一个扩展的扭结路径的方法，使我们能够探索界面形状的能量依赖。我们考虑一个单参数的界面族来研究非对称恒星中的柱状到片状的转变。我们与最近的实验结果进行了比较。我们讨论了在界面能最小化的情况下，A15晶格的球形胶束的稳定性。我们证实了我们的理论，通过实施一个数值精确的自洽场论探测的相图和AB接口的形状。
2004-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Improved Density Functionals for Predicting Block Copolymer Domain Structure and Phase Behavior
本研究开发了QCE和AQCE密度泛函，用于预测嵌段共聚物域结构，显著降低周期和轮廓误差，并准确再现相图拓扑，且可扩展至其他体系结构。
2026-10-07 cond-mat.soft
Non-Conventional Structural Phase Transitions and Amphiphobic Matter
本文的目的有两个方面。首先，通过唯象的考虑，我表明，同样的常规相（体心立方，六角平面和层状），这样的非常规相，如简单的立方，面心立方，众所周知的双回转体以及其他一些相可以是稳定的临界点附近的系统进行有序-无序和有序-有序的转变。一般的相图表示的强度，所谓的角度依赖性的第四个顶点存在这些非常规阶段。接下来，我证明通过直接Leibler样的微观考虑的三元ABC嵌段和接枝共聚物，这些真实的系统，揭示这些非常规的阶段，甚至接近临界点。特别地，具有相对于两侧嵌段非选择性的长中间嵌段的三元ABC嵌段共聚物特别倾向于形成螺旋相。一个新的立方非中心对称相和其他一些立方相也首次被预测存在作为最稳定的低温相，而不是层状的。这种相行为被认为是常见的一类新的材料，我们建议称之为双疏性，因为它们的（大）分子至少由三种相互不相容的单体组成。
2004-05-24 cond-mat.soft
