Structural complexity in monodisperse systems of isotropic particles
最近的研究表明，相同的各向同性粒子可以形成复杂的晶体和准晶体。为了理解粒子间相互作用与其所稳定的结构之间的关系，研究了一类双尺度势的相行为。在二维中，相图具有许多先前在实验和模拟中观察到的相。三维系统包括每个晶胞有30个粒子的σ相，以前没有在模拟中生长，以及非晶态，我们发现在分子动力学中不可能结晶。我们认为，在单分散系统中的结构复杂性的外观有关的竞争最近邻距离和讨论的影响，我们的结果为大分子的自组装。
2008-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Frenkel's entropy-exchange mechanism in monodisperse, nearly hard-sphere colloids: minimal perturbations to access fluid-crystal coexistence
University of Missouri（密苏里大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
研究通过引入最小扰动揭示近硬球胶体中熵交换机制，展示轻微增强振动熵可实现相分离所需的熵交换。
2025-12-19 cond-mat.soft
Reversible self-assembly of patchy particles into monodisperse icosahedral clusters
我们系统地研究了简单的补丁球模型，可逆地自组装成单分散二十面体集群的设计。我们发现，最佳的补丁宽度是结构特异性（补丁必须足够窄，积极选择所需的集群）和动力学可及性（他们必须足够宽，以避免动力学陷阱）之间的妥协。类似地，为了获得好的产率，温度必须足够低以使簇是热稳定的，但是簇还必须具有足够的热能以允许不正确形成的键断裂。有序团簇可以通过许多不同的动力学途径形成，包括直接成核和涉及大的无序中间体的间接途径。后一种途径与降低温度时中间斑块宽度发生的折返液体到气体的转变有关。我们还发现，组装过程是强大的不准确的补丁位置达到一定的阈值，它是可能的，以取代五个离散的补丁与一个单一的环形补丁没有显着的损失产量。
2007-04-26 cond-mat.soft q-bio.BM
The elusive fluid-and-crystal coexistence state in simulations of monodisperse, hard-sphere colloids
本文探讨了单分散纯排斥硬球（MPRHS）模拟中难以实现自发流体-晶体共存态的问题，分析了熵竞争机制及绕过亚稳态的方法，指出Frenkel机制的计算证明需依赖大型系统与精细硬度扰动。
2025-11-03 cond-mat.soft
Glassy dynamics in monodisperse hard ellipsoids
我们提出的证据从计算机模拟单分散硬椭球体悬浮液中的玻璃态动力学。在平衡状态下，近似球形的椭球体表现出从各向同性相到旋转相的一阶转变。当过压缩的各向同性相位到旋转政权，我们观察到超Arkanius减慢扩散和松弛，伴随着两步放松的位置和取向的recruitators。这种效应足够强，可以应用模式耦合理论的渐近定律。玻璃态动力学在单分散体系中是不寻常的。通常，尺寸的多分散性或颗粒物质的混合物是防止结晶的先决条件。在这里，我们表明，轻微的粒子不等作为一个足够的来源的混乱。这为玻璃形成所需成分的问题提供了新的线索。
2008-05-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
On the phase behavior of hard aspherical particles
我们使用数值模拟来了解理想球形的随机偏差如何影响硬颗粒形成面心立方晶体结构的能力。以硬球系统为参考，我们确定了形状多分散和单分散非球面硬颗粒系统的流固共存压力。我们发现，当粒子是足够的各向同性，共存压力可以预测从一个线性关系，涉及产品的两个简单的几何参数表征的非球面性的粒子。最后，我们的研究结果使我们能够直接洞察这些系统的结晶极限合理化的经验数据获得类似的单分散系统。
2010-12-21 cond-mat.soft
Coupled Leidenfrost States as a Monodisperse Granular Clock
利用事件驱动的分子动力学模拟，我们表明，简单的单分散颗粒限制在耦合列可能振荡作为一种新型的颗粒时钟。为了触发这种振荡，系统需要克服重力进入密度反转状态，在每个柱中，高密度聚集相由气体状低密度相（莱顿弗罗斯特效应）从下面支持。我们的分析表明，密度反转结构和相位之间的弛豫动力学可以放大柱之间的任何小的不对称性，并导致巨大的振荡。振荡只发生在耦合强度的中间范围内，并且相应的相图可以普遍地用密度反转结构的特征高度描述。提出了一个最小的两相模型，线性稳定性分析表明，振荡的触发机制可以解释为一个可切换的两参数Hopf分岔。该模型的数值解也重现类似的振荡动力学的模拟结果。
2016-06-11 cond-mat.soft
Large difference in the elastic properties of fcc and hcp hard-sphere crystals
本文报道了单分散硬球胶体fcc和hcp晶相弹性常数的数值计算。令人惊讶的是，这些弹性常数中的一些是非常不同的（高达20%），即使两种晶体结构的自由能，压力和体积压缩性非常接近相等。因此，硬球晶体的适度变形可以使hcp相比fcc相更稳定。这一发现对设计图案化模板以生长胶体hcp晶体具有启示作用。我们还发现，在紧密堆积下，面心立方和六方晶系晶体的六方层之间的距离（c/a比）有一个很小但很显著的差异。
2003-05-20 cond-mat.soft
Description of hard sphere crystals and crystal-fluid interfaces: a critical comparison between density functional approaches and a phase field crystal model
在材料科学中，相场晶体方法已成为流行的结晶过程的模型。相场晶体模型本质上是Landau-Ginzburg型模型，它应该可以从所讨论的系统的基本微观描述中推导出来。我们提出了一个研究经典的密度泛函理论在三个阶段的近似导致一个特定的相场晶体模型，我们讨论了适用性的限制，从这些近似模型的结果。作为一个测试系统，我们选择了单分散硬球的三维悬浮液。我们讨论的密度泛函理论的水平是基本的测量理论，二阶泰勒展开，和最小相场晶体模型。我们计算了共存密度，空位浓度在晶相，界面张力和界面序参量配置文件，我们比较这些数量的模拟结果。本文还提出了一种拟合相场晶体模型自由参数的方法。
2012-06-22 cond-mat.soft
Close-packed floating clusters: granular hydrodynamics beyond the freezing point?
单分散颗粒流常常发展出颗粒六方密堆积的区域。我们调查这种效果在一个系统的非弹性硬球驱动从下面的“热”板。分子动力学模拟表明，在很宽的参数范围内，一个紧密堆积的集群支持的低密度区域。令人惊讶的是，稳态密度分布，包括紧密堆积的集群部分，以及描述的Navier-Stokes颗粒流体动力学（NSGH）的一个变种。我们建议一个简单的解释NSGH的成功超过冰点。
2003-05-28 cond-mat.soft
Determining fluid-crystal phase boundaries for a binary hard-sphere mixture using direct-coexistence simulations
Utrecht University（乌得勒支大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
本文提出一种直接共存方法，用于二元混合物中流-晶体相界准确确定，通过分析晶面选择对相界精度的影响，验证了该方法的鲁棒性和实用性。
2026-04-20 cond-mat.soft
On the phase diagram of Mackay icosahedra
利用MonteCarlo和分子动力学模拟研究了Mackay二十面体单分散体系的平衡相行为。我们将二十面体定义为由排列在麦凯二十面体表面的一组Lennard-Jones亚粒子组成的多原子分子。相图包含流体相、结晶相和旋转体相。我们发现，有吸引力的二十面体分子的行为类似于硬几何二十面体的致密晶格填充和旋转晶体相已经确定之前。我们表明，这两个阶段的形式下吸引力的相互作用。当从致密晶体堆积加热系统时，首先过渡到旋转晶体，然后再过渡到流体相。
2018-10-08 cond-mat.soft
Active diffusing crystals in a 2D non-equilibrium system
Rutgers University–New Brunswick（罗格斯大学新不伦瑞克分校）；Johannes Gutenberg University - Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；Technion-IIT（以色列理工学院）；New York University（纽约大学）
该研究揭示了二维非平衡系统中活性扩散晶体的相变行为，通过控制排斥力参数ε实现自组织，展示了从有序晶体到无序液体的相变过程。
2025-12-22 cond-mat.soft
Dynamics in field-induced biaxial nematic liquid crystals of board-like particles
双轴向双折射（$N_B$）液晶具有新颖的电光特性和更快的开关时间，被认为是下一代显示器设计的有希望的候选材料。虽然在分子尺度上它们的存在仍在争论中，但由理论和模拟支持的实验证据已经明确证明，合适的胶体颗粒确实可以在特定条件下形成$N_B$流体。虽然这一发现引发了广泛的兴趣，表征的相位行为的$N_B$液晶，显着较少的注意力已致力于研究其传输性能。为了弥补这一差距，通过动态蒙特卡罗模拟，我们已经调查了场致$N_B$相包括单分散硬立方体的平衡动力学。特别是，我们计算了长时间的自扩散系数的长方体在很宽的范围内的各向异性，跨越扁长到扁圆的几何形状。此外，我们已经比较了这些扩散率与那些，在切换外部场关闭，在相同密度下的各向同性或单轴向的稳定的双相测量。我们的研究结果表明，虽然长长方体扩散速度显着加快双轴向列相比在较不有序的流体，我们没有观察到这样的增加与扁长方体在高包装分数。我们表明，这些变化是最有可能的，由于场诱导冻结的轴垂直于的方向，随着大量增加所产生的$N_B$相的顺序。
2022-09-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Short- and long-term avalanche dynamics in 1D-printed microfluidic crystals
该研究探究了1D打印微流控晶体的雪崩动力学，发现微滴链坍塌的重排波传播特性与坍塌方向相关，粗粒度动力学先线性后平稳，且粗糙基底可防止坍塌，为颗粒系统动力学研究和微流控精准打印提供了支撑。
2024-06-20 cond-mat.soft
Liquid crystal self-assembly of upconversion nanorods enriched by depletion forces for mesostructured material preparation
已知单分散棒状胶体颗粒自发地形成双相和近晶相液晶相，但是它们的自组装通常从基本软凝聚态物理的角度来利用。在这里，我们证明，由右旋糖酐和表面活性剂等非吸附聚合物驱动的耗尽相互作用可用于将光子上转换纳米棒的自组织丰富为取向有序的向列型和近晶状膜胶体超结构。我们研究了热力学相图，并展示了随后的复合材料所表现出的偏振相关的光子上转换，这是由固体纳米结构的独特性质和液晶自组织所实现的长程有序的叠加而产生的。最后，我们讨论了我们的方法，利用自组装由于空间和静电相互作用，以及吸引力耗尽力，可以使技术使用的溶致胶体液晶和介观结构复合材料，使他们能够，即使当他们形成的各向异性纳米粒子具有相对较小的纵横比。
2017-12-28 cond-mat.soft
Reentrant and Isostructural Transitions in a Cluster-Crystal Former
通过模拟研究了一个简单团簇晶体形成体系的低温行为。相行为被发现是高斯核和可穿透球模型之间的混合。该系统还表现出一系列的重入结晶和熔融循环，以及不同的占有率的晶体之间的关键同构转变。由于晶格位置的产生和湮灭，该系统进一步显示出不寻常的和有趣的软化后压缩。
2012-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cluster crystals for Brownian particles with combined soft and hard-core repulsive interactions
在热平衡和某些情况下，以软排斥相互作用的颗粒系统已知形成簇晶体，即颗粒聚集体的周期性排列。我们在这里研究如何修改这些状态的存在下，一个额外的硬核排斥，占颗粒大小。为此，我们考虑一个二维布朗粒子系统通过一个势相互作用，该势包括一个硬核和一个软核（GEM-α型）排斥项。该系统显示出不同的阶段，我们专注于在制度中形成的簇晶体。我们考虑两种情况：在低温下，团簇内的颗粒也显示出有序结构（晶体团簇-晶体相），而在较高温度下，团簇内的颗粒在空间上是无序的（流体团簇晶体）。对于消失温度，得到了团簇之间的典型距离和团簇内粒子的典型距离的能量的显式表达式，这有助于理解所涉及的不同力之间的平衡。还讨论了温度修正。
2018-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium Fluid-Crystal Interfacial Free Energy of Bcc-Crystallizing Aqueous Suspensions of Polydisperse Charged Spheres
界面自由能是亚稳熔体结晶过程中的一个中心量。在带电胶体球的悬浮液中，成核和生长动力学可以从光学实验中准确地测量。在以前的工作中，从这个数据有效的非平衡值之间的界面自由能的新兴体心立方核和相邻的熔体在依赖于熔体相和结晶相之间的化学电势差，使用经典的成核理论。观察到界面自由能的严格线性增加作为增加的亚稳定性的函数。在这里，我们进一步分析了五个带电球体和一个二元混合物的水悬浮液的数据。我们利用一个简单的外推方案，并解释我们的研究结果，鉴于特恩布尔的经验规则。我们的第一个估计的减少界面自由能，$σ_{0,bcc}$，共存的平衡流体和bcc-晶体相之间是几个$k_BT$的顺序。它们的值是不相关的任何静电相互作用参数，而是显示出系统的减少，增加尺寸多分散性和较低的值的混合物相比，纯组分。同时，$σ_0$与冻结熵也呈现近似线性相关。因此，严格单分散带电球体的平衡界面自由能可能更大。
2015-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the coarse-grained density and compressibility of non-ideal crystals: general theory and an application to cluster crystals
利用经典的密度泛函理论分析了一般晶体的等温压缩性。我们的方法可以用于均匀和无应变的晶体包含一个任意高密度的局部缺陷。我们首先对微观颗粒密度进行粗粒化，然后获得弹性理论的关联函数和热力学导数的长波长极限。我们明确表明，长波长极限的微观密度关联函数不同于等温压缩。它也不能从散射实验中测得的静态结构因子中获得。我们将我们的理论应用于由软粒子组成的晶体，这些软粒子可以多次占据晶格位置（“簇晶体”）。在一个扩展的温度范围内，多重占用导致强烈的局部无序。我们测定了团簇晶体的等温压缩系数、晶格占据数及其关联函数的涨落和色散关系。我们还讨论了它们的低温相图。
2015-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Influence on Crystal Nucleation of an Order-Disorder Transition among the Subcritical Clusters
成核的研究通常集中在临界簇的性质上，但是晶格内缺陷的存在意味着核的群体必然通过具有不同程度的结构无序的前临界簇的分布而演变，从而形成生长稳定的晶体。要调查的作用前临界集群在成核中发挥，我们开发了一个简单的热力学模型晶体成核的集群大小和集群的顺序，使我们能够改变的工作，而不影响临界集群的属性形成的前临界集群的程度。系统的稳态和瞬态成核行为，然后进行了数值研究，不同的微观有序动力学。我们发现，该模型表现出一个通用的有序无序转变的前临界集群。独立的类型的有序动力学，增加无序的前临界集群的可访问性降低了稳态成核速率和成核滞后时间。此外，自由能表面和微观有序动力学之间的相互作用导致三个不同的成核途径。
2021-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A comparative study between two models of active cluster-crystals
我们研究了一个系统的活性粒子与软排斥相互作用，导致一个活跃的簇晶相在两个维度。我们使用两种不同的模型的主动力-主动布朗粒子（ABP）和奥恩斯坦乌伦贝克粒子（AOUP）-并专注于它们之间的类比和差异。我们研究了系统中出现的不同相，特别是在空间中漂移而不被改变的有序图案的形成。我们开发了一个有效的描述，捕捉ABP和AOUP的稳定集群的一些属性。作为一个额外的点，我们限制这样一个系统在一个大的通道，为了研究之间的相互作用的集群晶体相和众所周知的积累附近的墙壁，一个典型的现象的活性粒子。对于小的活动，我们发现集群连接到墙壁和变形，而对于大值的主动力，他们崩溃的条纹平行于墙壁。
2019-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cluster Glasses of Semiflexible Ring Polymers
我们提出了计算机模拟的非打结非级联半柔性环聚合物的浓缩溶液。与它们的柔性对应物不同，收缩涉及强烈的能量惩罚，有利于环的相互渗透和聚集。我们调查的质量中心的环在非晶簇相，由无序列的扁长的扁长的环束穿透的缓慢动力学。散射函数揭示了自我和集体运动的显著解耦。质量中心之间的相关性表现出缓慢的松弛，如预期的初期玻璃化转变，表明动态逮捕的集群位置。然而，自相关在更短的时间尺度上衰减。这个特征是单个环在团簇矩阵上快速、连续交换和扩散的表现。我们的研究结果揭示了一种新的情况下，在一个简单的单分散系统的玻璃形成，其特征在于自集体解耦，软笼和温和的动态异质性。
2013-12-11 cond-mat.soft
Clusters in sedimentation equilibrium for an experimental hard-sphere-plus-dipolar Brownian colloidal system
在这项工作中，我们使用的结构和动力学的沉降平衡，在重力的存在下，检查，$via$共聚焦显微镜，布朗胶体系统中存在的外部电场。零场状态方程（EOS）是硬球状态方程，没有颗粒尺寸的重新标度，流体动力学对长时间自扩散系数的修正与硬球状态方程的期望值在数量上是一致的。注意确保无量纲引力能（相当于佩克莱数$Pe_g$）和偶极强度$Λ$都是单位阶数。在外部电场的存在下，各向异性的链链簇的形式，这种团簇形成表现出本身与一个平台的外观时，无量纲的偶极强度$Λ\sim 1$的扩散系数。这种链-链簇状态的结构和动力学检查两个粒径的单分散系统。
2015-07-30 cond-mat.soft
Monte-Carlo study of Compositional Heterogeneity in Multicomponent Cluster Crystals
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Yusuf Hamied Department of Chemistry, University of Cambridge（剑桥大学优素福·哈米德化学系）；Wenzhou Institute of the University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学温州研究院）；Faculty for Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学与物理学院）
通过蒙特卡洛模拟和密度泛函理论，研究二元团簇晶体中由密度驱动的从均匀混合态到异质“合金”状固体的转变，揭示其由团簇与去混合不稳定性竞争控制，并导出定量标度律。
2026-06-02 cond-mat.soft
Nucleation and structural growth of cluster crystals
本文在指数n=4的广义指数模型中研究了团簇晶相的形核过程。由于零分离的这对势的有限值，在高密度下，系统形成具有多个占据的晶格位置的簇晶体。在这里，我们调查的微观机制，导致从一个过冷液体在相图的低温区域的簇晶体的形成。使用分子动力学和伞采样，我们计算的自由能作为系统中最大的结晶核的大小的函数，并比较我们的结果与经典成核理论的预测。采用键序参量的基础上的Voronoi镶嵌来区分不同的晶体结构，我们分析了平均组成的晶核。我们发现，即使在多占据的面心立方晶体是结晶稳定相的条件下，成核成体心立方簇晶体是强烈的首选。此外，我们还研究了粒子在过冷液体和团簇晶体中的迁移率。在团簇晶体中，单个粒子的运动被一个简单的反应-扩散模型捕获，该模型先前引入来模拟氢键的动力学。
2016-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Cluster glasses of ultrasoft particles
我们目前的分子动力学（MD）模拟结果的超软，完全可穿透的颗粒的稠密流体。这些是一个二元混合物和一个多分散的颗粒质点系通过广义指数模型，这是已知的，以产生相应的单分散系统的簇晶相相互作用。由于颗粒尺寸的分散性，在这项工作中研究的系统不结晶，形成无序的簇相。聚类过渡出现作为一个平稳的过渡到一个政权，其中粒子大多位于集群，孤立的粒子是罕见的。内部团簇结构的分析揭示了大颗粒和小颗粒的微观偏析，在二元混合物中具有较强的均配位。当温度进一步降低到团簇转变温度以下时，团簇质心的运动急剧减慢，从而发生团簇玻璃化转变。在簇玻璃中，扩散系数保持有限，并显示激活的温度依赖性，表明在簇玻璃中的松弛发生通过粒子跳跃在一个几乎逮捕矩阵的集群。最后通过与蒙特卡罗模拟的比较，讨论了微观动力学对输运性质的影响。
2012-09-07 cond-mat.soft
Complex Smectic Phases in Polymer Grafted Shape-Uniform Cellulose Nano-Crystals
通过分子动力学模拟研究短链接枝对纤维素纳米晶体液晶有序性的影响，发现不同接枝密度可调控向列相及多种近晶相的出现与消失，揭示了现有模型未涵盖的新液晶相行为。
2024-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Study of flow of crystals and deformable particles in a channel and the effective segregation of soft and hard particles
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
本研究通过分子动力学模拟研究了二维可变形颗粒在通道中的流动特性，并观察到软硬颗粒在小通道宽度下的有效分离。
2026-03-04 cond-mat.soft
Clustering Dynamics of SiO2-Pt Active Janus Colloids
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究SiO2-Pt活性Janus胶体在动态聚集体 regime 中的聚集体动力学，揭示了聚集体形成机制的转变及预测性描述。
2026-01-07 cond-mat.soft
Colloidal crystal growth at externally imposed nucleation clusters
我们研究的条件下，以及如何施加的固定的胶体颗粒在规定的位置集群触发晶体成核从亚稳胶体流体。采用动态密度泛函理论的冻结和布朗动力学方法模拟了具有偶极相互作用的二维胶体体系。外部施加的成核簇涉及菱形晶格上的胶体颗粒或沿着由间隙隔开的两个线性阵列。晶体生长发生在成核簇的峰首先松弛到稳定块状晶体的切口之后。
2008-02-15 cond-mat.soft
Cluster Crystals in Confinement
由于与皇家化学学会的技术版权问题，这篇论文已被作者撤回。
2008-11-25 cond-mat.soft
Crystal nucleation of hard spheres using molecular dynamics, umbrella sampling and forward flux sampling: A comparison of simulation techniques
在过去的几年里，已经引入了几种模拟方法来研究罕见的事件，如成核。在本文中，我们研究了晶体成核率的硬球使用三个这样的数值技术：分子动力学，前向通量采样和贝内特-钱德勒型理论的成核势垒是确定使用伞采样模拟。将所得的成核速率与Harland和Van Megen [J.L. Harland和W. van Megen，Phys.Rev.E55，3054（1997）]，Sinn等人[C. Sinn等人，Prog.胶体聚合物Sci. 118，266（2001）]和Schatzel和Ackerson [K. Schatzel和B. J. Ackerson，Phys. Rev. E，48，3766（1993）]以及Auer和Frenkel [S. Auer和D. Frenkel，Nature 409，1020（2001）]。当在长时间的扩散单位的速率进行检查，我们发现所有的理论预测的成核速率之间的协议，然而，实验结果显示一个显着不同的行为低过饱和度。此外，我们还研究了在分子动力学、前向通量采样和伞形采样模拟中出现的临界前核。原子核的结构似乎与模拟方法无关，并且在所有情况下，原子核平均包含的面心立方有序颗粒明显多于六方密堆积有序颗粒。
2010-06-15 cond-mat.soft
Dynamic facilitation observed near the colloidal glass transition
我们目前的实验确认在单分散和双分散胶体悬浮液的玻璃化转变体积分数附近的动态促进。粒子动力学中的相关性不仅存在于空间（团簇和弦）中，也存在于时空中。在数量上，高移动性粒子（比固定粒子）更可能有最近的邻居，这些邻居在之前的时间内是高移动性的。这种解释是，一个粒子的移动性使它的邻居能够或促进其随后的运动。促进作用在与破笼相对应的弛豫时间最明显，此时动态异质性也最大化。
2014-06-23 cond-mat.soft
Microrheology to Probe Smectic Clusters in Bent-core Nematic Liquid Crystals
由于近晶簇的存在，许多双核双晶液晶表现出不寻常的物理性质，近晶簇被称为双晶相中的“cybotactic”簇。这些团簇对这种液晶的复合剪切模量（$G^*(ω)$）的影响迄今尚未探索。本文采用微观流变学方法研究了两种非对称双核液晶的流动粘度和复剪切模量。结果与曲率弹性常数的测量相印证。具有较短烃链的化合物（8 OCH $_\text{3}$）仅表现出双（N）相，而具有较长烃链的化合物（16 OCH $_\text{3}$）表现出双（N）相和近晶-A（SmA）相。我们的研究结果表明，16 OCH $_\text{3}$的定向剪切模量，正好高于SmA到N的转变温度是惊人的不同，比8 OCH $_\text{3}$，由于这些近晶簇。因此，微观流变学使我们能够探测近晶簇在双核双液晶。
2020-05-03 cond-mat.soft
Hexatic phase and cluster crystals of two-dimensional GEM4 spheres
经典粒子的二维晶体是非常奇特的，因为熔化可以发生在两个步骤中，以连续的方式，通过一个中间的六角流体相表现出准长程取向秩序。另一方面，三维球体通过广义指数形状的快速衰减的有界势（GEM 4势）相互排斥，可以冻结成簇晶体，允许每个晶格位置有一个以上的粒子。在此，我们研究了低空间维数和极端的潜在软的组合效果，通过调查的二维（2D）GEM4系统的相行为。结合密度泛函理论和自由能数值计算，我们表明，二维GEM 4系统显示一个普通的和几个集群的三角形晶体相，只有普通晶体首先熔化成六角相。在加热时，各种簇晶体之间的差异逐渐消失，最终留下一个单一的未分化的簇相与压力调制的位置占用。
2014-11-17 cond-mat.soft
[N]pT Monte Carlo Simulations of the Cluster-Crystal-Forming Penetrable Sphere Model
某些模型与纯粹的排斥对相互作用，可以形成集群晶体与多重占据的晶格位置。然而，模拟这些模型的平衡性质是相当具有挑战性的。在这里，我们开发了一个扩展的等温等压$[N]pT$合奏，克服了这个问题，允许粒子数和晶格间距波动。我们应用的方法与蒙特卡罗模拟计划解决一个原型的簇晶体形成，可穿透球模型（PSM）的相图，并与早期的理论预测的结果进行比较。在较高的温度和密度下，面心立方（FCC）晶体的平衡占有率$n_{\mathrm{c}}^{\mathrm{eq}}$呈线性增加。在低温下，尽管$n_{\mathrm{c}}^{\mathrm{eq}}$在整数值处稳定，但晶体行为随密度连续变化。先前围绕$T\sim0.1$的模糊交叉得到解决。
2012-08-24 cond-mat.soft
Reentrant phase behaviour for systems with competition between phase separation and self-assembly
在有限团簇的自组装和液-汽相分离之间存在竞争的片状颗粒系统中，观察到重入相行为，随着温度在恒定密度下降低，系统从单体汽相过渡到液-汽相共存的区域，然后过渡到团簇的汽相。在这里，我们提出了一个经典的统计力学方法来确定这样一个系统的完整的相图。我们将该系统建模为范德华流体，但其中单体可以组装成单分散的簇，与任何其他物种没有吸引力的相互作用。所得到的相图显示了一个清晰的再进入区域。然而，对于模型的物理上最合理的参数值，这种行为被限制在一定的密度范围内，在高密度下仍然存在相分离。
2010-10-22 cond-mat.soft
Motility-induced crystallization and rotating crystallites
Aalto University（阿尔托大学）；Academy of Finland Center of Excellence in Life-Inspired Hybrid Materials (LIBER), Aalto University（芬兰科学院生命启发混合材料卓越中心（LIBER），阿尔托大学）；University of Münster（明斯特大学）
本文提出了一种更高阶的主动相场晶体模型，研究了运动诱导相分离与结晶的相互作用，并分析了旋转晶粒的形成机制。
2024-08-12 cond-mat.soft
Splay-induced order in systems of hard wedges
本研究通过硬粒子蒙特卡洛模拟发现，楔形硬粒子在高堆积密度下因弯曲形变产生多种受挫极性晶体相，揭示了熵驱动的有序行为。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Equilibrium magnetization of a quasispherical cluster of single-domain particles
用数值和解析方法研究了刚性有限尺寸球形单畴粒子团的平衡磁化曲线。团簇内粒子的空间分布是随机的。考虑了粒子间的偶极-偶极相互作用。颗粒是单分散的。它示出，使用随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程，这种集群的磁化强度一般低于经典Langevin模型预测。在较宽的偶极耦合参数和颗粒体积分数范围内，弱场极限下的团簇磁化可以用修正的平均场论成功描述，该理论最初是为描述浓磁流体而提出的。在中强磁场下，该理论高估了团簇的磁化强度。然而，可以通过调整相应的平均场参数来改善理论的预测。如果再考虑颗粒的磁各向异性，并且颗粒的易磁化轴分布是随机的和均匀的，则团簇平衡响应甚至更弱。随着各向异性常数的增加，磁化强度的降低在大的外加磁场下更为明显。修正的平均场论，正确地描述了这种效果的小耦合参数的唯象推广，提出。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Phase coexistence of cluster crystals: beyond the Gibbs phase rule
我们报告了一个研究的相位行为的多占据晶体通过模拟。我们认为，为了重现这种晶体的平衡行为，它是必不可少的处理作为一个约束的热力学变量的晶格位点的数量。由此产生的自由能计算，因此有很大的不同，从计划用于单占用晶格。使用我们的方法，我们得到的相图和体积模量的广义指数模型，形成集群晶体在高密度。我们将模拟结果与现有的理论预测进行比较。我们还确定了两种类型的密度波动，它们可能导致两种声音模式，并评估了相应的弹性常数。
2007-08-22 cond-mat.soft
Microscopically-resolved simulations prove the existence of soft cluster crystals
我们对适当设计的两亲性树枝状大分子在广泛的密度范围内进行了广泛的单体分辨计算机模拟，证明了在这些系统中形成的簇晶体的存在和稳定性，正如先前基于有效对势预测的那样[B. M. Mladek等人，物理修订版信函96，045701（2006）]。这些晶体的关键性能，如调整其占位密度和可能性愈合缺陷的树枝状聚合物迁移，确认单体分辨图片。与此同时，空间拥挤导致的对势图的预测也出现了重要的差异，并且它们对这种晶体可以存在的密度设置了上限。
2012-10-10 cond-mat.soft
Diffusion and Relaxation Dynamics in Cluster Crystals
对于一个大类的流体表现出超软有界对电位，粒子形成晶体的集群位于晶格位置，与密度无关的晶格常数。在这里，我们提出了一个调查的动态特性的一个代表性的例子，这一类。结果发现，颗粒可以扩散之间的晶格位置，保持晶格结构，通过激活跳跃机制。这一特点产生有限的扩散率和密度关联函数的充分放松的值。模拟结果表明，存在一个本地化的过渡，这是避免跳跃，和自我和集体相关之间的动态解耦。
2007-06-05 cond-mat.soft
Theoretical Remarks on Cybotactic Clusters of Bent-Core Nematic Liquid Crystals in 1D Settings
双芯液晶被认为是下一代电光器件材料。这些LC的N（N）相具有高度有序的近晶状cybotactic簇，这在N相本身的铁电性行为方面是有前途的。本文研究了一维非均匀序参量的Landau-deGennes模型。我们调查的空间限制和耦合（这些集群和周围的LC分子之间）的序参量模型团簇形成在最近报道的实验的影响。发现耦合显著地增加了团簇序参量，表明团簇形成的增强，并且还可以预测当耦合参数γ显著增加时，在向列-各向同性转变附近可能转变为具有弱向列有序的相。
2018-05-25 cond-mat.soft
Living clusters and crystals from low density suspensions of active colloids
最近旨在研究细菌菌落的人工类似物的研究表明，限制在两个维度中的自推进颗粒的低密度悬浮液可以组装成合并和分裂的有限聚集体，但具有保持恒定的典型大小（活簇）。在这封信中，我们解决了在三维空间中形成活性粒子的活性簇和晶体的问题。我们研究两个系统：通过一般吸引势相互作用的自推进颗粒和由于活性剂（例如通过分子马达）而可以朝向彼此移动的胶体。在这两种情况下，流体状的“生命”集群形成。我们解释这个一般特征的积极力量和回归热力学平衡之间的平衡。这种平衡可以用一个无量纲的数字来量化，它允许我们将观察到的聚类行为折叠到一条通用曲线上。我们还讨论了如何积极的运动影响晶体形成的动力学。
2014-02-13 cond-mat.soft
Formation of cluster crystals in an ultra-soft potential model on a spherical surface
我们研究了超软粒子通过排斥、有界对势相互作用系统中球形表面上具有多个占据晶格位置的团簇晶体的形成。并不是所有的这种相互作用都会导致聚类：我们推广了C.N. Likos等人，E.Phys.Rev.E，2001，63，031206中描述的方法，以区分簇形成系统和显示凹入熔融的流体。我们使用DFT和蒙特卡罗模拟来表征系统的行为，并获得两者之间的半定量协议。此外，我们还通过比较向错的性质，研究了球曲率对系统拓扑阻挫的影响，具有少于六个邻居的簇和无缺陷簇。向错被证明是不太稳定的，包含较少的粒子，并更接近他们的邻居比其他晶格点：这些属性的几何和能量的考虑的基础上解释。
2018-07-30 cond-mat.soft
Crystalline clusters in mW water: stability, growth, and grain boundaries
与水的mW模型的数值模拟，我们研究了冰I（立方和六角形冰）和亚稳冰0相作为集群大小的函数的结晶集群的能量稳定性。在各种各样的形成条件下，我们发现，最稳定的集群的变化作为一个功能的大小：在小尺寸的冰0相产生最稳定的集群，而在大尺寸有一个交叉冰我集群。我们进一步研究了晶种技术对晶体团簇生长的影响，并研究了不同晶种团簇的生长模式。虽然在小尺寸下能量稳定，但亚稳相（立方相和Ice 0）的生长受到相干晶界形成的阻碍。立方冰的五重对称孪晶界，以及冰0中新发现的相干晶界，促进了立方冰的交叉成核。我们的工作表明，不同的本地结构可以竞争的稳定相在mW的水，和特定的晶界的低能量成本可能会发挥重要作用，多晶型选择。
2019-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Topological vacancies in spherical crystal clusters
曲面上二维凝聚态有序相的几何阻挫与凝聚态物理和材料科学中的许多科学问题密切相关。在这里，我们展示了如何二维Lennard-Jones晶体团簇限制在一个球体上解决几何挫折，并导致五边形空位结构。这些空位来源于曲率和物理相互作用的结合，是拓扑缺陷，并可进一步分为位错型和向错型。我们分析了这些晶体学缺陷作为空位和拓扑缺陷的双重作用，阐明了它们的形成机制，并给出了相图。所揭示的拓扑空位的双重作用可能会在制造坚固的纳米孔中找到应用。这项工作还表明，利用物理相互作用和衬底几何形状的丰富性来创造新类型的晶体缺陷，这与晶体材料的设计有很强的联系，具有很大的潜力。
2017-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Controlled self-assembly of periodic and aperiodic cluster crystals
已知软颗粒重叠并形成稳定的簇，其自组装成具有密度无关的晶格常数的周期性晶相。我们使用分子动力学模拟在两个维度上证明，通过一个明智的设计的各向同性对潜力，可以控制的集群的顺序，并产生各种相，包括十次和十二次准晶。我们的研究结果证实了分析预测的基础上的平均场近似，提供洞察准晶体在软大分子系统的稳定，并提出了一个实用的方法，其控制自组装在实验室实现使用合成的软物质粒子。
2014-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
