We use inverse methods of statistical mechanics and computer simulations to investigate whether an isotropic interaction designed to stabilize a given two-dimensional (2D) lattice will also favor an analogous three-dimensional (3D) structure, and vice versa. Specifically, we determine the 3D ordered lattices favored by isotropic potentials optimized to exhibit stable 2D honeycomb (or square) periodic structures, as well as the 2D ordered structures favored by isotropic interactions designed to stabilize 3D diamond (or simple cubic) lattices. We find a remarkable `transferability' of isotropic potentials designed to stabilize analogous morphologies in 2D and 3D, irrespective of the exact interaction form, and we discuss the basis of this cross-dimensional behavior. Our results suggest that the discovery of interactions that drive assembly into certain 3D periodic structures of interest can be assisted by less computationally intensive optimizations targeting the analogous 2D lattices.
Institute of Materials and Machine Mechanics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院材料与人机力学研究所）；Institute of Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院物理研究所）
Prediction of coherent interfaces between diamond and clathrate structures
Institute of Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院物理研究所）；Centre of excellence for Advanced Materials, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院先进材料卓越中心）
Interaction between shallow NV$^-$ and spin active azafullerenes on hydrogenated and fluorinated (001) diamond surfaces
Nantes Université, CNRS, Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel（南特大学，法国国家科学研究中心，南特材料研究所让·鲁克塞尔）；Jožef Stefan Institute（约瑟夫斯蒂芬研究所）；Faculty of mathematics and physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学与物理学院）
Novel Ground-State Crystals with Controlled Vacancy Concentrations: From Kagomé to Honeycomb to Stripes
我们引入了一个单参数的家庭，$0 \leq H \leq 1$，对潜在的功能与一个单一的相对能量最小值，稳定的范围内的空位千疮百孔的晶体作为基态。“五次势”是一种短程的非负对势，在单位距离处具有高度$H$的单个局部极小值，并且在距离$\rt$处立方地消失。我们已经开发了这种潜力，以产生基态的三角形晶格的对称性，同时有利于空位的存在。在使用各种优化和模拟方法进行了详尽的搜索之后，我们相信我们已经确定了所有压力、密度和$0 \leq H \leq 1$的基态。对于低于$3\rt/2$的特定区域，“五次势”的基态包括高密度和低密度三角形晶格、kagomé和蜂窝状晶体以及条纹。我们发现，这些基态是机械稳定的，但很难在计算机模拟中自组装没有缺陷。对于$3\rt/2$以上的特定区域，这些系统具有对应于半径为$\rt$的硬盘的基态相图。对于H=0的特殊情况，可获得宽范围的基态。对这种情况的分析表明，在许多基态中，高密度三角形晶格、低密度三角形晶格和条纹相对于某些密度具有最高的熵。这种潜力的简单性使其成为一个有吸引力的候选人的实验实现与应用开发新的胶体晶体或光子材料。
The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Institute for Quantum Matter, William H. Miller III Department of Physics and Astronomy（量子物质研究所，威廉·H·米勒三世物理与天文系）；Quantum Matter Institute, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学量子物质研究所）；Neutron Scattering Division, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室中子散射部）；Department of Physics & Astronomy, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学物理与天文系）；Centre for Molecular and Materials Science, TRIUMF（TRIUMF分子与材料科学中心）
Magnetism and spin dynamics of Na$_5$Yb(MoO$_4$)$_4$: A weakly interacting rare-earth stretched diamond lattice
National Taiwan University（国立台湾大学）；Academia Sinica（中央研究院）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；KEK（高能加速器研究机构）；National Tsing Hua University（国立清华大学）；National Synchrotron Radiation Research Center（国家同步辐射研究中心）；University of Johannesburg（约翰内斯堡大学）
