Rectangle--triangle soft-matter quasicrystals with hexagonal symmetry
非周期性（准晶）瓷砖，例如彭罗斯瓷砖，可以由例如风筝和飞镖、正方形和等边三角形、菱形或盾形瓷砖构成，并且可以具有各种不同的对称性。然而，几乎所有出现在软物质中的准晶都是十二角型的。在这里，我们研究了一类基于矩形和两种类型的等边三角形的六边形对称的非周期镶嵌。我们展示了如何设计软物质系统的粒子相互作用，通过包含两个长度尺度，形成非周期性的稳定状态的两个不同的例子的矩形-三角形平铺的对电位。其中之一是青铜意味着瓷砖，而另一个是一个概括。我们的工作指出了如何在软物质中设计更一般的（超过十二方的）准晶。
2022-08-03 cond-mat.soft nlin.PS
Self-assembling two-dimensional quasicrystals in simple systems of monodisperse soft-core disks
在以前形成准晶的方法中，认为涉及颗粒尺寸、形状或相互作用势的多个竞争长度尺度是必要的。这是出乎意料的，准晶可以自组装的单分散，各向同性粒子通过一个简单的势相互作用，而无需多个长度尺度。在这里，我们报告了令人惊讶的发现，这种准晶体的自组装在二维系统的软核磁盘通过排斥相互作用。我们不仅发现了十二方准晶，而且还发现了八方准晶，这在软准晶中还没有发现。在这种意想不到的准晶的自组装中，粒子倾向于形成五边形，这是形成准晶有序的基本元素。我们的发现为形成准晶铺平了一条意想不到的简单途径，并对准晶的理论理解提出了新的挑战。
2017-03-26 cond-mat.soft
Stability of Two-Dimensional Soft Quasicrystals
本文用最近发展起来的投影方法研究了二维软准晶的相对稳定性，为计算周期晶体和准晶的自由能提供了一个统一的数值框架。本文用Lifshitz-Petrich自由能泛函的两种尺度软准晶的简单模型，得到了包括十二方、十方和八方准晶在内的许多有序相的精确自由能。自由能的可用性使我们能够构建系统的相图，表明，对于Lifshitz-Petrich模型，十二方和十方准晶可以成为稳定相，而八角准晶保持为亚稳相。
2015-05-26 cond-mat.soft
Review on Generalized Dynamics of Soft-Matter Quasicrystals and Its Applications
本文对近年来发展起来的软物质准晶的广义动力学作了较详细的综述。与主要由金属合金组成的固态准晶相比，软物质准晶在液晶、聚合物、胶体、纳米粒子和表面活性剂中均有发现，它们的形成机理有很大不同。基于Landau-Anderson理论和群表象理论，我们研究了观测到的和可能存在的软物质准晶的对称性、对称性破缺和元激发。在此基础上，我们进一步提出了一种新的基元激发：除了固体准晶的声子和相子之外的流体声子，来定量描述软物质准晶的动力学行为。研究了新相的分布、变形和运动的动力学演化的一般控制方程和解，揭示了与常规流体和固体准晶截然不同的动力学行为。介绍了它的一些应用，表明它是新材料和材料科学的一个重要领域。
2019-10-15 cond-mat.soft
Density Distribution in Soft Matter Crystals and Quasicrystals
固体中的密度分布通常表示为以晶格位置为中心的高斯峰（或类似函数）的总和或通过傅立叶和。在这里，我们认为，而不是通过傅立叶和表示的密度分布的$\mathit{logarithm}$是更好的。我们表明，截断这样的表示后，只有几个条款可以高度准确的软物质晶体。对于准晶，这个和不那么容易截断，尽管如此，以这种方式表示密度分布仍然是很有用的，使我们能够使用精确的非局部密度泛函理论计算三维准晶形成系统的相图。
2021-05-27 cond-mat.soft nlin.PS
Equation Systems of Generalized Hydrodynamics for Soft-Matter Quasicrystals
建立了软物质准晶的广义流体力学方程组。考虑到高阶物质的流动性，我们在准晶体中引入了一种新的元激发-流体声子，并引入了状态方程。考虑声子和相子两种基元激发，建立了软物质准晶的广义流体力学理论，给出了该理论的动力学控制方程。
2019-10-16 cond-mat.soft
Three-Dimensional Generalized Dynamics of Soft-Matter Quasicrystals
研究了软物质准晶的三维广义动力学，导出了在软物质中已观测到的12次对称准晶以及可能观测到的8次和10次对称准晶的动力学控制方程。讨论了该方程的求解方法、某些初边值问题的可能解以及可能的应用。
2019-10-16 cond-mat.soft
The stability of the 18-fold symmetry soft-matter quasicrystals
本文在前人工作的基础上，对18重对称性软物质准晶的稳定性进行了研究，其中扩展自由能是分析的基础，类似于对12重对称性准晶的研究。由于这两种准晶结构的不同，它们的稳定性呈现出不同的特点。由于18重对称性软物质准晶的稳定性还没有任何结果的报道，也许本工作是对这一课题的首次探索。
2019-09-19 cond-mat.soft
Study on stability of the first kind of soft-matter quasicrystals
基于软物质准晶的广义自由能和热力学稳定性的变分原理，研究了第一类软物质准晶的稳定性。它们只依赖于材料常数，而且非常简单直观，材料常数可以通过实验测量。所得结果对研究物质的热力学性质具有重要意义。
2019-11-21 cond-mat.soft
The spherical coordinate form of three-dimensional generalized dynamics of soft-matter quasicrystals with 12-fold symmetry
本文给出了具有12重对称性的软物质准晶三维广义动力学的球坐标形式，为求解某些重要情况下的方程初边值问题提供了基础。并讨论了相应的解决方法。
2019-10-16 cond-mat.soft
The stability of 12-fold symmetry soft-matter quasicrystals
本文从热力学结合物质动力学的角度研究了12重对称软物质准晶的稳定性。结果是定量的，它只依赖于新相的材料常数，非常简单和直观，这些材料常数可以通过实验测量。
2019-09-01 cond-mat.soft
Multiple-scale structures: from Faraday waves to soft-matter quasicrystals
多年来，准晶仅作为固态金属合金被观察到，但目前的研究正在积极探索它们在各种软材料中的形成，包括大分子，纳米颗粒和胶体系统。为了预测和控制准晶体的结构，人们投入了大量的努力来理解这些软物质准晶体的热力学性质，并希望能阐明更广泛但尚未解决的准晶体形成和稳定性的一般问题。此外，控制软准晶自组装的能力可能有助于基于自组装超材料的新型光子或其他应用的发展。在这里遵循的路径，导致定量稳定性预测，开始于20年前开发的一个模型，以治疗形成的多尺度准周期法拉第波（驻波图案振动的流体表面），后来被映射到系统的软粒子，通过多尺度对势相互作用。本文回顾并大大扩展了这些模型的定量预测，同时纠正了早期计算中的一些差异，并提出了新的分析方法来处理模型。在这样做的过程中，一些新的稳定的准晶结构与八边形，十八边形和高阶对称性，其中一些可能，它是希望，在未来的实验中观察到。
2018-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Defects Enhance Stability in 12-fold Symmetric Soft-Matter Quasicrystals
针对软物质中12重对称正方形-三角形准晶普遍存在菱形空位缺陷的现象，提出采用开放边界的晶格Monte Carlo模拟方法，发现菱形缺陷可通过提升构型熵增强准晶稳定性，揭示了缺陷对软物质准晶稳定的关键作用。
2025-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The elasto-/hydro-dynamics of quasicrystals with 12- and 18-fold symmetries in some soft matters and mathematical solutions
近年来在聚合物、纳米粒子混合物以及胶体溶液中观察到的12次准晶和18次准晶是准晶研究中的重要事件。为了描述某些软物质（包括聚合物和胶体）的力学行为，我们提出了一个新的固-液相准晶模型。所谓新固液相，是各向异性流体的一种新相模型，但不同于液晶相，这里的结构呈现准周期对称性。在此基础上，研究了材料的弹性、流动性和粘性，并提出了相应的数学理论。讨论了该理论的一些数学解。
2012-10-05 cond-mat.soft
Soft quasicrystals - Why are they stable?
在过去的两年里，我们目睹了令人兴奋的实验发现软物质与非平凡的准周期长程序-一种新形式的物质称为软准晶体。两个研究组已经独立地发现了软物质中的这种有序：Zeng等人[Nature 428（2004）157]在树枝状聚合物液晶系统中;以及Takano等人[J.Polym.Chem.2004] 157。Sci. Polym. Phys. 43（2005）2427]在ABC星形聚合物系统中。这些新发现的软准晶不仅为准晶和软物质的基础研究提供了令人兴奋的平台，而且还为基于自组装纳米材料的新应用提供了希望，这些纳米材料具有独特的物理特性，利用准周期性，例如完全和各向同性的光子带隙材料。在这里，我们提供了一个简明扼要的审查新兴领域的软准晶，表明存在两个自然的长度尺度，随着3体相互作用，可能构成其稳定性的潜在来源。
2006-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Three-dimensional equations of generalized dynamics of 18-fold symmetry soft-matter quasicrystals
本文给出了18重对称软物质准晶广义动力学的三维形式的控制方程，根据动力学基础，除了声子和流体声子外，还有第一和第二相子元激发。在推导过程中，群表示理论是一个关键点。这个理论的完整形式包括一个状态方程。介绍了控制方程在物质热力学研究中的重要意义。
2019-10-16 cond-mat.soft
Three-dimensional Phase Field Quasicrystals
利用动态相场晶体模型研究了二十面体准晶结构的形成和稳定性。在两个长度尺度上密度波之间的非线性相互作用稳定了三维准晶。我们确定的相图和参数值所需的准晶是全球最低自由能状态。我们表明，促进二维准晶形成的性状是存在于三维，并强调三维软物质准晶形成所需的特性。
2016-02-17 cond-mat.soft nlin.PS
Self Assembly of Soft Matter Quasicrystals and Their Approximants
最近在软物质系统中令人惊讶地发现了准晶体及其近似物，这提出了一种有趣的可能性，即这些结构可以在广泛的纳米和微米尺度组装中实现。理论上，软物质准晶体和近似物在很大程度上是熵稳定的，但它们形成的热力学机制仍然难以捉摸。在这里，我们使用计算机模拟和自由能计算，以证明一个简单的设计启发式组装准晶体和近似的软物质系统。我们的研究建立在以前的模拟研究的自组装的十二方准晶和近似的最小系统的球形粒子与复杂的，高度特定的相互作用势。我们展示了另一种基于熵的方法，用于组装十二方准晶和近似物，仅基于粒子功能化和形状，从而在更容易实现的键合和排斥体积相互作用方面重塑基于相互作用势的组装策略。在这里，球形结构单元用可移动表面实体官能化，以促进形成具有低表面接触面积的结构，包括非紧密堆积和多四面体结构。结构单元还具有形状多分散性，其中结构单元的子集偏离理想的球形形状，阻碍了紧密堆积晶体的形成。我们表明，三种不同的模型系统，这两个功能-移动表面实体和形状多分散性-一致组装准晶体和/或近似。我们认为，这种设计策略可以被广泛利用，以组装准晶体和近似的纳米和微米尺度。此外，我们的结果进一步解释了实验中软物质准晶的形成。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Solid-phase structures of the Dzugutov pair potential
在最近的一个简单单原子系统通过Dzugutov对势相互作用的计算机模拟中，已经报道了流体冻结成平衡十二方准晶[M。Dzugutov，Phys. Rev. Lett. 70，2924（1993）]。在这里，我们使用分子动力学模拟和热力学微扰理论相结合，进行了详细的分析的Dzugutov势系统的固相结构的相对稳定性。在低压下，发现最稳定的结构是bcc晶体，其在较高压力下让位于fcc晶体。虽然十二方准晶和σ相晶体与体心立方晶体竞争稳定性，但它们始终保持亚稳态。
2000-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density functional theory for the freezing of soft-core fluids
我们提出了一个简单的密度泛函理论的粒子通过软核势相互作用系统的固相。特别是，我们将理论应用到粒子通过排斥点汤川和高斯对势相互作用。我们发现定性协议与这些系统的相图。该理论能够解释这两个系统的bcc-fcc固体转变和重入熔化的高斯系统的展品。
2005-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stability of Soft Quasicrystals in a Coupled-Mode Swift-Hohenberg Model for Three-Component Systems
在本文中，我们讨论了软准晶相在三组分系统的耦合模Swift-Hohenberg模型中的稳定性，其中特征长度尺度由正定梯度项控制。模型采用经典的双模近似方法和直接数值极小化方法。在后一种方法中，我们采用投影方法来处理潜在的准周期基态。提出了一种优化高维周期胞形状和尺寸的变胞方法，使自由能相对于序参量最小。基于发展的数值方法，我们重新发现了十次和十二次准晶相，并发现了不同的周期相和复杂的调制相。此外，通过比较不同候选结构的自由能，得到了不同相空间中的相图。这不仅说明了系统参数的重要作用，也说明了优化计算域的作用。特别是，计算单元的优化使我们能够以更高的保真度捕获基态和相位行为。我们还对我们的结果进行了一些讨论，并展示了将我们的数值方法应用于更大类的平均场自由能泛函的潜力。
2015-09-06 cond-mat.soft
Density functional theory of freezing for soft interactions in two dimensions
本文提出了二维冻结的密度泛函理论，研究了软相互作用势的二维冻结问题。平行的感应偶极子之间的这种排斥势对于界面上的顺磁性胶体是实现的，其另外暴露于外部磁场。一个扩展的修正的加权密度近似，其中包括正确的三重态相关的液体状态。冻结转变的理论预测与实验和模拟数据吻合得很好。
2006-04-18 cond-mat.soft
Holographic assembly of quasicrystalline photonic heterostructures
准晶具有比常规晶体更高程度的旋转和点反射对称性。因此，由具有微米级特征的介电材料制成的准晶异质结构表现出有趣且有用的光学性质，包括二维系统中的大光子带隙。我们展示了二维和三维介电准晶异质结构的全息组装，包括具有特定工程缺陷的结构。在这个过程中使用的高度均匀的准周期阵列的光阱也提供了模型非周期性的势能景观的基础研究的软凝聚态系统中的传输和相变。
2005-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Vacancy defects in square-triangle tilings and their implications for quasicrystals formed by square-shoulder particles
Utrecht University（乌得勒支大学）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
研究正方形-三角形准晶中空位缺陷的热力学作用，发现缺陷通过组合混合增强熵增，从而稳定准晶相。
2026-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Complete Structural Determination of Mesostructural Dodecagonal Quasicrystalline Particles
Tongji University（同济大学）；Tohoku University（东北大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）
研究人员通过电子断层扫描等技术完成自组装介结构十二次准晶颗粒的完整结构测定，揭示其结构与传统假设的四面体密堆积存在偏差，提出简化堆叠模型，为软物质准晶研究提供支撑。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Quasicrystalline Nanocrystal Superlattice with Partial Matching Rules
本文报道了一种具有部分匹配规则的准晶二元纳米晶超晶格，通过电子断层扫描和表面成像确定其三维结构，并结合实验与计算分析了镶嵌几何及稳定化因素，展示了纳米晶超晶格工程在缩小原子晶体与软物质组装结构差距方面的潜力。
2023-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-assembly of two-dimensional binary quasicrystals: A possible route to a DNA quasicrystal
我们使用蒙特卡罗模拟和自由能技术表明，五价和六价的二维片状粒子的二元溶液可以形成稳定的准晶体，即使在非常窄的补丁宽度，提供他们的补丁相互作用选择在一个适当的方式。这种片状颗粒可以被认为是DNA多臂“星形”基序的粗粒度表示，可以通过调整突出臂的DNA序列来选择它们彼此非常特异地结合。我们探讨了几种可能的设计策略，并得出结论，DNA星瓦，旨在相互作用，在一个特定的，但不过分约束的方式，可能会被用来构建软准晶体在实验中。我们验证了这样的星瓦可以形成稳定的十二边形图案使用oxDNA，一个现实的粗粒度的DNA模型。
2016-07-22 cond-mat.soft physics.chem-ph
A thermo-mechanically coupled finite deformation model for freezing-induced damage in soft materials
针对器官低温保存中冻结诱导热力损伤问题，提出完全耦合的热力相位场框架，整合传热、相变等机制，用FEniCS求解，可模拟损伤演化，助力理解损伤机制与优化保存策略。
2025-11-19 cond-mat.soft
Evaluation of phenomenological one-phase criteria for the melting and freezing of softly repulsive particles
我们测试的有效性，一些广泛使用的唯象标准的本地化的流体-固体过渡阈值对粒子通过exp-6，逆幂律，高斯势相互作用的相图。我们发现，单相规则，在整体上，可靠的估计凝固/熔点。面心立方固体的一致性通常比体心立方晶体的一致性更好，甚至在存在压力驱动的固体向更致密的流体相的再入转变时更是如此，如在高斯核模型中所发现的。
2006-05-19 cond-mat.soft
Stabilizing quasicrystals composed of patchy colloids by narrowing the patch width
我们利用蒙特卡罗模拟研究了具有8个或10个对称排列的片状胶体颗粒的行为。粒子之间的相互作用遵循一种各向同性的对势，这种对势只有一个典型的长度。补丁导致额外的吸引力是各向异性的，并取决于两个相邻粒子的相对取向。我们研究了组装结构中的准晶特别感兴趣。我们发现，补丁宽度是非常重要的：只有在窄补丁宽度的情况下，我们能够观察到亚稳的八边形和十边形准晶，而十二边形准晶也可以发生广泛的补丁。这些结果是重要的，以获得准晶体的相互作用与优选的结合角的理解的作用。我们的研究结果表明，在尖锐的结合角的情况下，因为它们发生在金属合金中，八角形和十边形对称性可能会观察到更经常比在系统中与不太尖锐的结合角，因为它是在软物质系统的情况下，十二边形准晶占主导地位。
2019-06-03 cond-mat.soft
Interplay between freezing and density anomaly in a confined core-softened system
本文用计算机模拟研究了禁闭对具有各向同性核软化势的系统密度异常的影响，这种势用于定性描述水和其它一些液体的异常行为。我们发现，沿等容线$ρ=0.5$的密度异常区的最高温度不依赖于孔隙宽度。结果表明，窄缝孔宽度的减小导致结晶温度的升高，从而导致局部密度分布主要受颗粒-壁面相互作用的控制，从而导致密度异常的降低。
2019-10-25 cond-mat.soft
Freezing in flat monolayers of soft spherocylinders
本研究通过分子动力学模拟发现软球柱体平膜的向列-晶体相变堆积分数约为0.82，高于硬圆盘流体的0.7，并归因于残余取向熵，静电排斥不影响该转变。
2025-01-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computational Self-Assembly of a Six-Fold Chiral Quasicrystal
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；AIST（产业技术综合研究所）
本研究通过分子动力学模拟二维粒子系统，利用Lennard-Jones-Gauss对势与周期性基底势，实现了六重手性准晶的自组装，并揭示了基底势深度和温度对准晶特性的影响及外部场在定制结构中的潜力。
2024-11-13 cond-mat.soft physics.comp-ph
Tuning polymer architecture for quasicrystal self-assembly
Northumbria University（诺森比亚大学）；University of Turku（图尔库大学）；University of Auckland（奥克兰大学）；Loughborough University（拉夫堡大学）；University of Leeds（利兹大学）
通过计算模拟和理论研究，探讨了由中央聚合物通过刚性连接器连接到柔性聚合物冠的树状聚合物之间的超软相互作用，展示了通过核心和冠聚合物性质调节相互作用势长程竞争的能力，并通过参数选择证明了树状聚合物结构与宏观相态的关系，实现了准晶体稳定区域的控制。
2026-03-19 cond-mat.soft
Self-assembly of the decagonal quasicrystalline order in simple three-dimensional systems
对于一个三维系统，我们回答两个问题，如何简单的粒子系统可能是显示准晶体的顺序，什么系统的功能是最重要的准晶体的形成？具有各向同性对相互作用的单组分质点系是最简单的体系之一。我们证明了这样的系统可以驱动到三维十次（10倍）准晶态仅由纯粹的排斥，各向同性和单调的相互作用对势与两个特征长度尺度，没有吸引力。第二个问题，我们回答定义普遍的（几乎独立于对潜在的形状）有效的积分参数有关的径向分布函数的第一个峰值。的普遍性是通过演示的准晶体的顺序为绝对不同的相互作用势的粒子系统，无论是纯粹的排斥和吸引力，但具有相同的有效积分参数。简单的模型，如我们研究定性描述有效的相互作用在分子液体，软物质系统和金属合金的准晶已被实验观察到。
2015-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Universal self-assembly of one-component three-dimensional dodecagonal quasicrystals
利用分子动力学模拟，我们研究了单组分三维十二次准晶在两尺度势场中的计算自组装。现有的三维准晶形成判据相当复杂，不便于粒子模拟。因此，为了在数值上定位准晶相，通常应该在很宽的系统参数范围内进行模拟。我们展示了如何普遍本地化的参数值，在十二方准晶秩序可能会出现一个给定的粒子系统。为了这个目的，我们使用最近提出的一个标准，用于预测十次准晶形成在一个组件的两个长度尺度系统。该判据基于从径向分布函数中提取的描述流体结构的两个无量纲有效参数。所提出的方法可以减少所花费的时间搜索有利于某些固体结构的参数为一个给定的系统。我们表明，该方法适用于十二方准晶，这一结果是验证了四个系统具有不同的电位：Dzugutov电位，振荡电位，模仿金属相互作用，排斥肩势描述有效的相互作用的核/壳模型的胶体和嵌入原子模型势的铝。我们的研究结果表明，十二方准晶的形成机制是普遍的金属和软物质系统，它是基于粒子间的竞争尺度。
2017-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Freezing of a soft-core fluid in a one-dimensional potential: Appearance of a locked smectic phase
本文研究了超软粒子在沿一个空间方向周期性变化的基片上的二维胶体模型系统的相行为。我们的计算是基于平均场密度泛函理论的粒子通过超软势相互作用的系统，即指数为四的广义指数模型（\mbox{GEM-4}）。对于适当的基板周期性（与可调参数$p=2$），我们发现一系列的相变从调制液体锁定近晶，然后锁定浮动固相。锁定近晶相的出现与早期的理论预测和实验相一致，用于在结构化表面上冻结更排斥的系统（使用$p=2$）。然而，目前的超软系统不显示重入熔化。我们在这里研究了不同相的密度分布的细节，从而补充了早期使用$p=1$对GEM-4系统的工作[Phys. Rev. E \textbf{101}，012609（2020）]。有趣的是，所观察到的连续的相变可以通过不同的路径被触发，沿着这些路径物理控制参数被改变。
2021-03-16 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
Design of linear block copolymers and ABC star terpolymers that produce two length scales at phase separation
本研究基于随机相位近似，提出线性嵌段共聚物和ABC星形三元共聚物的设计标准，使相分离时产生比值为1.93的两个长度尺度，以利于形成准晶体，并指出两种易于合成的模型。
2023-10-11 cond-mat.soft nlin.PS
Freezing of a soft-core fluid in a one-dimensional potential: Predictions based on a pressure-balance equation
利用经典的密度泛函理论（DFT）的概念，我们研究了二维（2D）超软粒子系统在一维（1D）外部势中的冻结，这种现象通常被称为激光诱导冻结（LIF）。在本文的第一部分中，我们提出的数值结果从自由极小化的平均场密度泛函的质点系通过GEM-4势相互作用。我们表明，该系统确实显示LIF过渡，虽然相互作用势是显着不同的情况下，以前研究。我们还表明，可以考虑（适当定义）的有效密度内的势阱，$\barρ_{\text{eff}}$，作为LIF的控制参数，而不是在共同的LIF方案的外部电位的幅度。在第二部分中，我们提出了一个新的理论描述的LIF的发病的基础上的压力平衡方程的压力张量和外部的潜力。在有效密度$\barρ_{\text{eff}}$下，对调制液相评估该方程，并将其与相应体相流体的（已知）稳定性阈值相结合，我们可以预测临界有效密度或等效地，与LIF开始相关的电位振幅。我们的方法产生了非常好的结果，手头的模型，它是可转移的，在原则上，到其他模型系统。
2019-09-02 cond-mat.soft
Freezing of a two dimensional fluid in to a crystalline phase : Density functional approach
由Singh和Singh提出的晶体的自由能泛函（Europhys. Lett. { \bf {88}}，16005（2009）），并且包含直接对关联函数的对称性守恒和对称性破缺部分，已经被用于研究二维流体的结晶。对于n= 3，6和12的流体通过逆幂势$ u(r)= ε(σ/{r})^{n} $相互作用的结果与实验和模拟结果吻合得很好。在凝固点处，对称破缺部分对宏观热力学势的贡献随势的软度增加而增加。我们的结果解释了为什么Ramakrishnan-Yussouff（Phys. Rev. B { \bf 19}，2775（1979））自由能泛函能很好地解释硬核势的冻结跃迁，但不能解释具有软核和/或吸引尾的势。
2012-10-02 cond-mat.soft
Stability of diverse dodecagonal quasicrystals in T-shaped liquid crystalline molecules
本研究针对T形液晶分子的准晶自组装问题，提出三种含新型菱形-正方形-三角形图案的自相似十二次拼贴结构，结合SCFT分析其热力学稳定性与区分判据，为软材料准晶设计与发现提供指导。
2024-10-10 cond-mat.soft math-ph math.MP
Beyond freezing: amorphous water in biomimetic soft nanoconfinement
水是一种普遍存在的液体，具有独特的物理化学性质，其性质塑造了我们所知道的地球和生命。水在有限的几何形状中具有与散装不同的性质。限制可以防止低温结晶成六方结构，从而产生无定形水的状态。在这项工作中，我们介绍了一个家庭的合成脂质与设计的环丙基改性的疏水链，表现出独特的液晶行为在低温下，使无定形水的维护低至10 K由于纳米限制在仿生环境。小角和广角X射线散射、弹性和非弹性中子散射、核磁共振光谱和差示扫描量热法，辅以分子动力学模拟，揭示了复杂的脂质/水相图，其中含有零度以下液体、玻璃态或冰水的双连续立方和层状液晶相作为两种组分之间的竞争出现，每一个都在向它的理想状态推进。
2018-10-16 cond-mat.soft
Tuning the Stability of a Model Quasicrystal and its Approximants with a Periodic Substrate
本文通过分子动力学模拟和自由能计算，研究周期性衬底对二维模型准晶及其近似相稳定性的调控作用，发现弱衬底引发非公度-公度转变，强衬底增强十二边形准晶稳定性，证明衬底选择是设计复杂周期与准周期结构的有效策略。
2024-03-01 cond-mat.soft physics.comp-ph
Comparison of structure and transport properties of concentrated hard and soft sphere fluids
利用牛顿动力学和布朗动力学模拟，研究了硬球和软球的结构和输运性质。使用逆幂势（$V\sim r^{-n}$，其中$1/n$为势软度）对软球进行建模。虽然压力，扩散系数和粘度取决于在恒定密度的颗粒柔软度高达极高的值的$n$，我们表明，缩放的密度与凝固点为每个系统有效地崩溃这些参数为$n\geq 18$（包括硬球），大密度。在凝固点，所有系统的长程结构是相同的，当距离以粒子间距离为单位测量时，但差异出现在短距离（由于相互作用势的不同形状）。这转化为在短时间内的速度和应力自相关函数的差异，虽然他们同意给予相同的值的相应的传输系数（相同的密度冻结比）;微观动力学也影响短期行为的关联函数和绝对值的传输系数，但相同的缩放与冻结密度工程牛顿或布朗动力学。对于硬球，应力自相关函数的短时间行为进行了详细的研究，定量地证实了它的理论推导形式。
2009-01-16 cond-mat.soft
Layering, freezing and re-entrant melting of hard spheres in soft confinement
禁闭可以对各种颗粒系统的行为产生显着影响，因此它是物理和技术许多不同领域的重要现象。在这里，我们调查所发挥的作用的软限制潜力。利用巨正则蒙特卡罗模拟，我们确定了在一维中被一个调和势约束在一个平面上的三维硬球的相图。相位行为强烈地依赖于密度和谐波约束的刚度。虽然我们发现熟悉的序列的限制六角形和正方形对称包装，我们没有观察到任何通常的干预有序相。相反，在强约束下系统相分离，或在较弱约束下形成分层重入液相。这种行为可能是由于软约束势中较大的位置自由度以及约束能对总自由能的贡献。通过简单地改变限制条件（例如在介电泳阱中）可以诱导或抑制特定结构的事实对于涉及胶体颗粒的自组装结构的应用是重要的。
2012-12-13 cond-mat.soft
Inverse Design of Crystals and Quasicrystals in a Non-Additive Binary Mixture of Hard Disks
本研究扩展了单分散系统的逆向设计方案，利用进化算法和卷积神经网络在硬圆盘非加和二元混合物中成功逆向设计了二维晶体与准晶结构，并引入基于对称性的序参量作为适应度函数以设计八边形准晶。
2024-03-22 cond-mat.soft
Phase Transitions of Soft Disks in External Periodic Potentials: A Monte Carlo Study
利用广泛的蒙特卡罗模拟研究了在空间周期性外势作用下，模型胶体与DLVO势相互作用系统的冻结和融化相变的性质.详细的有限尺寸标度分析的各种热力学量，如序参量，其累积量等被用来映射系统的相图的各种值的减少屏蔽长度$κa_{s}$和振幅的外部电位。我们发现一个明显的迹象表明，一个重入的液相在一个显着的区域的参数空间。因此，我们的模拟表明，系统的软盘的行为方式类似于电荷稳定的胶体，这是已知的经历初始冻结，然后由一个重新熔化的过渡作为施加的幅度，调制场产生的交叉激光束是稳步增加。我们的数据的详细分析表明，与最近的激光诱导熔化的位错解约束理论相一致的几个功能。
2002-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechano-freezing of the ambient water
拉曼光谱检查的25摄氏度的水冻结在压缩下显示从1.35 GPa到0.86 GPa的转变后，冰形成在持续的体积变化。该跃迁与高频声子（Omiga_H ~ 3120 cm-1）的轻微蓝移和低频声子（Omiga_L ~ 200 cm-1）的产生有关。在液相和固相中，增加的压力使Omiga_H软化而Omida_L变硬，这表明在液体和固体水中都存在电子对间排斥。
2013-10-05 cond-mat.soft physics.chem-ph
Complex crystalline structures in a two-dimensional core-softened system
研究了二维粒子质点系在核软化势作用下从正方晶格到六方晶格的级联相变。由于存在两个长度尺度的排斥，不同的本地配置与四个，五个和六个邻居启用，导致复杂的晶体的形成。本文将以前提出的插值方法推广到由多个粒子组成的晶体中的电子对关联的计算。一个高效率的方法示出使用一个snub正方形晶格作为一个代表性的例子。利用分子动力学模拟，发现在加热条件下，Snub正方形晶格被破坏，生成具有12重对称性的高密度准晶相。提出了一个简单的理论模型来解释这一现象的物理机制：随着密度的增长（从正方形到六边形相），通过平面耕作随机实现的不同局部配置的浓度正在改变，使系统的能量最小化。在密度的中间区域计算的相图证明了HD 12相的存在，并演示了一个级联的一级转变“正方形-HD 12-六方”的固相密度增长。这些结果有助于我们更好地理解准晶形成的物理机制，因此，对材料科学和软物质的广泛研究具有重要意义。
2017-12-13 cond-mat.soft
Striking Similarities in Dynamics and Vibrations of 2D Quasicrystals and Supercooled Liquids
本文通过分子动力学模拟比较DDQC、过冷二元液体和方形晶体，揭示前两者在动力学非均质性与结构—动力学关系上的共性，并通过振动模式和拓扑缺陷区分其机制。
2025-08-27 cond-mat.soft
Crystal structures and freezing of dipolar fluids
我们研究了在T=0时具有嵌入点偶极子的球形粒子的经典系统的晶体结构。铁电基态能量的计算使用推广的埃瓦尔德求和技术。由于与非极性情况相比对称性降低，晶体从来不是严格的立方体。对于Stockmayer（即，Lennard-Jones加偶极）相互作用在增加偶极矩时发现了三个相：六方、体心正交和体心四方。一个更丰富的相图出现的偶极软球与一个纯粹的排斥逆幂律势$\sim r^{-n}$。在指数$n=12$附近发生定性不同的相位序列之间的交叉。结果适用于电流变液和磁流变液。除了精确的基态分析，我们研究了冻结的Stockmayer流体的密度泛函理论。
2000-10-21 cond-mat.soft
Soft meets hard -- how does freeze-thaw cycling affect the microstructure of particle-stabilised emulsions?
颗粒稳定乳剂的冻融循环可改变乳剂结构和稳定性。这对于在通常需要增加稳定性的工业应用中使用颗粒稳定化可能具有显著的后果。因此，重要的是，这些复合材料的冻融循环的影响下的行为和稳定性进行验证。通过聚（甲基丙烯酸甲酯）颗粒稳定的油包水型Pickering乳液在两种不同的条件下-均匀和不均匀冷冻-进行连续相的冻融循环。共聚焦显微镜用于研究这些过程中的乳液行为和结构。还考虑了液滴尺寸和冷却速率对均匀冷冻乳剂的影响。单次冻融循环后乳液的最终结构强烈依赖于冷冻方法。均匀冷冻的乳剂显示出褶皱的液滴结构，而不均匀冷冻的乳剂具有不均匀的结构，其包含在均匀冷冻中未观察到的泡沫样区域。液滴大小对均匀冷冻乳液的最终结构几乎没有影响，这归因于液滴中的拉普拉斯压力比由生长的油晶体施加在液滴上的压力小几个数量级。冷却速率也几乎没有影响，因为在样品达到油冻结温度后，液滴迅速被油晶体包围和捕获，而不管它们达到该温度的速度如何。当进行相同的过程相比，表面活性剂稳定的乳液，我们发现乳液结构是可恢复的表面活性剂的情况下，而颗粒稳定的乳液是不可逆的改变。
2019-02-22 cond-mat.soft
Freezing of soft-core bosons at zero temperature: A variational theory
Gross-Pitaevskii平均场论很好地描述了零温弱排斥玻色子宏观集合的性质。根据这种形式主义的系统表现出从超流体到集群超固体作为压力的函数的量子转变。我们制定了一个严格的治疗系统的不同阶段，通过采用变分制定的凝聚波函数-表示为高斯-这是经得起精确的操作。这种描述不仅在数量上准确，而且还能够预测跃迁的顺序（有时甚至是位置）。我们考虑了一些二维和三维的晶体结构，并确定相图。根据晶格，从流体到固体的转变可以是一级或连续的，较低的配位需要较温和的转变。在两个维度中，结晶将在相同的压力下发生在三个不同的晶格（正方形，蜂窝状和条纹）上，所有这些晶格都提供相对于三角形晶体的亚稳相。类似的情况也适用于三维空间，其中简单立方晶体和金刚石晶体也具有共同的熔点;然而，在低压下稳定的晶体通常是fcc。在压缩时，根据势的形状，面心立方晶体可能转变为六方晶系。最后，我们勾勒出一个理论的固体-流体界面和量子成核的固体从流体。
2018-09-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft
