Thermal rectification in segmented Frenkel-Kontorova lattices with asymmetric next-nearest-neighbor interactions
本文研究了含NN和NNN相互作用的两段Frenkel-Kontorova模型中的热整流，发现弱耦合下NNN相互作用使热整流增强，且高/低非对称系统的局部热通量行为差异显著，结果有助于分子桥热整流器件设计。
2024-11-14 cond-mat.stat-mech
Out-of-equilibrium Frenkel-Kontorova model
考虑了在周期性衬底上运动的相互作用粒子的一维模型和位置依赖的温度分布。当基板和温度分布在空间上是不对称的质心速度的发展，对应于链的定向运输。因此，这个自主系统可以将健康电流转化为运动。可以调整模型参数，使得颗粒表现出从基板上的有序配置到无序配置的交叉，在这样的无序相中达到最大的电动机效应。在这种情况下，多体马达的性能优于单马达系统，显示了集体效应在微观热装置中的重要性。因此，这种集体效应代表了一种免费的资源，可以用来提高微观机器的动力学和热力学性能。
2021-03-02 cond-mat.stat-mech
Collective transport in the discrete Frenkel-Kontorova model
通过对伴随Fokker-Planck方程的多尺度分析，导出了周期势场中过阻尼谐振链（通常称为离散Frenkel-Kontorova模型）的质心扩散率的严格界.值得注意的是，它示出的自由能垒是一个下界的真正有限的温度迁移势垒，这个一般和流行的系统。数值模拟证实了分析，而有效的迁移潜力所暗示的界限，给出了一个令人惊讶的准确预测的非线性响应。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Mode-locking of incommensurate phase by quantum zero point energy in the Frenkel-Kontorova model
本文证明了当考虑量子零点能时，由Frenkel-Kontorova模型描述的组态调制系统可以锁定在一个无公度相位上.研究还发现，无公度相的比热在滑移相和钉扎相表现出不同的参数依赖性。这些发现为实验工作者通过解析性破缺来验证相变提供了一种可能的途径。
2001-06-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
A density-matrix renormalization group Study of one-dimensional incommensurate quantum Frenkel-Kontorova model
利用密度矩阵重整化群算法研究了一维无公度量子Frenkel-Kontorova模型.特别关注的是纠缠和基态能量。计算了基态和第一激发态之间的能隙。从所有的数值计算结果中，我们观察到一个明显的变化，从钉扎态的滑动一个量子涨落的增加。但是，目前的数据不能证明预期的量子临界点是合理的。
2014-05-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum phase transition in one-dimensional commensurate Frenkel-Kontorova model
本文利用密度矩阵重整化群（DMRG）算法研究了一维公度量子Frenkel-Kontorova模型.重点讨论了它的纠缠、坐标关联、基态能量以及基态与第一激发态之间的能隙等性质。它表明，量子相变（QPT）之间的钉扎和滑动相发生的量子涨落，测量的有效普朗克常量$\tilde\hbar$，增加到一个阈值$\tilde \hbar_c$。
2014-05-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Effect of external potential on the energy transport in harmonically driven segmented Frenkel-Kontorova lattices
本研究通过分子动力学模拟探讨了在位势周期对一维分段Frenkel-Kontorova晶格热共振现象的影响，发现不对称周期可调控热流，为热器件设计提供了新思路。
2024-11-14 cond-mat.stat-mech
Renormalization and Quantum Scaling of Frenkel-Kontorova Models
我们概括了经典的过渡打破分析类的弗伦克尔-Kontorova模型研究奥布里和其他非零普朗克常数和温度。这种分析是基于研究的重整化算子的情况下，不合理的平均间距使用费曼的功能积分的方法。我们展示了现有的经典结果如何扩展到量子制度。特别地，我们扩展了MacKay的经典统计力学的重整化方法来推导低频效应和量子效应的标度。我们的方法扩展了Vallet，Schilling和Aubry研究的分层熔化现象的量子制度。
2005-01-10 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Dc-Driven Diatomic Frenkel-Kontorova Model
我们研究了直流驱动的双原子Frenkel-Kontorova模型的共振阶跃、时空动力学和动力学相图。给出了完整的共振速度谱。双原子效应导致每个共振态由两个整数对$(k_1,k_2)$和$(k_1,k_2^{\prime})$表征。在高速区域中，链的平均速度$v$对驱动力$F$的线性响应经常被次谐波共振$(k_1>k_2)$打断。高速区存在两种非线性响应区。提出了一种新的平均场处理的物理解释。
2003-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Quantum Frenkel-Kontorova Model
本文综述了我们最近在量子Frenkel-Kontorova模型方面的工作。利用压缩态理论和量子MonteCarlo方法研究了量子涨落对Aubry跃迁的影响和基态波函数的行为。我们发现，量子涨落重整化正弦标准映射到一个正弦映射。虽然量子涨落已经模糊了奥布里跃迁，但这个跃迁的残余仍然是可辨别的。基态波函数也从扩展态变为定域态。压缩态的结果与Monte Carlo和平均场研究的结果吻合得很好。
2001-06-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Thermal resonance in harmonically driven segmented Frenkel-Kontorova lattices with next-nearest-neighbor interactions
热传输的问题普遍存在于各种技术中，例如发电、冷却、电子和热电。在这种情况下，纳米器件的外部热通量控制自然成为近年来探索的一种有吸引力的策略。在这项工作中，我们研究的热共振现象，即，通过外部周期性驱动获得的最大热通量，由两个不同的Frenkel-Kontorva晶格组成的一维系统，其中最近邻（NN）和次最近邻（NNN）相互作用通过时间调制NN和NNN耦合连接，与两个在不同温度下工作的热源接触。我们研究的NNN相互作用的各种热传输制度所提供的结构修改，可以在模型上的效果。研究了热共振对系统尺寸的依赖关系。我们的研究结果表明，尽管增加了连接的双方提供的NNN相互作用，重叠的声子带的两个部分的系统仍然决定了频率范围，其中出现热共振。
2022-12-28 cond-mat.stat-mech
Dynamical phase diagram of the dc-driven underdamped Frenkel-Kontorova chain
对欠阻尼极限下的广义Frenkel-Kontorova模型进行了分子动力学模拟，研究了原子在直流外力作用下从锁定态到运行态的多步动力学相变.我们表明，最近报道的过渡层次[Braun等人，Phys. Rev. Lett. 78，1295（1997）]强烈地依赖于摩擦常数的值。一个简单的唯象解释的摩擦依赖性的各种临界力分离中间制度。
1997-11-26 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
A simple variational approach to the quantum Frenkel-Kontorova model
本文对一维量子Frenkel-Kontorova模型提出了一种简单而完整的变分方法。采用Dirac含时变分原理和原子的Hatree型多体试探波函数。假设单粒子态具有Jackiw-Kerman形式。我们得到了一个有效的经典哈密顿量的系统，这是足够简单的一个完整的数值解的静态基态的模型。数值结果表明，我们的简单的方法捕捉到的量子效应的本质首次观察到量子蒙特卡罗研究。
2000-08-09 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Resonant steps and spatiotemporal dynamics in the damped dc-driven Frenkel-Kontorova chain
研究了阻尼Frenkel-Kontorova（离散sine-Gordon）链在常外力作用下的扭结动力学.由于运动扭结与其辐射的类相子模之间的竞争，平均速度出现了共振阶跃。引入平均场的考虑，给出一个精确的预测的谐振步骤。讨论了这些共振台阶上的粘滑运动和时空动力学。我们的结果可应用于一维约瑟夫森结阵列和阶梯的磁通动力学、位错、摩擦学等领域的研究。
1998-02-24 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
The Exact Ground State of the Frenkel-Kontorova Model with Repeated Parabolic Potential: I. Basic Results
寻找Frenkel-Kontorova模型的确切能量和构型的问题，该模型由一维粒子组成，通过弹簧与它们最近的邻居相连，并放置在由相同（正）曲率但任意高度和间距的抛物线段组成的周期势中，该问题被简化为最小化定义在有限单纯形上的某个凸函数。
1997-07-22 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Wave transmission, phonon localization and heat conduction of 1D Frenkel-Kontorova chain
本文研究了平面波通过一维有限准周期系统-通过改变无限均匀链中原子的质量，我们得到了{ \it all}本征频率的透射系数。本文还从传输系数和无量纲指数两个方面研究了增强FK链的声子局域化。此外，还计算了FK链的Rubin-Greer类模型在低温下的热传导。发现稳态热通量$J(N)\sim N^α$和$α$依赖于外势的强度。
1999-01-20 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Dry Friction in the Frenkel-Kontorova-Tomlinson Model: Dynamical Properties
采用一种简单的力学模型Frenkel-Kontorova-Tomlinson模型研究了无磨损摩擦。我们在[Phys. Rev. B，Vol.53，7539（1996）]中介绍了这个模型，其中已经考虑了静摩擦。在这里，该模型被视为恒定的滑动速度。动摩擦的数值计算以及分析。作为滑动速度的函数，它显示了许多结构，这些结构可以通过由所谓的“搓板波”引起的各种声子共振（正常，超谐波和参数）来理解。为了增加相互作用强度，规则运动变得混乱（流体滑动状态）。流体的滑动状态主要取决于m个搓板波衰减到n个声子的通道密度。我们还发现了强的双稳性和相干运动与叠加的暗包络孤子的非破坏性相互作用。
1997-04-14 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
The Exact Ground State of the Frenkel-Kontorova Model with Repeated Parabolic Potential: II. Numerical Treatment
本文描述了一个有效地找到Frenkel-Kontorova模型在周期势中的基态能量和组态的过程，该周期势由N个在每个周期中曲率相同的抛物段组成，通过前一篇论文中描述的凸极小化问题的数值解。关键要素是使用次微分来描述最小化问题的结构;如何解决它的直观图片，基于准粒子的运动;和一个快速的线性优化方法，减少内存需求。该程序已被测试的N高达200。
1997-07-29 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Frenkel-Kontorova Models, Pinned Particle Configurations and Burgers Shocks
我们分析了在周期势中粒子的无限谐波链的最低能量配置和在无粘Burgers方程中的特征演化之间的关系。Burgers演化中的激波不连续性来自于物理上的考虑，并且在将与最低能量构形有关的流与较高能量有关的流分开时起着重要的作用。我们详细研究了由抛物段组成的外势的精确可解情形，并解析地计算了最低能量组态，以及包含位错的激发态。
2010-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech math-ph
Dynamics of quantum discommensurations in the Frenkel-Kontorova chain
本研究通过Frenkel-Kontorova链模型，探讨了拓扑缺陷（孤子）在量子涨落和不完美性影响下的性质、注入与传播散射，并提出了在俘获离子量子模拟器上实现可控拓扑激发动力学的方案。
2024-01-23 cond-mat.stat-mech nlin.PS quant-ph
Injection and nucleation of topological defects in the quench dynamics of the Frenkel-Kontorova model
本文研究了 Frenkel-Kontorova 链的淬火动力学，发现从公度相到非公度相的淬火可周期性可控地注入拓扑缺陷，并利用该机制生成有无缺陷的晶格结构叠加态，为囚禁离子实验中的缺陷观测与控制提供了前景。
2023-08-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.PS
Thermal transistor: Heat flux switching and modulating
热晶体管是一种高效的热控制器件，既可以作为热开关，也可以作为热调制器。本文系统地研究了一维和二维热晶体管。特别是，我们展示了如何显着提高效率的一维热晶体管。研究还扩展到二维热晶体管的设计，通过耦合不同的非谐晶格，如Frenkel-Kontorova和Fermi-Pasta-Ulam晶格。绘制了非简谐晶格与单壁碳纳米管之间的类比，并建议用多壁碳纳米管进行可能的实验实现。
2008-03-20 cond-mat.stat-mech
Heat conduction in one-dimensional Yukawa chains
研究了一维Yukawa链的热传导问题。数值计算表明，它具有与系统尺寸成正比的反常导热。本文还研究了非对称外势（修正的Frenkel-Kontorova外势）对系统热传导的影响。研究发现，外电势的非对称性可以诱导非对称导热，这种非对称导热可以作为一种有效的热整流器。在一定的系统参数下，两个相反方向的热流密度有显著差异。人们可以通过改变势的强度和宽度来参数化地控制通过该系统的热通量。
2003-12-02 cond-mat.stat-mech
Anomalous pinning behavior in an incommensurate two-chain model of friction
数值研究了无公度双链摩擦模型中的钉扎现象。在本模型中存在由于解析性破缺而引起的钉扎效应。然而，钉扎行为与Frenkel-Kontorova模型解析态的破缺行为有很大的不同。当链的弹性或链间相互作用强度改变时，钉扎力和最大静摩擦力表现出极其复杂的行为，并伴随着一个连续的相变，在一定条件下它们完全消失。
1998-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Friction, order, and transverse pinning of a two-dimensional elastic lattice under periodic and impurity potentials
基于含杂质的二维Frenkel-Kontorova模型，数值研究了二维弹性晶格的振动现象.结果表明，杂质可以帮助脱钉。我们还研究了滑动晶格的各向异性有序和横向钉扎效应，这是移动布拉格玻璃态和/或横向玻璃态的特征。在存在周期势和随机势的情况下观察到横向钉扎的速度依赖性，并讨论了与生长顺序和不公度结构的关系。
2000-05-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Effective phonons in anharmonic lattices: anomalous vs normal heat conduction
利用有效声子理论，对一维非谐晶格中的热传导进行了解析和数值研究。结果表明，每个有效声子模都是准周期振荡的。通过对德拜公式中总热通量的功率谱进行加权，得到了一个统一的形式，可以解释无在位势的动量守恒晶格中的反常热传导和有在位势的晶格中的正常热传导.我们的结果与Fermi-Pasta-Ulam模型、Frenkel-Kontorova模型和$ϕ^4$模型等现有模型的数值结果符合得很好。
2006-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
A dislocation-dipole in one dimensional lattice model
本研究在一维晶格模型中构造了位错偶极子平衡族，发现连接路径呈现派尔斯势垒，并通过能量图景解释准静态分离过程，为分段二次势提供了闭式解。
2020-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Effect of temperature and velocity on superlubricity
通过对Frenkel-Kontorova模型的数值模拟，研究了温度和滑动速度对超润滑性的影响。我们表明，共振激发的声子在一个无公度的滑动体导致一个有效的摩擦和热平衡的能量分布在内部的自由度。对于有限温度，有效摩擦可以很好地描述为粘性阻尼力，阻尼系数自然出现的微观动力学。该阻尼系数是滑动速度的非单调函数，其在共振速度附近达到峰值并随温度增加。在低速下，它保持有限和非零，表明在零速度极限下保持超润滑性。最后，我们提出了实验系统，我们的结果可以得到验证。
2012-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Transition by Breaking of Analyticity in the Ground State of Josephson Junction Arrays as a Static Signature of the Vortex Jamming Transition
研究了具有控制各向异性参数λ（纵向约瑟夫森耦合与横向约瑟夫森耦合之比）的非理性阻挫约瑟夫森结阵列的基态。发现基态具有一维周期性，其倒易晶格矢量依赖于λ，与衬底晶格无公度。当接近各向同性点λ=1时，基态的壳函数出现解析性破缺，类似于Frenkel-Kontorova模型中的Aubry跃迁。我们发现了一个标度律的谐波谱的船体功能，这表明存在一个特征的长度尺度在各向同性点发散。这个关键的行为是直接连接到干扰过渡先前观察到的电流-电压特性的数值模拟。在基态的顶部有一个无隙的、连续的亚稳态带，其表现出与基态相同的临界行为。
2012-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
