X-ray diffraction and computer simulation studies of the structure of liquid aliphatic aldehydes: from propanal to nonanal
用同步辐射X射线衍射实验和分子动力学模拟对从丙醛到壬醛的简单脂肪醛进行了研究。OPLS全原子相互作用势模型的性能进行了评估，通过直接比较模拟和实验的总散射结构因子。一般来说，MD结果至少半定量地再现了实验数据。然而，在两个数据集之间的主要衍射最大值的位置方面可以观察到轻微的不匹配。部分径向分布函数也已从模拟结果计算。不同的O-H偏径向分布函数之间可以检测到明显的差异，这取决于H原子是否连接到与醛基的氧原子双键连接的碳原子上。
2018-11-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Nuclear quantum effects: their relevance in neutron diffraction studies of liquid water
本文计算了轻水（H_2O）、重水（D_2O）和零水（H1.28D0.72O）的经典分子动力学（MD）模拟模型的核量子效应（NQE）修正。新的路径积分分子动力学（PIMD）模拟也进行了相同的系统。NQE对重水的O-D和D-D部分径向分布函数的影响略小于对轻水的O-H和H-H部分径向分布函数的影响。在对NQE进行校正后，轻水和重水中的O-H键长变得不同：O-D键长比O-H键长短约0.5%。在NQE校正之后，零水的总RDF在分子内O-H峰的位置处确实显示出与氢相关的特征。基于涉及NQE校正的总径向分布函数和部分径向分布函数的交叉检查程序，可以说，关于液态水的结构，H和D相等的假设对于分子间相关性的非常好的近似是有效的。这些发现也支持我们的路径积分分子动力学模拟。
2020-11-02 cond-mat.soft physics.chem-ph
Neutron diffraction of hydrogenous materials: measuring incoherent and coherent intensities separately from liquid water - a 40-year-old puzzle solved
由于$^1$ H的非相干截面很大，用中子衍射法精确测定含质子核的无序材料的相干静态结构因子是极其困难的。这一问题给中子衍射数据处理带来了很大的不确定性，严重阻碍了含氢材料结构的测定。在这里，我们提出了第一个准确的单独测量，使用极化中子衍射，相干和非相干的贡献，总静态结构因子的5个混合物的轻和重水，在一个前所未有的宽动量转移范围。在这项工作中推导出的H $_2$ O和D $_2$ O混合物的结构因子可能意味着一个新时代的开始，在含氢材料的结构测定，使用中子衍射。
2014-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fast and Adjustable Resolution Grazing Incidence x-ray Liquid Surfaces Diffraction achieved through 2D Detector
我们开发了一个装置，使用二维相机掠入射X射线衍射（GIXD）的朗缪尔单层和更一般的二维粉末的表面衍射。与使用线性检测器结合Soller狭缝的经典设置相比，使用相同的X射线源（同步加速器偏转磁体）以可比的信噪比将采集时间减少至少10倍（从超过1小时减少到几分钟）。此外，使用水平间隙狭缝，可以调整实验分辨率，并且对于小的间隙值，与使用线性检测器获得的分辨率相比，可以实现更好的分辨率。
2004-03-05 cond-mat.soft
Analysis of the shape of x-ray diffraction peaks originating from the hexatic phase of liquid crystal films
本文用X射线衍射方法研究了75 OBC和3（10）OBC化合物六方B相中的键取向次序。分析了单个衍射峰的角度分布随温度的变化规律。接近于六方-B-近晶-A过渡，这些轮廓可以由高斯函数近似。在较低的温度下，在hexatic-B相的配置文件更好地拟合的Voigt函数。在Aharony和Kardar提出的有效哈密顿量的基础上，对三维六角体衍射峰的宽度进行了理论分析。理论计算与X射线实验结果符合得很好。
2016-10-06 cond-mat.soft
Diffraction of light by topological defects in liquid crystals
本文用度规方法研究了双折射液晶中类刺猬型和线性向错拓扑缺陷的光散射。在这种缺陷附近传播的光感觉上是一个等效于全球引力和宇宙弦几何的空间部分的有效度量。根据液晶的特征参数，得到了刺猬缺陷的散射振幅、微分散射截面和总散射截面。研究了向错情况，发展了柱面分波法。作为先前发展的应用，我们还研究了温度对衍射图案局部化的影响。
2010-11-22 cond-mat.soft gr-qc
Design of acoustic diffraction plates for manipulating ultrasound in liquid Helium
液氦中的许多实验，例如爆炸电子气泡的光学成像，可以在应用条件下研究单个粒子，涉及使用压电换能器产生的超声波。以前的研究要么使用平面换能器，这限制了最大声强和空间分辨率，要么使用弯曲换能器，这只允许在固定焦点处进行观察，并且难以施加均匀的电场。在本文中，我们介绍了使用声衍射板在液氦放大超声压力振荡在一组任意的主焦点耦合大量的次级焦点，所有这些都可以自由地移动，通过改变超声频率。频率依赖性还允许我们在表面产生受控的法拉第不稳定性，这使得能够产生具有所需参数的多电子气泡。
2022-03-11 cond-mat.other cond-mat.soft
X-ray studies of the phases and phase transitions of liquid crystals
本文简要介绍了热致液晶的相和相变的X射线衍射研究进展。所涵盖的领域是扭转晶界相，反铁电相研究与共振X射线衍射，近晶相凝胶结构内。在所有领域，X射线衍射都发挥了关键作用。然而，仍然存在一些悬而未决的问题：近晶-C扭曲晶界相的变体的性质，反铁电相的起源，以及近晶-A凝胶样品是否存在新的布拉格玻璃态。
2005-01-02 cond-mat.soft
Extracting the Pair Distribution Function of Liquids and Liquid-Vapor Surfaces by Grazing Incidence X-ray Diffraction Mode
我们表明，水的结构因子$S(q)$可以得到从X射线同步辐射实验在掠入射角（反射模式），通过使用液体表面衍射仪。描述了用于获得自洽$S(q)$的校正。将这些校正应用于不同入射光束角度（临界角以上）的扫描，将测量的强度折叠成单个主曲线，而不需要拟合参数，其在比例因子内产生$S(q)$。在总反射率的临界角以下进行测量，得到水/蒸汽界面最顶层的结构因子。我们的研究结果表明，在蒸汽/水界面的水重组。我们还介绍了一种新的方法来提取$g(r)$，对分布函数（PDF），通过将PDF表示为误差函数的线性和，其参数通过应用非线性最小二乘拟合方法进行细化。这种方法可以直接确定PDF中的固有不确定性。我们的研究结果以前测量和理论预测的PDF的影响进行了讨论。
2008-07-22 cond-mat.soft
Structural investigation of the liquid crystalline phases of three homologues from the nOS5 series (n = 9, 10, 11) by X-ray diffraction
本研究针对nOS5系列三个同系物的液晶相，结合多种表征方法测定相序与结构参数，明确了不同碳数下的倾斜近晶相类型，为该类液晶的结构研究提供了实验依据。
2024-09-05 cond-mat.soft
Structure of liquid--vapor interfaces: perspectives from liquid state theory, large-scale simulations, and potential grazing-incidence X-ray diffraction
本文提出物理一致的体相散射模型和有限尺寸修正，结合大规模模拟计算Lennard-Jones流体液-汽界面的GIXRD强度，证明介观尺度增强表面张力可通过散射实验明确检验。
2024-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Bragg diffraction of higher orders on oblique helicoidal liquid crystal structures
本文实验研究光敏手性 CB7CB/CB6OCB/5CB 斜螺旋液晶在降压过程中的多阶布拉格反射，识别混合态并以弹性与介电参数模型验证实验结果。
2024-04-05 cond-mat.soft
Reverse Monte Carlo investigations concerning recent isotopic substitution neutron diffraction data on liquid water
虽然液态水已经通过（X射线和中子）衍射测量研究了几十年，但新的实验结果几乎每年都会出现。其原因是，无论是X射线，也不是中子衍射数据是微不足道的，以纠正和解释这种基本物质。由于X射线对氢有些不敏感，中子衍射（最常见的是H/D）同位素取代对于研究水的最重要特征至关重要：氢键。在这里，两个非常新的中子衍射数据集被认为是，都利用轻和重氢，$^1$ H和$^2$ H之间的对比，以不同的方式。反向蒙特卡罗结构建模用于构建大型结构模型，这些模型在实空间和倒易空间中尽可能与所有实验信息一致。该方法也被证明是有用的，揭示可能出现的小的不一致性，在初级数据处理过程中：对于一个中子数据集，它是分子的几何形状，可能不会保持在合理的范围内，而对于另一组，它是一个（复合）的径向分布函数，不能在相同的（高）水平建模为其他三个功能。然而，氢键周围的局部结构的细节似乎非常相同的两个数据集：最可能的氢键角是直的，和最近的氧邻居的中心氧原子占据近似四面体的位置。
2015-08-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Properties of hydrogen bonded network in ethanol-water liquid mixtures as a function of temperature: diffraction experiments and computer simulations
新的X射线和中子衍射实验已经进行了乙醇-水混合物作为一个功能的温度降低，这样的衍射数据，现在可以在整个组成范围内。广泛的分子动力学模拟表明，应用全原子间相互作用势是足够的洞察氢键网络结构，以及它的变化冷却。各种工具已被用于揭示有关氢键的细节，如确定氢键受体和供体网站，计算集群大小分布和集群拓扑结构，以及计算拉普拉斯光谱和分形维数的网络。结果发现，5元氢键环占主导地位的乙醇含量高达70%，在室温下，浓度环结构几乎消失。渗透已经得到了特别的关注，因此可以表明，在低温下，接近冰点，甚至含有90%乙醇的混合物也具有3D渗透网络。此外，即使在室温下，水子网络也会发生渗透，在50%乙醇附近发生渗透转变。
2021-04-06 cond-mat.soft
Structural studies of $^1$H-containing liquids by polarized neutrons: chemical environment and wavelength dependence of the incoherent background
在演示了如何将中子衍射与极化分析一起应用于精确确定包含大量质子核的无序材料的相干静态结构因子之后（Temleitner等人，B 92，014201，2015），我们现在关注非相干散射。非相干贡献是处理含氢材料标准（非极化）中子衍射数据的巨大困难的原因，因此该问题的重要性。在这里，我们报告液体丙酮，环己烷，甲醇和水的非相干散射强度，作为$^1$ H/H比的函数。非相干强度直接由极化中子衍射确定。这样，可以监测由于变化的化学环境引起的不相干背景的可能变化。此外，对于一些水样，非相干强度作为入射中子束的波长的函数（在0.4，0.5和0.8 μ m）也已被测量。结果发现，在每种情况下，非相干强度可以描述由一个单一的高斯函数，在统计误差。高斯曲线的（全）宽度（半峰）显然取决于所应用的波长。另一方面，氢原子的不同成键环境似乎并不影响高斯的宽度。
2022-01-12 cond-mat.soft physics.chem-ph
Optical analysis of spatially periodic patterns in nematic liquid crystals: diffraction and shadowgraphy
光学方法是最方便的分析空间周期性图案与波矢量$\bm q$在一个薄的层的液晶液晶。在标准的实验装置中，一束具有“短”波长$λ\ll 2 π/q$的平行光穿过反射层。记录透射光，图案或者通过阴影术直接可视化，或者通过由于图案的光栅效应而产生的衍射条纹更间接地表征。在这项工作中，我们提出了一个系统的短波长分析这些方法的常用平面取向的液晶的光轴在限制表面。我们的方法涵盖了一般的三维实验几何相对于相对取向的$\bm q$和波矢量$\bm k$的入射光。特别强调了相位光栅效应的重要性，这在纯几何光学方法中是不可访问的。最后，作为一个副产品，我们也提出了一个光学分析的对流辊在瑞利-贝纳德对流，其中的流体的折射率是各向同性的对比，它的单轴对称性的液晶。我们的分析与Trainoff和Cannell的早期物理光学方法[Physics of Fluids { \bf 14}，1340（2002）]非常一致，该方法限于2D几何形状并且在技术上要求更高。
2013-05-15 cond-mat.soft nlin.PS
Comparison of the TIP4P-2005, SWM4-DP and BK3 interaction potentials of liquid water with respect to their consistency with neutron and X-ray diffraction data of pure water
在对水的普遍相互作用潜力进行了相当全面的研究之后（Pusztai等人，J. Chem. Phys.，2008，129，184103），这里是两个更近的可极化电位集，SWM 4-DP（Lamoureux等人，化学物理快报，2006，418，245）和BK 3（Kiss等人，化学物理学杂志，2013，138，204507）与TIP 4P-2005水势（Abascal等人，J. Chem. Phys.，2005年，123，234505），这是以前似乎是最令人信服的。比较的基础是与中子和X射线衍射纯水实验结果的兼容性，使用Pusztai等人（2008年）应用的方案。该方案结合了实验总散射结构因子（TSSF）和部分径向分布函数（PRDF）从分子动力学模拟在一个单一的结构模型。O-O、O-H和H-H模拟PRDF-s以及实验中子和X射线TSSF的拟合优度值提供了一种可以表征相互作用势和衍射实验之间一致性水平的度量。在这里研究的部分RDF-s的集合中，对应于SWM 4-DP势参数的集合已被证明与本研究所采用的特定衍射结果最一致，几乎没有显著的裕度领先于BK 3。也许更重要的是，它表明，这三组潜在的参数产生几乎相等的PRDF-s，可能都是一致的衍射数据在一个非常高的水平。最大的差异可以检测到的O-O偏径向分布函数。
2013-12-16 cond-mat.soft
X-ray Diffraction and Molecular Dynamics Study of Medium-range Order in Ambient and Hot Water
我们发展了具有高能量分辨率和高精度的X射线衍射测量方法，用于研究常压下三种不同温度（7、25和66 ℃）下的水结构。使用球形弯曲的Ge晶体的能量分辨率优于15 eV已实现，消除了康普顿散射的影响。高质量的数据允许精确的氧-氧对关联函数（PCF）直接从实验数据的傅里叶变换导出，从而将壳结构解析到~12 μ m，即5个水合壳。大规模分子动力学（MD）模拟使用的TIP 4P/2005力场再现良好的实验壳结构的范围内4-12毫米，虽然较少的协议是看到的PCF中的第一个峰。局部结构指数[J. Chem. Phys. 104，7671（1996）]确定了在PCF中产生中程振荡的四面体少数和在该范围内提供更无特征的背景的无序多数。目前的研究支持的建议，液态水的结构，即使在高温下，可以描述的两个状态的波动模型，涉及局部结构的高密度和低密度形式的液态水假设在液-液相变假设。
2011-07-24 cond-mat.soft
X-ray diffraction from smectic multilayers: crossover from kinematical to dynamical regime
本文研究了近晶液晶多层膜的X射线衍射，通过对比运动学与动力学理论分析同步辐射反射，推导出两种衍射区域转变的定量标准，解释了厚膜的非典型衍射行为。
2025-05-29 cond-mat.soft
Extended Short-Range Order Determines the Overall Structure of Liquid Gallium
多价金属熔体（镓、锡、铋等）具有微观结构特征，其通过中子和X射线衍射检测，并且在简单液体中不存在。基于中子和X射线衍射数据和液态镓的\textit{ab initio}分子动力学模拟结果，我们在原子水平上研究了这种液态金属的结构。时间分辨的聚类分析可以揭示，在液体镓的短程结构顺序是由一系列的相关长度。在对应于平衡液相的一组独立样品上进行的该分析公开了不存在稳定的结晶域以及对于镓的结晶相典型的分子状Ga $_2$二聚体。液态镓的结构可用软准球密堆积体系的简化模型再现。研究结果可用于其他多价液态金属的精细结构分析。
2020-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Distinct signature of two local structural motifs of liquid water in the scattering function
液体通常在冷却时变得更加有序。然而，这是一个长期存在的争论是否这种结构有序的液态水发生连续或不连续：连续与混合物模型。本文通过对三种流行的水模型的计算机模拟和对最近的散射实验数据的分析，指出在水的结构因子中，存在两个重叠的峰隐藏在表观的“第一衍射峰”中，其中一个峰对应于普通液体中相邻的O-O距离，另一个峰对应于四面体结构中密度波的最长周期。这明确地证明了两种局部结构基序的共存。我们的发现不仅为解决长期存在的关于水结构的争议提供了关键线索，而且还可以通过实验获得液态水结构有序的程度和范围。
2019-08-21 cond-mat.soft physics.chem-ph
Orbital free ab initio molecular dynamics simulation study of some static and dynamic properties of liquid noble metals
用无轨道从头算分子动力学模拟方法研究了Cu、Ag和Au在各自熔点附近的热力学状态下的静态和动态性质。计算的静态结构与现有的X射线和中子衍射数据显示出良好的一致性。至于动力学性质，计算的动力学结构因子指向集体密度激发的存在，随着l-Cu和l-Ag的正色散。几个输运系数已经得到了合理的协议与现有的实验数据。
2012-10-08 cond-mat.soft physics.chem-ph
Reverse Monte Carlo modeling of liquid water with the explicit use of the SPC/E interatomic potential
反向蒙特卡罗模拟液态水，一个中子和一个X射线衍射数据集的基础上，也适用于最流行的原子间的潜力，SPC/E，水，已执行。SPC/E水分子的严格刚性几何必须稍微放松，以便能够产生与两组实验数据的良好拟合。在最终的颗粒配置，规则形状的水分子和直氢键角被发现是一致的衍射结果。它已被证明，明确使用RMC中的原子间相互作用势在未来的水和水溶液的结构建模中发挥作用。
2017-01-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Topological origin of peak splitting in the structure factor of liquid water
Inorganic Chemistry Laboratory, Department of Chemistry, University of Oxford（牛津大学化学系无机化学实验室）；CNR-Istituto dei Sistemi Complessi（意大利国家研究委员会复杂系统研究所）；Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma La Sapienza（罗马第一大学物理系）
研究揭示液态水结构因子峰分裂源于氢键网络的拓扑特征，通过原子模拟证明5-8元环对双峰散射信号的贡献。
2026-01-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
Liquid crystal phases with unusual structures and physical properties formed by acute-angle bent-core molecules
由具有1，7萘中心核的锐角α-核（ABC）分子形成的液晶显示出有趣的相行为，其中α-相伴随着知之甚少的附加相。在这项工作中，我们的ABC材料的物理特性，如双折射，介电常数，弹性常数和表面排列，目前的X-射线衍射和透射电子显微镜研究他们的订单。ABC分子形状类似于字母$λ$，在单轴取向相中产生非常小的张开弹性常数，并导致形成由具有均匀单轴指向矢的分子柱组成的四轴位置有序的柱状相，该指向矢可以弯曲但不张开。
2020-08-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Nanometer-Resolved Collective Micromeniscus Oscillations through Optical Diffraction
我们研究了在浸入水中的超疏水表面上形成的微米级液-气微球的周期性阵列的动力学。通过实时测量光学衍射峰的强度，我们能够以亚微秒的时间分辨率解决纳米尺度的振荡。在用可变频率的超声场驱动系统时，我们观察到在几百kHz处的明显共振，这取决于确切的几何形状。使用非稳态斯托克斯方程对系统进行建模，我们发现这种低谐振频率是由声耦合振荡弯月面的集体模式引起的。
2007-12-04 cond-mat.soft
A potential inversion study of liquid CuBr
介绍了溴化铜熔体的硬电磁辐射衍射实验。结合本实验结果和早期的中子衍射实验，确定了CuBr的部分对分布函数。最近通过各种技术获得的这些功能的两个不同的结果进行了讨论。一个潜在的反演计划已被应用到生成三维结构的部分对分布函数。确定了近邻原子间的角关联。这些显示出与玻璃形成ZnCl 2熔体的特性差异。而在ZnCl 2熔体中，已经发现连接相邻ZnCl 4四面体的角度-如在二氧化硅玻璃中-定义良好，并且+-+（ZnClZn）角度分布达到峰值，在CuBr中相应的分布函数是宽的。这可能是理解为什么ZnCl 2而不是CuBr熔体可以容易地过冷成玻璃态的关键。
2000-06-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Temperature-dependent structure of methanol-water mixtures on cooling: X-ray and neutron diffraction and molecular dynamics simulations
用高能同步辐射X射线和中子衍射技术研究了甲醇-水混合液的低温结构。因此，我们能够报告的第一套完整的X射线和中子加权总散射结构因子在整个组成范围内（在12个不同的甲醇浓度（x $_M$）从10到100摩尔%），并在温度从环境温度下降到冰点的混合物。新的衍射数据可以在以后的理论和模拟研究中作为参考。测量数据解释的分子动力学模拟，其中所有的原子OPLS/AA力场模型甲醇结合SPC/E和TIP 4P/2005水的潜力。虽然TIP 4P/2005水模型被认为是更成功的，这两种组合提供至少半定量的协议与测量的衍射数据。从模拟的粒子配置，部分径向分布函数，以及各种分布的氢键的数量已被确定。作为一般趋势，氢键的平均数在冷却时增加。然而，甲醇分子之间的氢键的数目随着温度的降低而略微减少。30和60摩尔%的酒精含量。从室温到193 K，对于甲醇含量高于70 mol %的水-水氢键也是如此。
2020-07-01 cond-mat.soft physics.chem-ph
Structure of smectic defect cores: an X-ray study of 8CB liquid crystal ultra-thin films
我们研究了近晶相中的拮抗锚定所阻碍的非常薄的液晶膜的结构。在圆柱形几何形状中，膜厚度小于150 nm的结构由缺陷主导，并且缺陷核的详细拓扑结构可以通过X射线衍射来揭示。它们看起来像是半管状的旋转颗粒边界（RGB）。我们确定的RGB空间扩展，并评估其能量每单位线。两者都明显大于文献中通常提出的
2005-10-26 cond-mat.soft
Ferroelectric Smectic C Liquid Crystal Phase with Spontaneous Polarization in the Direction of the Director
本研究通过旋转磁取向样品的二维X射线衍射构建三维倒易空间，证实此前在铁电近晶A相低温区发现的未知相为指向矢方向具自发极化的铁电近晶C相，为液晶相分类增添新类型，推动软物质基础研究。
2024-08-18 cond-mat.soft
Formation of the Smectic-B Crystal from a Simple Monatomic Liquid
我们报道了一个分子动力学模拟，证明了近晶B晶相（Cr-B），通常观察到的各向异性分子的介晶系统，可以形成一个系统的相同的粒子通过球对称势相互作用。Cr-B相的形成是由于在适当的数密度下等容冷却时从各向同性液相的一级转变。它的结构，由设计的对势确定对应于由长径比为1.8的细长颗粒形成的Cr-B结构。衍射图样和实际空间结构检验表明ABC型轴向层堆叠占主导地位。这一结果打开了一个一般的可能性，生产近晶相使用各向同性粒子间的相互作用，在模拟和胶体系统。
2013-07-10 cond-mat.soft
Multi-level Chirality in Liquid Crystals Formed by Achiral Molecules
在许多具有层次结构的生物材料中，有一种有趣而独特的机制负责从分子到纳米或微米尺度水平的有序“传播”。在这里，我们提出了一个简单得多的分子系统建立的非手性介晶二聚体分子，表现出类似的复杂性与四个层次的结构手性（i）层手性，（ii）螺旋的基本4层重复单元，（iii）螺旋与几层的间距和（iv）介观螺旋长丝。正如在许多生物系统中所看到的那样，在不同水平的手性之间存在耦合。硬和软X射线衍射测量，光学研究和理论建模相结合的结构进行了鉴定。
2019-01-03 cond-mat.soft
Clustering and Micro-immiscibility in Alcohol-Water Mixtures: Evidence from Molecular Dynamics Simulations
采用经典的分子动力学模拟方法，在298 K和常压下，研究了甲醇和摩尔分数为7：3的水溶液中的氢键结构。我们发现，与最近X射线发射研究的预测相反，液体甲醇中的氢键结构以链和小环结构为主。在富含甲醇的溶液中，我们发现了微观不溶性的证据，支持最近的结论来自中子衍射数据。
2004-04-16 cond-mat.soft
