Interstitial Fractionalization and Spherical Crystallography
寻找堆积在球体上的相同粒子的基态与稳定乳状液有关，在理论物理和数学文献中有着悠久的历史。理论和实验已经证实，诸如向错和位错的缺陷是基态的固有部分。本文讨论球形晶体中空位和杂质的显著行为。由球形拓扑结构强制进入的孤立的向错的应变场实际上将晶体和空位撕裂开，通常为位错碎片，其与向错结合以产生小的晶界疤痕。分馏通常分为三个电荷中性位错，尽管也可以产生位错对。我们使用一个功能强大的，免费提供的计算机程序，探索间隙细分的一些细节，各种幂律对电位。我们调查的初始条件和最终状态的能量的依赖性，并比较的位置依赖性的间隙能量与连续弹性理论的预测球。该理论预测，在碎裂之前，间隙原子被5倍向错排斥，空位被吸引。我们还使用空位和光子来研究低能态附近的“幻数”，以适应定期二十面体镶嵌。
2007-07-13 cond-mat.soft
Optical Tweezers as a Micromechanical Tool for Studying Defects in 2D Colloidal Crystals
本文报道了一些新的结果，从分析的视频显微镜数据在以前的实验中获得的二维（2D）胶体晶体。据报道，以前，光镊可以用来创建单和双空位在二维胶体晶体。在这里，我们报告的结果上创建一个空位间隙对，以及三空位。结果表明，空位-间隙对可以是长寿命的，但它们会相互湮灭。三空位的行为是最有趣的，因为它波动之间的配置绑定对的位错和局部非晶态。这一观察的相关性的问题的性质的2D熔化进行了讨论。
2011-08-09 cond-mat.soft
Diffusion of Point Defects in Two-Dimensional Colloidal Crystals
我们报告的第一个研究点缺陷，单和双空位，在一个有限的2-D胶体晶体在真实的空间和时间，使用数字视频显微镜的动态。缺陷是通过操纵单个粒子与光镊。单空位的扩散速率为$D_{mono}/a^{2}\cong3.27\pm0.03$ Hz，双空位的扩散速率为$D_{di}/a^{2}\cong3.71\pm0.03$ Hz。确定了元素扩散过程，发现双空位的扩散由\textit{dislocation dissociation-recombination}机制增强。此外，缺陷不遵循简单的随机行走，但它们的跳跃表现出记忆效应，这是由于它们的稳定配置的对称性降低（与三角形晶格相比），以及晶格模式的缓慢弛豫速率。
2001-03-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Point Defects in Crystals of Charged Colloids
带电胶体粒子-无论是在纳米和微米尺度上-一直有助于提高我们对原子和胶体晶体的理解。这些系统可以直接在实验室中实现，并调整为自组装成体心立方（BCC）和面心立方（FCC）晶体。虽然这些晶体总是会表现出有限数量的点缺陷，包括空位和缺陷-这可能会显着影响其材料特性-但它们的存在通常在科学研究中被忽视。在这里，我们使用计算机模拟和自由能计算来表征FCC和BCC晶体中的点汤川粒子的空位和晶格。我们发现，在BCC相，缺陷是令人惊讶的更常见的比FCC相，并表现为所谓的crowdions：一个异国情调的一维缺陷，提出存在于原子BCC晶体中。我们的研究结果为在实验室中直接观察这些难以捉摸的缺陷打开了大门。
2021-04-07 cond-mat.soft
Dynamics and Instabilities of Defects in Two-Dimensional Crystals on Curved Backgrounds
点缺陷是二维晶体中普遍存在的一种缺陷，对晶体的力学性能和结晶性能起着决定性的作用。当晶体在弯曲的背景上形成时，通常需要有限长度的晶界（疤痕）来稳定晶体。本文对弯曲晶体中的缺陷动力学进行了连续弹性分析。通过利用任何点缺陷，可以得到一个适当的组合的向错的事实，我们提供了一个分析测定的弹性弹性常数的位错疤痕，并比较它们与现有的实验测量从光学显微镜。我们进一步表明，空位和杂质，这是稳定的缺陷，在平面晶体，一般是不稳定的弯曲的几何形状。这个观察结果解释了为什么在平衡球形晶体中从未发现空位或空位。最后，我们对实验和未来的理论工作提出了一些进一步的建议。
2007-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fabricating large two-dimensional single colloidal crystals by doping with active particles
使用模拟，我们探索的行为与活性粒子掺杂的二维胶体（多）晶体。我们表明，这些活性掺杂剂可以提供一个优雅的新途径，以消除多晶体中的晶界。具体而言，我们表明，活性掺杂剂都产生和被吸引到缺陷，如空位和杂质，这导致掺杂剂在晶界的集群。活性颗粒既加宽又增强了晶界的流动性，导致晶域的快速粗化。剩余的缺陷在关闭掺杂剂的活性时重结晶，从而导致大规模的单畴晶体。
2016-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Extended topological defects as sources and outlets of dislocations in spherical hexagonal crystals
扩展的拓扑缺陷（ETD）所产生的球形六角晶体，由于其曲率被认为是。这些普遍存在的缺陷携带一个单位的总拓扑电荷，并被不等边五边形边界包围。被认为是ETD和位错之间的反应的拓扑特性。类似于通常的平面晶体顺序的边界，ETD发射和吸收位错而不保留它们的位错电荷。位于ETD区域内的位错失去了它，并且强制ETD衰减可以以不同的方式进行，而不保持所发射的位错的总Burgers矢量。
2014-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Grain Boundary Scars on Spherical Crystals
我们提出了一个实验系统，适用于生产球形晶体和观察的晶格缺陷（向错和位错）的分布上的一个显着的分数（50%）的球。荧光标记颗粒的引入使我们能够确定晶界疤痕的位置和方向。我们发现，疤痕的总数和每疤痕的多余位错的数量与理论预测一致，疤痕的几何中心大致位于一个二十面体的顶点。
2005-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Point defects in two-dimensional colloidal crystals: simulation vs. elasticity theory
本文用数值计算和解析计算的方法研究了二维胶体晶体中空位和杂质的结构。特别是，我们比较了一个简单的缺陷模型的连续弹性理论的预测数值得到的缺陷的位移场。在这种比较中，在粒子和连续介质计算中采用相应的边界条件是至关重要的。在这里，我们制定的连续性问题的方式，使其类似于静电问题的发现潜在的点电荷在周期性的边界条件。然后，可以使用埃瓦尔德求和技术进行连续计算。对于晶体，由弹性理论预测的位移场在大距离处是准确的，但在缺陷附近出现大偏差，距离高达10个晶格间距。对于空位，弹性理论的预测得到的简单模型不再现的数值结果，即使远离缺陷。
2008-06-22 cond-mat.soft
Point Defects in Hard Sphere Crystals
本文报道了硬球晶体中杂质浓度的数值计算。我们发现，在熔点的三维面心立方硬球晶体中，杂质的浓度为2 * 10^-8。这比空缺的集中程度低大约三个数量级。一个简单的分析估计产生的值与数值结果相当一致。
2001-05-03 cond-mat.soft
Manifestation of Defects in Raman Effect of Light Spectra of Organic Molecular Crystals (COMPUTER Modeling)
本文计算了有机分子晶体在考虑各种结构缺陷时的频谱。它示出了如何存在的空位，取向无序，和表面存在影响光谱。发现每个缺陷在光谱中具有一组特征谱线。
2007-09-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.other cond-mat.soft
Statistical Mechanics of Vacancy and Interstitial Strings in Hexagonal Columnar Crystals
柱状晶体含有空位/间隙环或空位串形式的缺陷，以及由柱状"头“和”尾“界定的杂质。这些缺陷串由柱状晶格定向，并且可以通过端部的移动和沿着长度形成扭结来改变尺寸和形状。因此，在定向生活聚合物方面的分析是适当的，以研究它们的大小和形状分布，体积分数等。如果横向波动的熵克服了弦线张力在结晶相，字符串增殖过渡发生，导致超固相。我们估计的流浪熵和检查的过渡制度的行为。我们还计算了数值的线张力的各种物种的空缺和magnitials在三角形晶格的幂律势，以及为修改后的贝塞尔函数列之间的相互作用的情况下发生的磁通线在II型超导体或长的聚电解质在离子溶液中。我们发现，中心间隙是最低的能量缺陷的一个非常广泛的相互作用，对称的空缺是首选的，只有非常短的相互作用范围。
1999-04-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Large effect of polydispersity on defect concentrations in colloidal crystals
本文计算了多分散硬球晶体中层错和点缺陷的平衡浓度。我们发现，虽然堆垛层错的浓度保持类似的单分散硬球晶体，空位的浓度减少了约一个因素。最引人注目的是，在最大多分散晶体中的杂质浓度可能比在单分散晶体中大大约六个数量级。我们表明，这种显着增加的间隙浓度是由于发现小颗粒的概率增加，并且粒径分布的小颗粒尾部对于胶体晶体中的间隙浓度至关重要。
2004-02-03 cond-mat.soft
Impact of Interaction Range and Curvature on Crystal Growth of Particles Confined to Spherical Surfaces
当胶体颗粒在球形模板上形成晶相时，它们的堆积由它们之间的有效相互作用和弯曲生长晶体的弹性应变决定。例如，如果生长在适当的条件下开始，并且形成的圆形晶体达到临界尺寸，则通过引入缺陷以减轻弹性应变来继续生长。最近，实验发现，如果缺陷的形成是不可能的，晶体反而继续生长在从原始晶体突出的带状物中。在这里，我们报告的计算机模拟中，我们观察到在短的相互作用范围和包装，将缺陷，如果相互作用是长程的形成的丝带。带状物只有在超过某个临界晶体尺寸时才会形成，低于该尺寸时，晶核大致呈球形。我们发现临界晶体尺寸的缩放与Manoharan小组提出的略有不同，原因是实际过程是在大致圆形晶体顶部的带状物的两步非均质成核。
2017-03-02 cond-mat.soft
Displacement field and elastic constants in non-ideal crystals
本文在对称性破缺态线性响应理论的框架内，利用关联函数和Zwanzig-Mori方程描述了一种具有点缺陷的周期晶体。主要结果是弹性常数和粗粒密度，点缺陷密度和位移场，这是有效的，在真正的晶体中，其中存在空位和缺陷的微观表达式。粗粒密度场不同于微观密度的小波矢量极限。在长波长极限下，我们恢复了包含缺陷密度的弹性力学唯象描述。
2010-03-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Analytical calculation of the Stokes drag of the spherical particle in a nematic liquid crystal
作为研究粒子在各向异性液体中运动的一种方法，我们解析地研究了球形粒子在液晶中的Stokes阻力。在一般各向异性情况下，球粒子的斯托克斯阻力是用多极子表示的。在弱锚定的情况下，我们使用众所周知的分布的弹性指向矢场周围的球形粒子。在强锚定的情况下，也可以通过将颗粒的尺寸修改为变形涂层的尺寸来使用多极膨胀。对于零锚定（均匀指向矢场）的情况，我们发现沿着指向矢$η_{\parallel}$和垂直方向$η_{\perp}$的粘度几乎相同，这是相当合理的，因为在这种情况下，液体表现为各向同性。在非零锚定的情况下，一般比率$η_{\parallel}/η_{\perp}$约为2，这是实验观察所满足的。
2014-03-06 cond-mat.soft
Grain Boundary Scars and Spherical Crystallography
我们描述了二维球形晶体结构的实验研究。这些晶体是由珠子在油中的水滴上自组装而成的，可以作为模型系统来探索关于曲面上具有任意排斥相互作用的粒子的最小能量构型的非常一般的理论。在临界系统尺寸以上，我们发现晶体会产生独特的高角度晶界或疤痕，这在平面晶体中是没有的。疤痕中多余缺陷的数量与无量纲系统尺寸呈线性增长。所观察到的斜率预计是普遍的，独立的微观潜力。
2003-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dressed Active Particles in Spherical Crystals
我们研究了二维球形晶体中活性粒子的动力学，这为说明活性粒子和晶体缺陷的相互作用提供了一个理想的环境。观察到一个移动的活性粒子被局部拓扑缺陷包围，成为一个修饰的活性粒子。这样的物理图像表征了运动粒子周围的晶格畸变和其轨迹中畸变晶格的愈合。我们发现，在随机和弹道运动的活性粒子的动力学行为一致符合这一特点的情况下，无论粒子最初是一个缺陷或没有。我们进一步观察到，周围的缺陷图案穿着弹道活性粒子随机振荡之间的两个明确的翼状缺陷图案，无论其速度。本工作中所建立的修饰活性粒子的物理图像部分地解释了活性晶体中有趣的非平衡行为的复杂性，并打开了将活性引入与材料设计密切相关的工程缺陷的有希望的可能性。
2016-08-03 cond-mat.soft
Dislocation screening in crystals with spherical topology
尽管向错缺陷在二维平面晶体中是能量上禁止的，但它们的存在在具有球形拓扑结构的晶体中是必要的，例如病毒衣壳、胶体体或富勒烯。这样的几何挫折引起大的弹性应力，当其尺寸显著大于典型的晶格间距时，这使得晶体不稳定。根据晶体对拉伸和弯曲变形的顺应性，这些应力通过向错附近的固有曲率的局部增加或通过过量位错的增殖来减轻，过量位错通常以称为“疤痕”的一维链的形式组织。疤痕的相关应变场可以抵消孤立的向错所产生的应变场。本文发展了亏格为1的二维闭合晶体中位错屏蔽的连续介质理论。通过将给定向错产生的疤痕通量建模为独立的标量场，我们证明了具有不同非球面度的封闭二维晶体的弹性能可以表示为零温度和有限温度下向错屏蔽拓扑电荷的简单二次函数。这使我们能够预测多余位错的最佳密度以及晶体获得的最小拉伸能量。
2020-02-06 cond-mat.soft
Equilibrium Configurations and Energetics of Point Defects in Two-Dimensional Colloidal Crystals
我们展示了一种新的方法引入点缺陷（单和双空位）在一个封闭的单层胶体晶体通过操纵单个粒子与光镊。数字视频显微镜用于研究真实空间和时间中的缺陷动力学。我们分析了缺陷核中粒子的拓扑排列，并建立了它们与系统能量学的联系。发现热涨落激发点缺陷形成\textit{dislocation multipole}组态。我们提取了位错对势在近场，核心重叠和线弹性是不适用的。
2000-12-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Command of Collective Dynamics by Topological Defects in Spherical Crystals
将多个组分的单独运动引导到相干动力学状态是多个领域中的基本挑战。在这里，球形晶体模型的基础上，我们表明，粒子阵列中的拓扑缺陷可以是一个至关重要的因素，在调节集体动力学。具体来说，我们强调缺陷驱动的同步呼吸模式周围的向错和集体振荡与晶体秩序的中断有很强的联系。这项工作打开了基于拓扑缺陷的组织原理的可能性，并可能激发新的策略，利用有趣的集体动力学在广泛的非平衡系统。
2019-06-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Fracton-elasticity duality of two-dimensional superfluid vortex crystals: defect interactions and quantum melting
采用分形弹性对偶，我们开发了一个低能量的有效理论的零温度涡旋晶体在二维玻色超流体，自然包含晶体拓扑缺陷。我们提取这些缺陷之间的静态相互作用，并研究了几个连续的量子跃迁所引发的希格斯凝聚的涡旋空位/晶体和位错。我们建议，量子熔融的涡旋晶体向六方或近晶相可能会发生通过一对连续的过渡分离的中间涡旋超固相。
2020-11-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft cond-mat.str-el
Hydrodynamics defines the stable swimming direction of spherical squirmers in a nematic liquid crystal
本文研究了一个具有破缺旋转对称性的活动粒子--模型蠕动体-在液晶中的流体动力学。通过模拟与解析计算相结合，我们发现蠕动流场和液晶指向矢之间的流体动力学耦合可以导致游泳者的重新取向。优选的取向取决于蠕动流场的确切细节。在一个稳定的状态下，推动者被示出为平行于方向盘的方向游动，而拉动者则垂直于方向盘的方向游动。这种行为完全是由蠕动流场和宿主流体的各向异性粘度之间的流体动力学耦合引起的。我们的研究结果表明，各向异性的游泳介质可以用来引导和引导大规模的球形microswimmer。
2017-07-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
