X-ray cross-correlation analysis of liquid crystal membranes in the vicinity of hexatic-smectic phase transition
本文用角向X射线互相关分析(XCCA)研究了液晶膜在六方-近晶相变附近的X射线性质。利用两点角强度交叉关联函数直接测定了六角相的键取向级参数。位置相关长度的温度依赖性进行了分析。得到的相关长度显示更大的值为BO阶的高阶傅立叶分量。这些发现表明BO和位置顺序之间的强耦合,迄今为止尚未详细研究。
2013-08-14 cond-mat.soft
Structures and orientational transitions in thin films of tilted hexatic smectics
我们提出了详细的系统的研究在薄液晶薄膜的近晶-C的六角相变的结构转变。对于第一次所有可能的结构在文献中报道的一种材料(5 O. 6)在温度和厚度的变化观察。在不寻常的调制结构中,条纹的平衡周期是磁畴尺寸的两倍。我们解释这些模式的现象学朗道型理论的框架工作,作为一个自然的几何挫折在一个系统中产生的平衡现象,具有自发的展曲变形。
2005-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ternary liquid crystalline mixture showing broad antiferroelectric smectic C$_A$* and glassy hexatic smectic X$_A$* phases
Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院核物理研究所);Institute of Chemistry, Military University of Technology(军事科技大学化学研究所);Faculty of Chemistry, Jagiellonian University(雅盖隆大学化学学院);Research Center for Thermal and Entropic Science, Graduate School of Science, Osaka University(大阪大学理学研究科热力学与熵科学研究中心)
研究设计了一种三元液晶混合物以获得玻璃态中的倾斜hexatic smectic相,通过结构、电光和介电性质研究,发现smectic层间距和倾斜角变化,揭示分子二聚化可能,同时观察到SmC$_A$*和SmX$_A$*相的玻璃化及介电谱特征。
2026-04-15 cond-mat.soft
Coexistence of hexatic and isotropic phases in two-dimensional Yukawa systems
我们对粒子与汤川势相互作用的二维胶体晶体的熔化过程进行了布朗动力学模拟。计算了Yukawa体系的对关联函数和键取向关联函数。观察到键取向关联函数的代数衰减。通过排除共存区,只有一个不稳定的六角相被发现在汤川系统。但我们的工作表明Yukawa系统的熔化是一个两阶段的熔化,与KTHNY理论不一致,并且发现了各向同性液体和六角相共存区。
2008-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergent Potts Order in a Coupled Hexatic-Nematic XY model
针对液晶54 COOBC薄膜中一种意想不到的近晶-A '相的性质,我们对一个耦合的六方晶系XY模型进行了大规模的蒙特卡罗模拟。由此产生的有限温度相图揭示了一个小的区域与复合Potts $\mathbb{Z}_3$秩序以上的涡旋结合过渡,这一阶段的特点是相对hexatic-bronchial有序,虽然两个变量是无序的。该系统仅在较低温度下才发展出代数六阶和代数七阶。这种多步熔化的情况下同意与实验观察到的一个尖锐的比热异常,出现以上的发病六角位置顺序。因此,我们提出近晶A '相的特征是复合Potts序和分数涡旋的束缚态。
2021-03-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
2D Melting: From Liquid-Hexatic Coexistence to Continuous Transitions
用事件链蒙特卡罗方法研究了二维连续粒子系统的相图。对于具有排斥幂律相互作用$\propto r^{-n}$与$n \gtrsim 6$的软盘,最近建立的硬盘熔化情景($n \to \infty$)成立:确定了一阶液体-六方晶系和连续的六方晶系-固体转变。接近$n = 6$,共存的液体表现出很长的取向相关性,和位置相关的六角体是非常短的。对于$n\lesssim 6$,液相-六方晶系转变是连续的,其相关性与Kosterlitz-Halperin-Nelson-Yong(KTHNY)方案一致。为了说明这些结果的一般性,我们证明了汤川粒子同样可以遵循KTHNY或硬盘熔化的情况下,根据德拜-休克尔屏蔽长度以及温度。
2015-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Angular structure factor of the hexatic-B liquid crystals: bridging theory and experiment
我们报告的结果从X射线散射研究的角结构因子的液晶六方B膜。根据六方B相的六重旋转对称性,其特征散射分裂成六个反射。这些反射的径向和角截面的形状和它们的温度演化进行了分析。我们发现,在很宽的温度范围内的六方B相存在的平面内X射线散射的角分布拟合Voigt函数,这是高斯和洛伦兹函数的卷积。这一结果得到了六角结构因子低于近晶-六角相变温度的已知理论考虑的支持。在近晶-六方相变温度附近的六方峰的角形状的类似预测遵循三维中的六方B相的多临界标度理论。我们发现,六角结构因子的具体形状可以解释由两个不同的贡献系统的自由能的相互作用,液体状的密度项和键取向顺序和短程密度波动之间的耦合项。
2021-10-22 cond-mat.soft
Equilibrium of fluid membranes with tangent-plane order (TPO), elasticity of smectics with TPO, and dispiration asymmetry in smectics-C*
流体膜具有切平面有序(TPO),如倾斜和六角有序,提供了独特的软物质系统,用于研究弹性,形状,拓扑结构和热涨落之间的相互作用。利用膜能的自旋连接公式,我们得到了这种膜的基态的平衡方程和自由边界条件。我们扩展的自旋连接配方与TPO的近晶相液晶,并表明,手性近晶-C * 这一概括导致实验验证的后果具有拓扑指数(螺旋度)相同的幅度,但相反的迹象。
2015-06-18 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
Channel Flow of Smectic Films
讨论了近晶薄膜在空气-水界面处的流体动力学,特别着重于薄膜在垂直于层的流动下的粘性响应。计算了近晶相响应函数的修正值,该修正值是由近晶相序参量与流动的耦合引起的。通过分析通道几何形状中的近晶薄膜流,说明了有效粘度的结果。两个极限情况下的流动,即占主导地位的位错诱导剪切软化运动和占主导地位的渗透模式的质量传递的位错自由运动,进行了研究。考虑了有限深度液体亚相的阻力效应。的结果进行了比较,为hexatic和液体膜。
1999-08-02 cond-mat.soft
Structural and dynamical investigation of glassforming smectogen by X-ray diffraction and infra-red spectroscopy aided by density functional theory calculations
本研究结合X射线衍射、红外光谱与DFT计算,分析手性近晶玻璃形成材料的分子结构与相行为,验证六方近晶相推测,探究玻璃化转变对结构与光谱的影响。
2024-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spatially resolved x-ray studies of liquid crystals with strongly developed bond-orientational order
本文用X射线研究了液晶3(10)OBC自由悬浮的六角薄膜。我们的研究结果揭示了在六方-近晶相变附近的键取向(BO)顺序的空间不均匀性和在较低温度下形成大规模的六方畴。在六角相深处,通过角向X射线互相关分析(XCCA)直接确定了25个连续的六重BO序参量。这种强烈发展的六角阶,使我们能够确定高阶校正项的标度关系预测的多临界标度理论在一个完整的温度范围内的六角相存在。
2014-12-03 cond-mat.soft
Selective reflection of light in glassforming ternary liquid crystalline mixtures
Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院核物理研究所);AGH University of Cracow(克拉科夫AGH科技大学);Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH University of Cracow(克拉科夫AGH科技大学材料科学与陶瓷学院);Jagiellonian University(雅盖隆大学);Faculty of Chemistry, Jagiellonian University(雅盖隆大学化学系);Military University of Technology(军事理工大学);Institute of Chemistry, Military University of Technology(军事理工大学化学研究所);Osaka University(大阪大学);Graduate School of Science, Osaka University(大阪大学理学研究科);Research Center for Thermal and Entropic Science, Graduate School of Science, Osaka University(大阪大学理学研究科热与熵科学研究中心)
研究通过多种方法探讨了三元液态晶体混合物的相变行为,发现smectic C_A*相在缓慢冷却下形成玻璃,并表现出热致变色效应和对蓝光的选择性反射,同时在smectic C*相中根据温度处理不同反射绿光或红光。
2026-01-13 cond-mat.soft
Hard-disk equation of state: First-order liquid-hexatic transition in two dimensions with three simulation methods
我们报告大规模的计算机模拟的硬盘系统在高密度的熔化过渡的区域。我们的模拟再现状态方程,以前获得的使用事件链蒙特卡罗算法,与本地蒙特卡罗方法和事件驱动的分子动力学的大规模并行实施。我们分析了这些模拟方法的相对性能,采样配置空间和接近平衡。我们的结果证实了硬盘中熔化相变的一级性质。通过取向序参量场,对各个构型的相共存进行可视化。位置顺序的分析证实了六角相的存在。
2013-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Smectic-A and Smectic-C Phases and Phase Transitions in Liquid Crystal-Aerosil Gels
对非极性热致液晶4-正戊基苯基硫醇-4 '-正辛氧基苯甲酸酯(\bar{8} S5)在气溶胶凝胶纳米网络中的高分辨率X射线散射研究表明,气溶胶诱导的无序显着改变了α到Smectic-A和Smectic-A到Smectic-C的相变。的限制Smectic-A相关长度遵循幂律依赖于在定量协议与其他Smectic-A液晶凝胶先前测量的限制长度的气溶胶密度。Smectic-A到Smectic-C液晶的相变被气溶胶凝胶的存在从根本上改变。近晶-C相的开始保持相对尖锐,但存在其中近晶-A和近晶-C域可以存在的扩展共存区域。
2011-04-29 cond-mat.soft
The order-disorder transition in model lipid bilayers is a first-order hexatic to liquid phase transition
利用分子动力学模拟研究了模型脂双层中的有序-无序转变。我们发现有序相是六方相。特别地,面内结构具有5-7个向错对的有限浓度,这些向错对在整个双层的平面中扩散,并且此外,面内结构表现出长程取向有序和短程平移有序。相反,无序相是液体。两相之间的过渡是一阶的。具体而言,它表现出滞后,共存表现出与毛细管缩放的接口。的接口和它的空间波动的位置进行了分析,从一个旋转不变的本地6倍取向顺序构造的空间场。作为有限界面张力的结果,必然存在预熔化有序相的膜结合溶质之间的组装的关联力。
2015-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Thin-thick coexistence behavior of 8CB liquid crystalline films on silicon
通过光学和X射线反射率测量研究了4 '-正辛基-4-氰基联苯(8 CB)薄膜在Si上的润湿行为。实验相图显示了一个广泛的厚-薄共存区域跨越体各向同性到结晶($T_{IN}$)和向列相到近晶-A($T_{NA}$)温度。对于覆盖率在47和$72\pm3$ nm之间的Si表面,随着温度的升高,观察到两次凹入润湿行为,在$T_{IN}$和$T_{NA}$附近有单独的共存行为。然而,对于小于47 nm的覆盖率,这两种共存行为合并成一个单一的共存区域。观察到的薄-厚共存附近的二阶NA过渡是没有预期的任何以前的理论或实验。然而,在共存区域内的薄相和厚相的行为与这是平衡现象一致。
2008-03-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase coexistence in a monolayer of active particles induced by Marangoni flows
热或化学活性胶体在其所浸入的溶液中产生热力学梯度,从而诱导影响其动态演化的流体动力学流动。在这里,我们研究了位于流体-流体界面的单层活性粒子的多体动力学的平均场模型。在这种情况下,由于界面的响应,颗粒的活动产生长距离的马兰戈尼流,这与颗粒之间的直接相互作用竞争。对于最有趣的情况下,一个$r^{-3}$软排斥模型的静电或磁粒子间的力量,我们表明,“洋葱状”的密度分布将开发内的单层。对于足够大的平均密度,在径向分层结构中应该可以观察到二维相变(从液体到六方晶的凝固,以及从固体到六方晶的熔化)。此外,分析使我们能够得出结论,虽然活动可能太弱,无法直接检测到这种诱导的马兰戈尼流,它是相关的集体效应出现的实验观察到的空间结构的相共存上述。最后,批判性地讨论了潜在的实验实现这些结果的相关性。
2018-04-04 cond-mat.soft
Smectic and columnar ordering in length-polydisperse fluids of parallel hard cylinders
应用最近提出的基于Rosenfeld基本测度理论的平行硬柱混合物的密度泛函,研究了长度多分散性对近晶相和柱状相液晶相之间相对稳定性的影响,导出了直接关联函数的表达式,并利用它进行了分岔分析.我们比较的结果与第二和第三维里近似这个功能。所有三个近似导致相同的结论:有一个终端多分散性超过近晶相是不太稳定的柱状相。这一结果与以前的蒙特卡罗模拟进行的自由旋转的长度多分散的硬spherocylinder流体,虽然理论总是高估了终端的多分散性,因为向列相-柱状相变是一阶的,并表现出广泛的共存间隙。这两个基本措施的功能和第三维里近似,预测亚稳态向列相分离。相反,根据第二维里近似,这种分层可能在多分散性的高值下是稳定的,这在模拟和实验中都没有观察到。基本测度泛函的结果在定量上优于其他两种近似。因此,该函数提供了一个很有前途的路线,以绘制出该系统的完整相图。
2009-05-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-uniform liquid--crystalline phases of parallel hard rod-shaped particles: From ellipsoids to cylinders
在这篇文章中,我们考虑系统的平行硬{ \it superellipsoids},它可以被看作是一个可能的插值椭球之间的旋转和圆柱。超椭圆体的特征在于纵横比和考虑几何形状的指数$α$(形状参数),其中$α=1$对应于旋转椭球,而$α=\infty$是圆柱体的极限。众所周知,虽然硬平行圆柱体表现出近晶相、近晶相和固相,但硬平行椭圆体不稳定近晶相,随着密度增加,近晶相直接转化为固体。我们使用计算机模拟来寻找证据,对于$α\geα_c$,其中$α_c$是一个临界值,模拟估计在区间1.2- 1.3,近晶相是稳定的。这是令人惊讶的接近椭圆的情况。此外,我们使用的密度泛函的方法,基于帕森斯-李近似,描述近晶和柱状订购。结合晶相的自由体积理论,预测了理论相图。虽然一些定性的特点,如近晶稳定性的提高,增加$α$,并可能缺乏一个稳定的柱状相,是正确的,共存密度的精确位置是定量不正确的。
2008-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Smectic-A Free Standing Film of Lennard-Jones Spherocylinder Model
提出了一种具有Lennard-Jones型相互作用的类球柱分子作为近晶-A(Sm-A)液晶的模型,这种液晶可以形成自支撑膜。通过Gibbs系综模拟,发现模型流体的各向同性相、液晶相和Sm-A相均与汽相共存,并确定了液晶相与汽相共存的条件.通过蒙特卡罗模拟,在低于体相各向同性Sm-A相变温度下,对模型分子的相互作用参数进行了模拟,得到了Sm-A自支撑薄膜.计算了Sm-A自支撑膜的膜张力,并讨论了其与温度和分子数的关系。
2008-06-27 cond-mat.soft
Phase Coexistence and Edge Currents in the Chiral Lennard-Jones Fluid
本文研究二维手性Lennard-Jones流体的相分离与界面行为,发现横向力增大表面张力并产生边缘流,验证了旋转黏度与微观测量一致,为手性粒子组装体统计力学奠定基础。
2023-07-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Smectic Layering: Landau theory for a complex-tensor order parameter
由沿着一个方向堆叠的微观层组成,同时保持层内的流体状位置无序,近晶是探索复杂限制几何形状中的拓扑结构,缺陷和几何记忆的优秀系统。然而,层状液晶在一个方向上的晶体状特征和层内的流体状无序的共存使得层状液晶非常难以建模-特别是在存在缺陷和大扭曲的情况下。近晶的向列特性可以全面描述的Q-张量,但捕获的近晶分层单独的功能,我们开发了一个唯象的朗道理论的复张量序参量E,这是能够描述的本地程度的层状有序,层位移,和取向的层。这个理论可以解释平行和垂直的弹性贡献。除了解决复杂的标量序参量模型固有的潜在的模糊性,该模型减少到以前采用的简单的近场模型,并打开了新的可能性,数值研究近场具有许多缺陷,在复杂的几何形状和极端限制。
2022-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Coexistence and Phase Separation in Sheared Complex Fluids
我们演示了如何构造复杂流体在流动下发生相变的动态相图,其中守恒的组成变量和破缺对称性序参量(相变、近晶、结晶等)与剪切速率相关。我们的建设依赖于一个选择标准,存在一个稳定的接口连接两个稳定的均匀状态。我们使用(广义)Doi模型的溶致液晶作为一个模型系统,但该方法可以很容易地应用到其他系统,提供非本地效应包括在内。
1997-05-19 cond-mat.soft
Direct reconstruction of the two-dimensional pair distribution function in systems with angular correlations
提出了一种确定部分有序二维体系中二维电子对分布函数的X射线散射方法。我们得到的结构因子和PDF之间的关系,使定量研究的位置和键取向(BO)在真实空间中的顺序。我们应用这种方法在X射线研究的液晶(LC)薄膜进行近晶-六角相变,分析的位置和BO顺序之间的相互作用,在温度演化的LC薄膜。我们分析了实空间中不同方向上的位置相关长度。
2016-05-20 cond-mat.soft
Splay-induced order in systems of hard wedges
本研究通过硬粒子蒙特卡洛模拟发现,楔形硬粒子在高堆积密度下因弯曲形变产生多种受挫极性晶体相,揭示了熵驱动的有序行为。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Clustering and phase behaviour of attractive active particles with hydrodynamics
我们模拟集群,相分离和hexatic有序的单层悬浮液中的活性蠕动盘受到一个有吸引力的Lennard-Jones-like成对的相互作用势,充分考虑到粒子之间的流体动力学相互作用。通过比较被动和主动布朗粒子的流体动力学模拟的情况下,我们阐明了自推进,粒子间的吸引力,流体动力学相互作用,在确定聚类和相行为的相对作用。即使在一个有吸引力的潜力的存在下,我们发现,流体动力学的相互作用强烈抑制的运动诱导的相分离,可能是一个先验已预期在一个高度活跃的悬浮液。相反,我们发现只有一个微弱的趋势,粒子形成弦状集群在这个政权。在较低的活动,我们证明相行为,大致相当于对应的被动系统在低温下,其特征在于由制度的气-液,气-固和液-固相共存。通过这种方式,我们认为,一个无量纲的量代表的活动水平相对于吸引力的强度起着类似于一个有效的非平衡温度的作用,对应于(无量纲)真正的热力学温度在被动系统。然而,也有一些重要的差异,从平衡的情况下,最显着的六角有序度,我们仔细讨论。
2016-03-30 cond-mat.soft
Structure and dynamics of interfaces between two coexisting liquid crystalline phases
相场晶体模型是用来访问两个共存的液晶相在两个空间维度之间的界面的结构和热力学。取决于模型参数,在两个液晶相之间存在多种可能的共存,包括塑性三角形晶体(PTC)。在这里,我们数值计算的轮廓的平均密度和跨界面的各向同性PTC和柱状PTC分别近晶A-PTC共存的三阶张量。作为一个一般的发现,相对于表征取向顺序的有序序参量的界面的宽度大于平均密度界面的宽度。在从PTC侧接近界面时,首先平均密度下降,然后是有序序参量。两个轮廓的相对位移可以大于塑性晶体的全晶格常数。最后,我们还提出了数值结果的动态松弛的初始序参数配置文件向其平衡界面配置文件。我们的预测的界面配置文件可以在原则上验证胶体分散体的真实空间实验。
2013-02-01 cond-mat.soft
The interplay between spatial and heliconical bond order in twist-bend nematic materials
用硬X射线散射和共振软X射线散射技术研究了两种新型含硫二聚体材料的纳米结构。在冷却的二聚体通过的螺旋扭曲弯曲的螺旋(N-NTB)相变,与短程位置顺序下降的相关长度,而螺旋取向顺序变得更加相关。的螺旋间距显示出更强的温度依赖性附近的N-NTB过渡比观察到的在以前研究的二聚体,如CBnCB系列的化合物。我们解释了这种强烈的变化和依赖性的螺旋间距的间隔连接单体单元的长度,考虑到温度依赖性的分子弯曲和分子间重叠。和.甚至在仅低于NTB状态形成的近晶相的上部3-4°C范围内也观察到螺旋结构。近晶分层和螺旋有序的共存表明SmCTB型相,其中二聚体的刚性单元相对于层法线倾斜,以适应二聚体的弯曲构象,但倾斜方向沿螺旋轴旋转。这可能类似于Abberley等人报道的SmCTB阶段(Nat.Commun. 2018年9月,228)低于SmA阶段。
2020-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Three-stage melting of a macroscopic continuous spacetime crystal
School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院);Wilczek Quantum Center, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学吴健雄量子科学中心)
研究通过宏观活性颗粒盘观测到时空晶体的三阶段熔化过程,揭示空间与时间秩序分别通过不同机制熔化,展现非平衡经典物质相的形成。
2026-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
First order alignment transition in an interfaced active nematic
本研究实验发现,与被动液晶耦合的二维活性向列层在温度斜坡和磁场作用下,从湍流转变为垂直磁场的准层流,并表现出序参数间歇性及有序与湍流共存,揭示一级相变特征。
2023-06-13 cond-mat.soft