Equation of State of Uranium and Plutonium
这项工作的目的是确定铀和钚的三项状态方程的参数，适合于这些材料受到强冲击压缩的条件，如圆柱形和球形内爆。三项状态方程考虑了固体中抵抗压缩的压力的三个分量：弹性或“冷”压力（原子之间的库仑排斥），由于固体晶格中原子的振动运动引起的热压和热激发电子的热压。这里定义的状态方程还考虑了由于在强冲击压缩中温度的持续增长，随着固体向液态或气态的转变，比热的变化。在铀状态方程的定义中，使用了公开科学文献中关于铀压缩的实验数据。在钚的情况下，这种元素被认为最初处于α相或稳定在δ相中。在最后一种情况下，突然和瞬时过渡到α相被认为是当δ相钚提交到强压缩。
2015-07-13 cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Fermi-surface reconstruction at the metamagnetic high-field transition in uranium mononitride
本文报道了具有Néel温度$T_N\approx 53\,$ K的反铁磁金属一氮化铀的电子和热力学性质。从单晶的微结构的制造使我们能够研究低温变磁转变在约$58\,$ T的高精度磁输运，霍尔效应，和磁转矩测量。我们证实了高场过渡从一个广泛的和复杂的行为到一个尖锐的一阶阶样的步骤，在低温下与自旋翻转的演变。在高场状态下，磁贡献的电阻率的温度依赖性被完全抑制。它在低温下演变成几乎二次相关性，表明金属特性。我们的详细调查的霍尔效应提供了一个突出的费米面重建的系统被推入高场状态的证据。
2021-08-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Physical properties of the new Uranium ternary compounds U3Bi4M3 (M=Ni, Rh)
本文报道了两个新的同构化合物U_3Bi_4Ni_3和U_3Bi_4Rh_3的性质。这些化合物中的第一种是非金属的，第二种是几乎铁磁性的金属，两者都是从它们相对于更大的3-4-3家族的其他U基成员的电子计数中预期的。对于U3 Bi 4 Rh 3，C/T的对数增加低于3 K，电阻率与T^4/3成比例，并且在施加大于3 T的场的两种性质中费米液体行为的恢复表明U3 Bi 4 Rh 3可能是显示铁磁量子临界性的材料的新示例。
2008-04-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamic Description of Systems Cd-Te, Hg-Te and Cd-Hg-Te Using the Model of Associated Liquid Solution
.本研究致力于寻找一个模型，描述最好的可能的液相和固相的系统碲镉，碲汞，碲镉汞，碲。对于液相，我们采用了亚规则缔合溶液（S.A.S）模型。离解的热力学量，为相关的物种计算的数值分辨率的相平衡方程。计算结果表明，Cd-Te的缔合特征比Hg-Te的缔合特征更明显，且Cd-Te二元液态体系的行为是赝规则的。由热力学量计算出的相图能很好地描述实验相图，特别是二元系的相图。该模型用于计算相互作用的参数，离解和混合的焓和熵，这些热力学量不可测量用于描述相图和其他研究。
2004-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic approach to liquid-to-glass transformation as an arrest transition in polydisperse solution
热力学多组分溶液凝固方法的液体到玻璃化转变的建议和实际机制的玻璃化，而不是粘性减速，被确定。由于液态下的多分散聚集，玻璃形成液体，不管化学组成如何，似乎是各种准组分的混合物，其热力学量不应以实际化学组分的摩尔浓度表示，而是以主要结构单元的相对浓度表示。从热力学上讲，任何玻璃形成剂都将表现为多组分溶液，并在表观液相线和固相线温度之间的连续温度范围内固化，该温度范围可被确定为玻璃化转变范围。使用扩展的不可逆热力学的多分散性的解决方案，它表明，在淬火，扩散和布朗在这样的解决方案中的质量传递是否定的热去除时间尺度内，这导致在动态逮捕成核和生长的集群和固-液相分离。快速溶液固化通过连续温度范围内的连续团簇冻结进行，与团簇尺寸分散性一致，这可以用静态多分散分形系综中的渗滤来描述，其中玻璃化转变温度自然出现为渗滤阈值。多组分溶液凝固框架被证明是协调定性和定量与模式耦合-随机一阶跃迁的情况。最后，论证了液-玻璃转变是热力学液-固相变，物质的玻璃态表现为缺陷在理想基体中的固体过饱和溶液，玻璃不能达到的真正平衡结构是晶态结构。
2022-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Elastic, thermodynamic, electronic and optical properties of U2Ti
采用赝势密度泛函理论对聚变堆用重金属基氚贮存材料U2 Ti进行了研究。首次计算的弹性常数和其它模量的分析表明，弹性和脆性行为具有较大的各向异性。采用考虑振动对系统总自由能贡献的准简谐Debye模型，研究了U_2Ti的有限温度和有限压力下的热力学性质.电子能带结构揭示了金属的导电性，U-5 f态的贡献最大.通过分析光谱，各种结构的起源也解释了计算的电子结构。此外，反射率光谱表明，该材料在8-12.5 eV的能量范围内是完美的反射器。保留字：铀钛合金第一性原理计算准谐波德拜模型;力学性能，能带结构，光学性能
2012-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Anomalies in non-stoichiometric uranium dioxide induced by pseudo-phase transition of point defects
点缺陷在其他方面完美的晶体结构中的均匀分布通常描述了非化学计量材料的该状态的唯一伪相。以非化学计量比的二氧化铀为原型，我们发现，类似于传统的相变，这些赝相也将从一种状态转变为另一种状态，通过改变主要的缺陷物种时，压力，温度，或化学成分的外部条件变化。利用第一性原理计算，沿UO 2的冲击Hugoniots曲线和等温压缩曲线数值观测到了这种奇异的转变。在低温下，它会导致热力学性质和电子结构的异常（或准不连续）。特别是，在冲击温度和比热在恒定压力下的异常是明显的。但随着温度的升高，它逐渐转变为平滑的交叉，变得不易辨别。这种类型的转变的潜在的物理机制和特性编码在吉布斯自由能，并阐明清楚地通过分析与作为压力和温度的函数的缺陷布居的变化的相关性。这种相变的可能的实验观察的机会和挑战也进行了讨论。
2012-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Computation of infinite dilute activity coefficients for Ga-X (X= In, Tl) and thermodynamic activities of all components in liquid Ga-In-Tl alloys
用分子相互作用体积模型（MIVM）计算了Ga-In-Tl体系在1073、1173和1273 K时各组分的热力学活度。本文用液态合金络合物形成模型的方法，预测了Ga-In和Ga-Tl二元体系的无限稀释活度系数，它是测定Ga-In-Tl体系中所有组分热力学活度所必需的。将计算的热力学活度系数应用于MIVM，计算结果与实验数据吻合较好。对Ga活度的预测结果令人满意，从而对其余两种组分（In和Tl）的活度进行了预测。绘制了各组分（Ga、In和Tl）的等活度图，揭示了Ga-In-Tl体系化学短程有序性质与组分的关系。
2021-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic simulations of thermodynamic properties of liquid gallium from first principles
针对液体模拟中力场不精确和忽略核量子效应的挑战，采用深度势结合量子热浴的第一性原理方法，成功描述了液态镓的相变过程并准确获得了其热力学性质，为无序系统研究开辟了新范式。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Iron under Earth's core conditions: Liquid-state thermodynamics and high-pressure melting curve
基于密度泛函理论的{ \em Ab initio}方法在投影增广波的实现下被用来计算与地核相关的高压高温下液态铁的自由能和一系列其他热力学性质。{ \em ab initio}自由能通过使用热力学积分计算从简单参考系到{ \em ab initio}系统的自由能变化而获得，热平均值通过{ \em ab initio}分子动力学模拟计算。参考系由以前工作中使用的反幂对势模型组成。将液态自由能与先前使用相同的{ \em ab initio}技术计算的六方密堆积Fe的自由能相结合，以获得熔化曲线和熔化的体积和熵。计算的熔化性能与实验测量和其他最近的{ \em从头计算}预测的比较。实验理论的比较，也提出了固体和液体Hugoniot曲线交叉的熔化线的压力，以及声速和Grüneisen参数沿Hugoniot。根据实验数据，与常用的高压/高温Fe的状态方程进行了额外的比较。
2001-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio thermodynamics of hydrocarbons relevant to graphene growth at solid and liquid Cu surfaces
使用从头算热力学，各种化学气相沉积（CVD）条件下（温度，甲烷和氢气压力）在固体和液体Cu表面的实验石墨烯生长协议中使用的各种烃吸附物的稳定性进行了探索。在所采用的高生长温度附近的熔点的铜，我们发现，常用的热力学模型，如谐振子模型可能不再是准确的。相反，我们考虑的平移和旋转流动性的吸附物使用最近开发的受阻翻译和旋转模型或二维理想气体模型。热力学的考虑是至关重要的解释实验结果，并使我们能够改善和扩展早期的理论研究的结果，氢和烃类物质在CVD中的作用。特别是，我们发现较小的烃类在大多数CVD条件下将完全分解。对于较大的集群，我们的研究结果表明，金属终止和氢终止的边缘有非常相似的稳定性。虽然这两种类型的集群可能因此在实验过程中形成，我们表明，低结合强度的氢终止边缘的集群可能会导致不稳定的解吸。
2019-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Direct links between dynamical, thermodynamic and structural properties of liquids: modelling results
我们开发了一种基于集体模式的液体热力学方法。我们进行了广泛的分子动力学模拟的贵，分子和金属液体，并提供直接的证据，液体能量和比热很好地描述了温度依赖的弗伦克尔（跳频）频率。预测和计算的热力学性质之间的协议被认为是在非常宽的温度范围跨越数万开尔文。该范围包括亚临界液体和超临界流体。讨论了液体和超临界流体的结构交叉和结构、动力学和热力学之间的相互关系。
2017-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of carbon content on electronic structure of uranium carbides
用X射线吸收光谱（XAS）研究了UC $_x$（x=0.9，1.0，1.1，2.0）的$K$边的电子结构，并用高能量分辨荧光检测（HERFD）方法研究了U-$M_4$和$L_3$边的电子结构.对UC和UC $_2$进行了考虑$5f-5f$库仑相互作用$U$和自旋轨道耦合的全相对论密度泛函理论计算（DFT+ $U$ +SOC）.虽然所研究样品的U $L_3$ HERFD-XAS谱显示出很小的差异，但U $M_4$ HERFD-XAS谱对碳化铀中碳含量的变化显示出一定的敏感性。观察到的U $M_4$ HERFD光谱的逐渐变化表明C $2p$ -U $5f$电荷转移增加，这得到DFT+ $U$ +SOC计算中轨道布居分析的支持，表明与UC相比，UC $_2$中U $5f$占据增加。另一方面，发现在UC $_2$中费米能级处的态密度显著降低，从而影响热力学性质。X射线光谱数据（特别是C $K$ XAS测量）和DFT+ $U$ +SOC的结果都表明考虑$U$和SOC对于描述锕系碳化物的电子结构的重要性。
2023-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Thermodynamics of Ion Solvation and Differential Adsorption at Liquid-Liquid Interfaces and Membranes
本文建立了不互溶极性二元混合物中离子溶剂化热力学的平均场公式。假设一个平衡平面界面分隔两个不同介电常数的半无限区域，我们研究了离子在界面上的微分吸附静电现象。使用一般的热力学考虑，我们构造的平均场$Ω$ -势，并证明了自发形成的双电层周围的接口必然遵循。在我们的框架中，我们还可以将两个相中的体离子密度和跨界面的分布电势与离子极化的基本玻恩自由能相关联。我们进一步在电荷极性为中性、负或正的完全渗透膜的相应实例中说明了这种选择性离子吸附现象。
2007-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Inter-basin fluctuations in glass-forming liquids: short time and long time thermodynamic susceptibilities
从能盆和能盆间跳跃两个方面分析了玻璃形成剂中局部结构涨落的热力学效应。根据测量的时间尺度，人们观察到与一组狭窄的盆地相关的短时间热力学性质，或包括结构弛豫的平衡性质。盆地间的跳跃性表现为压力、内能等热力学短时特征的波动。建立了压力和内能的盆间波动与长、短时磁化率之差的关系式，并在此基础上讨论了构造对温度和压力的相对敏感性。
2002-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Halogenation of Imidazolium Ionic Liquids. Thermodynamics Perspective
咪唑鎓阳离子在阴离子交换膜、电化学应用和气体捕集方面具有广阔的应用前景。它们可以通过多种方式进行化学修饰，包括卤化。咪唑环的卤化可能性构成了特别的兴趣。本文研究了咪唑鎓阳离子的所有对称非等价位的氯化反应。化学上允许所有碳原子的卤化。其中，最有利的位点是烷基链的第一个亚甲基。反过来，最不利的位点是咪唑环的碳。焓，熵，吉布斯自由能在1巴的温度依赖性进行了讨论。研究结果为离子液体的功能化提供了重要的指导。
2015-05-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A Model for Thermodynamic Properties of Monoatomic Liquids
本文将粗糙势能面转化为等效简谐振子，提出无可调参数的单原子液体热力学解析模型，准确预测熵、热容及相变潜热，并解释和修正相关经验规则。
2020-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Thermodynamics, kinetics and fragility of bulk metallic glass forming liquids
本文综述了大块金属玻璃形成液体的动力学和热力学脆性。介绍了测定过冷金属液体动力学脆性、弛豫行为和热力学函数的实验方法。现有的数据进行了评估和讨论，使用Vogel-Fulcher-Tammann方程和亚当-吉布斯的框架，以及科恩-特恩布尔自由体积的方法。与纯金属和大多数非玻璃形成合金相比，大块玻璃形成剂是中等强度的液体。通常，脆性参数$D^{*} $随着合金的复杂性而增加，合金族之间存在差异，例如，贵金属基合金比Zr基合金更脆。至少一些块状金属玻璃形成液体，例如Vitreloy 1，经历从高温下的脆性状态到低温下的强状态的转变，表明在Zr基合金中这种行为是常见现象。
2014-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamic Relationships for Bulk Crystalline and Liquid Phases in the Phase-Field Crystal Model
我们提出的相场晶体（PFC）模型的自由能和流体静压下的体相的热力学状态变量之间的热力学关系。该关系是基于Larché和Cahn [Larché和Cahn，Acta Metallurgica，第21卷，1051（1973）]的结晶固体的热力学形式推导的。我们应用的关系来检查与不同的PFC模型的输入参数：温度，晶格间距，和PFC序参量，$\bar{n}$的平均值相关的热力学过程。散装结晶固体和液体相之间的平衡条件施加在PFC模型的热力学关系，以获得一个程序，用于确定固-液相共存。由此产生的程序被认为是一致的PFC社区中常用的方法，证明使用的共同切线建设，以确定固-液相共存的PFC模型。最后，我们将该程序应用于八阶拟合（Eighth Order-fit，EQF）PFC模型，该模型已被参数化为体心立方（$bcc$）Fe [Jaatinen et al.，Physical Review E 80，031602（2009）]，以演示该程序并开发关于PFC输入参数的物理直觉。我们表明，EOF-PFC模型参数化不预测稳定的$bcc$结构的正空位密度。这一结果表明PFC模型的另一种参数化，它需要两体直接关联函数的主峰位置作为$\bar{n}$的函数移动。
2015-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Wall-liquid and wall-crystal interfacial free energies via thermodynamic integration: A molecular dynamics simulation study
提出了一种用分子动力学模拟计算Lennard-Jones体系与结构壁接触的界面自由能的方法。考虑了沿（111）取向的体相液相和体相面心立方晶相。我们的方法是基于一个热力学积分方案，首先批量Lennard-Jones系统可逆地转变到一个状态，它与一个无结构的平壁相互作用。在第二步骤中，将平坦的无结构壁可逆地转变成具有晶体结构的原子壁。研究了界面自由能与壁面势、壁面密度和壁面取向等参数的关系。指出了Lennard-Jones晶体部分润湿平壁的条件。
2012-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Modelling of Phase Equilibrium in Nanoparticles-Nematic Liquid Crystals Composites
在这项工作中，理论研究的相平衡的棒状液晶和硬球形纳米粒子的混合物。使用平均场热力学模型，其中的相互作用被认为是成比例的接触，这反过来又是成比例的面积和面积分数的每个组件的数量。结果表明，随着粒子半径的增加，粒子对各向同性-相变的影响不太明显，并且对于大半径，相变率随着粒子半径的增加而增加。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystal-liquid interfacial free energy via thermodynamic integration
提出了一种新的热力学积分（TI）方法，用于从分子动力学模拟中计算晶液界面自由能（$γ_{\rm cl}$）。该方案适用于Lennard-Jones系统。通过使用非常短的范围和不可穿透的高斯平坦的墙壁来限制的液体和晶体相，我们克服了滞后问题，以前的TI计划，源于晶体-液体界面的平移运动。我们的技术被应用于计算$γ_{\rm cl}$为（100），（110）和（111）取向的晶相在三个温度下共存条件。对于一种情况，即（100）界面在温度$T=1.0$（在约化单位），我们证明了有限尺寸标度的框架内的毛细波理论可以用来估计$γ_{\rm cl}$的热力学极限。因此，我们表明，我们的TI计划是不相关的抑制毛细波波动。
2014-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic properties of liquid mercury to 520 K and 7 GPa from acoustic velocity measurements
利用皮秒声干涉技术，在金刚石压砧室中对高温高压下的液态汞进行了超快声学测量。我们使用数值迭代程序从绝热声速中提取汞的密度。在7GPa和520K范围内，导出了热膨胀、等温压缩率、等温体积模量及其压力导数与压力和温度的关系。在高压状态下，在给定密度下的声速值仅略微取决于特定的温度和压力条件。在低密度下的声速的密度依赖性与我们在高密度金属液态下的数据一致。
2013-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
In search of invariants for viscous liquids in the density scaling regime: Investigations of dynamic and thermodynamic moduli
在本文中，我们报告的非平凡的结果，我们的调查的动力学和热力学模量在寻找不变量的粘性液体的密度标度制度，使用选定的过冷范德华液体作为代表材料。以前，动态模量$M_{p-T}$（在压力-温度表示中由等压活化能和活化体积的比率定义）以及比率$B_{T}/M_{p-T}$（其中$B_T$是定义为逆等温压缩率的热力学模量）已经被建议为某种材料常数。我们已经确定，他们是无效的，在探索广泛的温度范围$T$超过几十年的结构弛豫时间$τ$。$M_{p-T}$和$B_T/M_{p-T}$的温度依赖性已经通过与众所周知的温度和密度波动对接近玻璃化转变的分子动力学的相对贡献的测量进行比较而阐明，即，等容和等压活化能之比，$E^{act}_{V}/E^{act}_{p}$。然后，我们实现了一种思想，将动态模量$M_{p-T}$的定义从p-T表示转换为V-T表示。这个想法依赖于在等压参数中涉及的组合温度和密度波动的解纠缠，导致在密度标度制度中找到粘性液体的不变量，这是热力学和动力学模量的比率，$B_{T}/M_{V-T}$。这样，我们就建立了热力学和分子动力学的一个特征，对于给定的物质，该特征在过冷液体下保持不变，其分子动力学服从功率密度标度律。
2017-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Halogenation Thermodynamics of Pyrrolidinium-Based Ionic Liquids
室温离子液体（RTIL）具有很大的熔点和沸点差。由于阳离子和阴离子的许多可访问组合，它们是高度可调的。最重要的是，阳离子可以使用有机化学方法进行官能化。本文报道了质子化吡咯烷C_4H_（10）N ~+、质子化N-乙基吡咯烷C_4H_（9）N（C_2H_5）~+和非质子化N-乙基-N-甲基吡咯烷C_4H_（8）N（CH_3）（C_2H_5）~+的卤化反应（溴化、氯化、溴化）的气相热力学（焓、熵、吉布斯自由能）。基于热力学可置换性比较了所有对称非等价氢原子的取代。所有位点的氟化比氯化有利得多，而氯化比溴化稍微有利。这并不是微不足道的，因为电负性的氟和氯必须与属于吡咯烷鎓基阳离子的其他原子竞争已经不足的电子数量。阳离子内不同反应位点之间的差异是适度的，尽管在模拟温度下它经常超过kT。热力学和电子密度分布之间的相关性已经建立，这使得新的简单的预测的反应途径。报道的结果激发了进一步的化学改性的吡咯烷鎓基RTIL，以实现更精细的可调性的物理化学性质。
2015-06-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Liquid-gas phase behavior of polydisperse dipolar hard-sphere fluid: Extended thermodynamic perturbation theory for central force associating potential
推广了新近提出的热力学有心力微扰理论（TPT-CF），计算了具有硬球尺寸和偶极矩多分散性的多分散偶极硬球流体的液-气相图.为了建立与铁胶体分散体相行为的联系，假设偶极矩与硬球直径的立方成比例。我们提出并讨论了完整的相图，其中包括云和阴影曲线，双节点和分布函数的共存的子相在不同程度的系统多分散性。在所有情况下，研究多分散性增加相不稳定性的区域，并将临界点转移到更高的温度和密度值。较大尺寸的颗粒总是破碎成液相，而较小尺寸的颗粒倾向于移动到气相。在相对高的系统多分散性值三相共存观察。
2012-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystal-liquid interfacial free energy of hard spheres via a novel thermodynamic integration scheme
硬球晶体-液体界面自由能，（$γ_{\rm cl}$），确定从分子动力学模拟使用一种新的热力学积分（TI）计划。与以前的方法相比，该TI方案的优点是成功地规避了由于晶体-液体界面的移动而引起的滞后效应。这是通过使用极短程和不可穿透的高斯平坦壁来实现的，该平坦壁防止界面的漂移，同时施加可忽略的自由能惩罚。我们发现，它是至关重要的，以获得可靠的估计$γ_{\rm cl}$在热力学极限的有限尺寸效应进行分析。
2014-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unified phonon-based approach to the thermodynamics of solid, liquid and gas states
我们介绍了一个统一的方法，物质（固体，液体和气体）的状态，并描述了热力学的压力-温度相图的声子激发。通过打破声子相互作用的对称性，推导出两个横向声子极化（声子带隙）中低能截止的有效汉密尔顿。此外，我们构造的统计力学的聚集态采用德拜近似。所介绍的形式主义涵盖了固体的德拜理论，液体的声子理论，以及热力学极限，如杜隆-珀蒂热力学极限，理想气体极限和新的热力学极限，在这里被称为弗伦克尔线热力学极限。讨论了液体中弗伦克尔线以上和以下的声子传播和局域化效应，解释了“快声”现象。作为对我们的理论的测试，我们计算速度-速度自相关和对分布函数内的格林-久保形式主义。在统一方法的框架下，我们证明了声子动力学和对关联之间的一致性。讨论了声子带隙工程、超声波操纵技术和探索与地球和行星科学有关的流体奇异行为的新方向。所提出的结果是同样重要的实际意义和基础研究。
2015-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Disentangling kinetics from thermodynamics in heterogeneous colloidal systems
成核和生长（N&G）--在初始均质相中出现新相--是发生气-液、液-液和固-液相分离的最重要的物理现象之一。因此，热力学设定了系统必须向其演化的渐近边界，而动力学试图通过施加实现相分离的传输速率来应对它。在自然界中观察到的所有非均相胶体系统中，组成、形状、结构和最终的物理性质是热力学和动力学之间的权衡结果。在这项工作中，我们证明，通过仔细选择胶体系统和控制微流体装置中的相分离，有可能超越N&G，在最终系统的组成，结构和物理性质中从热力学中解开动力学效应。使用淀粉样蛋白原纤维和纤维素纤维丝状胶体，其中定义相图中的两相区域的双节点曲线由两条单独的垂直线给出，我们挤出设置在一个热力学分支内的另一个分支的解决方案，实现了由热力学设置的组成的微滴或微滴，而结构和形态由动态流动参数定义。我们证明，从N&G范式出发揭示了新的物理现象，如数量级更短的时间尺度，更广泛的相图和内部结构，通过传统的LLPS是不可观察的。我们还表明，通过在胶体液晶液滴内共分散等离子体金纳米粒子，我们的方法能够按需制造多组分异质液晶，提高其潜力，并在多组分结构流体中引入原始的基本原理和技术方向。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamics, transition dynamics, and texturing in polymer-dispersed liquid crystals with mesogens exhibiting a direct isotropic/smectic-A transition
对PS/10 CB（癸基-氰基联苯）和PS/12 CB（十二烷基-氰基联苯）的新型聚合物分散液晶（PDLC）混合物的相平衡和生长形态进行了实验和建模/模拟研究，该混合物由PS（聚苯乙烯）和液晶组成，表现出直接的各向同性/近晶-A（层状）中间相转变。使用偏光显微镜（POM）和差示扫描量热法（DSC）的两种材料的不同组合物的部分相图进行了测定，确定相分离（液体/液体分层）和相序（各向同性/近晶-A转变）的温度。用Flory-Huggins各向同性混合理论和Maier-Saupe-McMillan近晶A型液晶有序理论计算了两个体系的相图，结果与实验结果吻合较好。除了热力学观察，生长形态的关系，发现取决于相变序列，淬火速率，和材料成分。观察到三个阶段的富液晶畴生长形态：球形宏观畴生长（“阶段I”）、高度各向异性畴生长（“阶段II”）和亚微米球状体畴生长（“阶段III”）。然后通过高阶Landau-de Gennes模型的二维模拟来确定球形和球柱状形貌的纳米尺度结构。在第II阶段生长期间观察到的形态是典型的直接各向同性/近晶-A相变，例如高度各向异性的“警棍”和细丝。这些形态，被发现是持久的直接各向同性/近晶-A PDLC，可以提供新的功能和应用这些功能材料。
2009-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamic anomalies and three distinct liquid-liquid transitions in warm dense liquid hydrogen
氢在高压下的性质在天体物理学和高压物理学中具有广泛的意义。其在液体中的相变被不同地描述为金属化、H2解离、密度不连续或等离子体相变。人们一直默认，这些现象符合一级液-液转变（LLT）。在这项工作中，相关的压力-温度条件进行了彻底的探索与第一性原理分子动力学。我们发现有一个很大的依赖于交换相关功能和显着的有限尺寸效应。我们使用滞后在一些可测量的数量来证明一阶过渡到一个临界点，在此之上的分子和原子液体是无法区分的。在超过临界点的较高温度下，H2-解离在超临界区域中变成平滑的交叉，其可以通过伪转变来建模，其中H2- 2 H转变是局部的并且不会在金属化处引起密度不连续。热力学异常和反直觉的质子传输行为也被发现，甚至远远超过临界点，使这种解离过渡高度相关的木星行星的内部动力学。低于临界点，模拟还揭示了一个动态的H2- 2 H化学平衡与快速相互转化，表明H2和H是混溶的。预测的临界温度远低于电离温度。我们的计算明确地表明，有三个不同的制度，在液-液转变的温暖稠密的氢。
2020-03-14 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ab initio thermodynamics of liquid and solid water
本研究结合杂化泛函密度泛函理论、自由能方法与机器学习技术，从头算预测液态水及两种冰的热力学性质，验证结构性质与实验吻合，揭示核量子效应对冰稳定性的关键作用，提供通用的从头算热力学预测框架。
2018-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
On the pressure dependence of the thermodynamical scaling exponent gamma
自15年前首次发现以来，过冷液体动力学的热力学标度已被用于提供许多新的重要见解，特别是在动力学和分子间势之间的联系。一个长期以来一直在讨论的问题是标度指数γ是常数还是取决于压力。在这里，我们提供了一个简单的方法来确定的压力依赖性的伽玛仅使用的玻璃化转变和状态方程的压力依赖性。使用这种新的方法，我们发现，对于六个非缔合液体研究γ总是随着压力的增加而减少。重要的是，在所有情况下，γ值始终大于4。在低压下具有更接近4的伽马的液体示出伽马随压力的较小变化。我们认为，这一结果具有非常重要的后果的实验测定的功能形式的排斥部分的潜在的液体。
2019-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamics of the insulator-metal transition in dense liquid deuterium
近期动态压缩实验[M. D. Knudson等人，Science 348，1455（2015）; P. M. Celliers等人，Science 361，677（2018）]已经观察到致密液体氘中的绝缘体-金属转变，但在可比的估计温度下，转变的引用压力差异约为95 GPa。这两篇论文中的后一篇声称，第一篇忽略了对温度有很大的潜热影响，需要将这些温度向下校正两倍，从而将两个实验放在相同的理论相边界上，并调和压力差异。我们已经进行了广泛的路径积分分子动力学计算与密度泛函理论直接计算的等熵温度下降，由于潜热在绝缘体-金属过渡的稠密液体氘，并显示，这个大的温度下降是不符合基本的热力学。
2019-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Information Geometry, Phase Transitions, and Widom Lines : Magnetic and Liquid Systems
本文研究了磁性和液体系统中一级、二级相变及超临界相变热力学的信息几何。我们建立了一个普遍的微观表征，通过平等的相关长度$ξ$共存阶段，其中$ξ$是有关的平衡热力学状态空间的标量曲率的相变。讨论了一维伊辛模型和平均场Curie-Weiss模型，并证明了信息几何正确地描述了后者的相行为。还建立了这些系统的Widom线。我们进一步研究了一个简单的液-液相共存热力学模型，并表明我们的方法提供了一个简单而直接的方法来获得其相行为和Widom线的位置。我们的分析指向液体系统中的多个Widom线。
2011-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech hep-th
Barrier Softening near the onset of Non-Activated Transport in Supercooled Liquids: Implications for Establishing Detailed Connection between Thermodynamic and Kinetic Anomalies in Supercooled Liquids
根据玻璃的随机一级转变（RFOT）理论，当粘性液体的温度从下面接近动态转变温度时，过冷液体中激活动力学的势垒消失。这是由于局部亚稳分子排列之间的表面张力降低而发生的，就像在旋节线处一样。因此，动力学转变代表从低$T$激活的bevior到高$T$的碰撞输运状态的交叉。这种屏障软化解释了弛豫时间的偏差，作为温度的函数，从简单的$\log τ\propto 1/s_c$的依赖性在高粘度的模式模式耦合为主的结果在较低的粘度。通过计算屏障软化效应，RFOT理论提供了一种{ \em unified}微观方法来解释在测量的温度范围内许多不同类别的结构玻璃形成剂的结构弛豫数据。该理论还提供了一个明确的程序来确定的势垒重整化效应的存在下，使用实验的弛豫时间和构型熵数据的温度依赖性的动态合作区域的大小。我们使用RFOT理论框架来讨论三萘基苯，沙洛尔，丙醇和二氧化硅作为代表系统的数据。
2003-07-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Pressure induced Structure Change and Anomalies in Thermodynamic Quantities and Transport Properties in Liquid Lithium Hydride
通过第一性原理分子动力学模拟，发现液态氢化锂在宽压力范围内发生从二元对称到对称破缺的连续结构转变，并显著影响热力学与输运性质，首次预测此类行为并构建了高压高温相图。
2025-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Excess free energy of supercooled liquids at disordered walls
使用一种新的热力学积分方案，我们计算的过剩自由能，$γ$，玻璃形成，二元Lennard-Jones液体与冻结的无定形壁接触，形成的颗粒冻结成类似的结构作为液体。我们发现，$γ$是非零的，成为负的在低温下。这表明系统的热力学受到非晶壁效应的扰动。
2014-10-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
