Phase Diagram And Adsorption-Desorption Kinetics Of CO On Ru(0001): Present Limitations Of A First Principles Approach
采用格子气模型研究了CO在Ru(0001)表面的平衡性质和脱附动力学。从密度泛函理论(DFT)得到的相互作用的相图和程序升温脱附(TPD)光谱计算的覆盖范围为1/3 ML只使用顶部网站。对于超过1/3 ML的覆盖率,包括空心部位。良好的协议之间获得实验和理论的覆盖率低于1/3 ML只使用顶部网站。当包括空心网站,DFT计算无法预测正确的结合能之间的差异顶部和空心网站给出不同意TPD,低能电子衍射(LEED)和吸附热实验。
2004-08-17 cond-mat.stat-mech
Meniscus osculation and adsorption on geometrically structured walls
我们研究了简单的流体在光滑的结构,完全湿,墙壁的吸附,并表明,发生弯月形密切过渡时,拉普拉斯和几何曲率半径的局部抛物线区域相吻合。宏观上,密切过渡是分数,$7/2$,顺序和分离制度,其中吸附是微观的,只包含一个薄的润湿层,和介观的,其中存在一个弯月面。我们开发了一个缩放理论,由于薄润湿层的过渡圆角,并推导出临界指数关系,确定如何与几何曲率半径的界面高度缩放。与Rascón和Parry提出的一般几何构造的连接。我们的预测是支持的微观模型密度泛函理论(DFT)干燥在正弦形硬壁,我们确认的过渡的顺序,也是一个确切的总和规则的广义接触定理由于厄普顿。我们表明,作为散装共存接近的吸附等温线分离成三个制度:前密切制度,它是微观的,只包含一个薄的润湿层,介观制度,其中弯月面位于槽内,最后另一个微观制度,其中的液体-气体界面从衬底的波峰解开。
2022-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polydisperse Adsorption: Pattern Formation Kinetics, Fractal Properties, and Transition to Order
我们调查的过程中随机顺序吸附的多分散颗粒的尺寸分布表现出幂律依赖的小尺寸限制,$P(R)\sim R^{α-1}$。我们揭示了斑图形成动力学和结构特性之间的关系出现的图案。我们提出了一个平均场论,它提供了一个公平的描述足够小的$α$。当$α\to \infty$,高度有序的结构局部相同的阿波罗包装形成。我们引入了一个定量的标准的规律性的斑图形成过程。当$α\gg 1$,一个急剧的过渡,从不规则的规则斑图形成政权被发现发生在干扰覆盖的标准随机顺序吸附与单分散尺寸分布。
1998-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Adsorption Kinetics of a Single Polymer on a Solid Plane
我们研究分析和通过一个非格子珠弹簧动态蒙特卡罗模拟模型的单一大分子在无结构的平面基板上的强物理吸附制度的吸附动力学。一个“茎花”聚合物构象的基本概念,以及吸附过程中的“拉链”的相关机制被示出,导致一个福克-普朗克方程与反映边界条件的时间依赖性的概率分布函数(PDF)的吸附单体的数量。理论处理预测,吸附段的平均分数随时间增长的幂律与$(1+ν)^{-1}$的权力,其中$ν\approx 3/5$是弗洛里指数。预测训练长度的瞬时分布遵循指数关系。相应的PDF循环和尾巴也来自。完整的解决方案的时间依赖性的PDF的吸附单体的数量从一组离散的耦合微分方程数值计算,并示出与蒙特卡罗模拟结果完全一致。除了均聚物吸附,我们还研究了规则的多嵌段共聚物和无规共聚物,并证明它们的吸附动力学可以被认为是在相同的理论模型。
2008-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The effect of substrate waviness on random sequential adsorption packing properties
本文研究了微球在波状表面上的随机顺序吸附。它确定了表面结构如何影响随机堆积性能,如包装分数,包装增长的动力学,和两个粒子的密度关联函数。直到基质在比颗粒直径小一个数量级的范围内变化,所获得的填料的性质与平坦表面上的填料的性质没有显著差异。另一方面,对于较高幅度的不均匀性,填充分数、低密度生长动力学和密度自相关函数发生显着变化,而渐进生长动力学似乎对表面波纹几乎不敏感。除了基本的意义,该研究表明,吸附单分子膜的上述基本性质的实验测量可以揭示表面的多孔结构,而无需调查表面本身。
2022-02-12 cond-mat.stat-mech
Exact closed probability-free kinetic equation for system of classical particles with retarded interactions: towards microscopic foundation of kinetics
导出了考虑粒子间相互作用迟滞的经典多体系统微观分布函数的精确闭合运动方程。结果表明,相互作用的延迟导致多体系统的不可逆行为。PACS:05.20.Dd ; 05.60.- k; 45.20.- D
2016-07-22 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Morphology and Kinetics of Random Sequential Adsorption of Superballs: From Hexapods to Cubes
超级球代表一类颗粒,其形状由${|x|}^{2p}+{|y|}^{2p}+{|z|}^{2p} \le R^{2p}$定义,其中$p\in(0,\infty)$是“变形参数”。$0<p<0.5$代表六足状(凹八面体状)颗粒族,而对于$0.5\leq p<1$和$p>1$,分别具有凸八面体状和立方体状颗粒族,其中$p=1,\;0.5$和$\infty$代表球体、八面体和立方体。胶体沸石悬浮液,催化和吸附,以及生物医学磁性纳米颗粒只是超级球包装的几个应用。我们介绍了一种通用的方法来模拟随机顺序吸附的超级球,我们称之为“低熵”算法,与传统的算法,代表了一个“高熵”的方法。这两种算法分别产生干扰分数$ϕ_\infty(p)$和$ν(p)$的精确估计,该指数表征长时间吸附动力学$t$,$ϕ(\infty)-ϕ(t)\sim t^{-ν(p)}$。精确估计的$ϕ_\infty(p)$和$ν(p)$,并显示出在协议,在某些特殊的限制,与现有的分析和数值结果。
2019-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Copolymer adsorption kinetics at a selective liquid-liquid interface: Scaling theory and computer experiment
我们考虑了一个规则的嵌段共聚物的总长度$N$和嵌段尺寸$M$在选择性的液-液界面的强本地化的限制的吸附动力学。我们提出了一个简单的分析理论的基础上缩放的考虑,它描述了松弛的初始线圈成一个平面状的层。预测达到垂直于和平行于界面的回转半径分量的平衡值的特征时间与链长$N$和嵌段长度$M$成比例,如$τ_{\perp} \propto M^{1+2ν}$(此处$ν\approx 0.6$是Flory指数)和$τ_{\parallel} \propto N^2$,尽管最初预计线圈扁平化的速率随着嵌段尺寸的减小如$\propto M^{-1}$。由于通常$N\gg M$的多嵌段共聚物,我们的研究结果表明,扁平化动力学进行更快的垂直,而不是平行于界面。我们还表明,这些缩放预测同意与本地化动力学的广泛的蒙特卡罗模拟的结果。
2005-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic heterogeneity governs anomalous scaling in a soft porous crystal
Graduate School of Arts and Sciences, The University of Tokyo(东京大学大学院人文社会系研究科);Graduate School of Engineering, Tottori University(鸟取大学大学院工学研究科)
研究揭示弹性异质性通过调控吸附动力学,导致软多孔晶体中出现尺寸依赖性吸收、表面褶皱及异常动态尺度等现象。
2025-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competitive random sequential adsorption of point and fixed-sized particles: analytical results
本文采用平均场方法研究了点和固定尺寸颗粒的二元混合物颗粒的竞争性随机顺序吸附动力学。目前的工作是一个概括的随机停车问题的意义上,它认为的情况下,无论是一辆固定大小的汽车停放的概率为q或停车位被分割成两个较小的空间概率(1-q)在每个时间事件。这使得一个有趣的相互作用之间的经典RSA问题在一个极端(q=1),在另一个极端(q=0)的碎裂过程的动力学。我们提出了精确的分析结果覆盖整个范围内的q值,并给出了物理解释的不同方面的问题。此外,本文还对标度理论作了全面的介绍,着重于量纲分析,并给出了标度函数和标度指数的精确表达式。
2001-06-09 cond-mat.stat-mech
Symmetry relations in chemical kinetics arising from microscopic reversibility
结果表明,具有相同平衡常数但不同初始条件的时间可逆化学反应的动力学,通过一个类似于化学细致平衡的可直接测量的对称关系,彼此密切相关。然而,与细致平衡相反,这种关系不需要了解反应的基本步骤,并且在速率常数的概念不明确的情况下仍然有效,例如在非常短的时间内和存在低活化势垒的情况下。对溶液中的异构化模型进行了数值模拟,说明了在这种条件下的对称性,并指出了在蛋白质折叠-去折叠中的潜在应用。
2005-12-06 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Relativistic kinetic theory of classical systems of charged particles: towards the microscopic foundation of thermodynamics and kinetics
在经典电荷系统和由它们产生的电磁场的演化方程的完整系统中,场变量被排除在外。得到了一个精确的封闭的相对论性非哈密顿非局部动力学方程组,它描述了电荷系统的微观分布函数的演化。该方程组的解对于时间反演是非不变的,并且具有遗传性。
2020-05-16 cond-mat.stat-mech
Delocalization Transition of a Rough Adsorption-Reaction Interface
我们介绍了一种新的动力学界面模型,适合模拟吸附反应过程,优先发生在表面缺陷,如步骤和空位。当平均界面速度取为零时,具有Kardar-Parisi-Zhang标度行为的自仿射界面经历具有落入新普适类的临界指数的离域转变。当接近临界点时,界面成为多值、多连通的自相似分形集。关联函数的标度行为和临界指数由蒙特卡罗模拟和标度参数确定。
2000-03-31 cond-mat.stat-mech
Polymer Chain Adsorption on a Solid Surface: Scaling Arguments and Computer Simulations
我们研究了聚合物吸附的相变以及聚合物从稀溶液中结合在无结构固体表面上的基本动力学。重点放在规则的多嵌段共聚物的性能,其特征在于嵌段尺寸M和总长度N,以及在无规共聚物与淬灭组合物P的粘性和中性链段。大分子被建模为粗粒度珠弹簧链受到短程表面粘附势。相图,示出的变化的单链吸附的临界阈值的M和P的来自缩放的考虑与计算机实验的结果一致。使用尺度分析和数值数据从解决耦合主方程组的系统,我们表明,在临界状态下的相行为,吸附动力学可以充分预测和理解,与广泛的蒙特卡罗模拟的结果一致。导出了吸附片段的平均分数以及各种结构构建块(即,链连接过程中时间t的链、环、尾)与我们的数值实验非常一致,并提供了对聚合物吸附机理的深入了解。
2009-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Light-regulated adsorption and desorption of Chlamydomonas cells at surfaces
本研究通过明场显微镜和延迟Langmuir动力学模型,揭示莱茵衣藻群体在蓝光/红光下表面吸附与脱附的动力学差异,并证明趋光性不影响吸附过程,为光控微生物表面定殖提供检测方法。
2022-08-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
The adsorption-desorption model and its application to vibrated granular materials
我们调查分析和数值模拟的动力学的微观模型的硬棒吸附在线性基板上,一个模型,这是相关的颗粒状材料的压实。计算机模拟使用事件驱动算法,该算法在很长时间内特别有效。对于一个小的,但有限的解吸率,该系统达到平衡态非常缓慢,和长时间的动力学显示三个连续的制度:一个代数的密度变化为$1/t$,对数的密度变化为$1/\ln(t)$,其次是终端指数的方法。最终制度的特征弛豫时间,虽然不正确地预测的平均场参数,可以得到一个系统的间隙分布的方法。平衡时的密度波动也进行了研究,和相关的时间依赖的关联函数表现出幂律制度,最后指数衰减。最后,我们表明,更致密的颗粒填料,可以通过改变过程中的解吸率。
1999-10-15 cond-mat.stat-mech
Kinetic Monte Carlo simulations of electrodeposition: Crossover from continuous to instantaneous homogeneous nucleation within Avrami's law
利用动力学蒙特卡罗模拟研究了吸附质横向扩散对具有最近邻吸引相互作用的二维Ising格子气一级相变动力学的影响.例如,电化学欠电位沉积通过这种机制进行。与真空表面科学中的吸附的一个主要区别是,在电极电位的控制下,在没有质量传输限制的情况下,近似建立局部吸附平衡。我们分析了我们的结果,使用Kolmogorov,Johnson和Mehl,和Avrami(KJMA)的理论,我们扩展到指数衰减的成核率。这种衰减可能是由于在存在横向吸附物扩散的情况下抑制现有簇周围的成核而发生的。关联函数证明了这种禁区的存在。通过与成核速率I和生长团簇界面速度v的微观结果进行比较,我们可以证明KJMA理论给出的Iv^2的数量级是正确的。即使忽略了扩散所介导的空间相关性,这也是正确的。衰减的成核速率导致从连续成核到瞬时成核的逐渐交叉,当成核速率的衰减在相变的时间尺度上非常快时,这是完全的。因此,瞬时成核可以是均匀的,在两点关联函数中产生负最小值。本文还提出了一种求解具有吸附/脱附和侧向扩散的正方形格子气的n重蒙特卡罗算法。
2006-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Heuristic derivation of continuum kinetic equations from microscopic dynamics
我们提出了一个近似的和启发式的计划推导连续动力学方程的微观动力学随机,相互作用的系统。该方法包括一个平均场型,解耦的主方程的近似,其次是“天真”的连续极限。以伊辛模型和驱动扩散系统为例进行了数值模拟。导出的方程与其他方法一致,粗粒度参数的微观依赖性的后果相比,毫不逊色于精确或高温膨胀。该方法是有价值的,当更系统和严格的方法失败时,当连续介质理论中的微观输入是可取的。
2000-06-14 cond-mat.stat-mech
Aging and response properties in the parking-lot model
吸附-脱附(或停车场)模型可以定性地再现弱振动颗粒材料的致密化动力学和其他特征。在这里,我们研究的两个时间相关和响应函数的模型,并证明他们的行为是一致的,最近观察到的记忆效应的颗粒材料。虽然致密化动力学和滞后是强大的属性,我们表明,老化行为的吸附-脱附模型是不同于其他模型的颗粒压实。我们提出了一个实验测试,以区分可能的老化行为。
2001-05-30 cond-mat.stat-mech
Relativistic kinetic theory: toward the microscopic substantiation of zeroth law of thermodynamics
本文导出了全同经典粒子通过标量场相互作用系统的精确封闭相对论动力学方程。建立了相对论经典相互作用粒子系统不可逆平衡过程的微观决定性机制。关键词:不可逆平衡过程;经典相对论动力学;延迟相互作用。
2021-06-24 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
On the microscopic foundation of thermodynamics and kinetics. Current status and prospects
本文比较了两种为热力学与动力学建立微观基础的概念:一种以微观可逆性和统计起源解释宏观不可逆性,另一种以相对论性延迟导致的初始微观不可逆性为核心,并展望其现状与前景。
2024-02-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Inferring microscopic kinetics of a Markov process using maximum caliber
我们提出了一个原则性的方法来估计矩阵的马尔可夫过程的状态之间的微观速率,只考虑其稳态人口分布和一个单一的平均全球动力学观测。我们适应最大口径,一个变分原理,其中的路径熵是最大化的所有可能的轨迹的分布,受到基本的动力学约束和一些平均动态观测。我们表明,这种方法导致,在适当的条件下,连续时间的主方程和Smoluchowski方程是有效的平衡和非平衡稳态。我们通过计算水分子从分子动力学轨迹的溶剂化动力学来说明该方法。
2014-02-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The microscopic phase density functional approach to the construction of the kinetic and hydrodynamic description for the system of self-propelled particles
利用微观相密度法,得到了具有类Vicsek排列规则的自推进粒子系统的动力学方程。流体动力学方程推导出的有序相考虑平均场力只。流体动力学速度的方程起着自推进Vicsek流体的欧拉方程的作用。这种理想自推进流体的流体动力学表现出从无序初始状态到完全有序运动的动力学转变。考虑到噪音,我们考虑如何局部平衡近似的框架影响的流体动力学方程和粘性张量,并表明,在这种近似的剪切粘度消失。
2014-07-18 cond-mat.stat-mech
Microscopic kinetics and time-dependent structure factors
初始相分离晶格的无序化过程中结构因子的时间演化关键取决于驱动无序化的微观机制,例如Kawasaki动力学或空位介导的无序化。蒙特卡罗(MC)模拟显示出意想不到的“下降”的结构因素,这意味着-场论完全无法捕捉。与川崎动力学相比,通过空位的无序慢了一个令人惊讶的大常数因子。一个唯象模型,以了解下降,并推导出川崎动力学的解析解,与模拟非常吻合。一个大纲给出如何扩展的分析解决方案,更复杂的情况下,一个流浪的空缺。
2001-06-12 cond-mat.stat-mech
On Microscopic Origin of the Fokker - Planck Kinetic Evolution of Hard Spheres
本文发展了描述由微量硬球和大量硬球环境组成的多粒子系统动力学演化的严格方法。我们证明了一个跟踪硬球在环境中的状态的演化可以描述的边缘分布函数的框架内由广义Fokker-Planck动力学方程和一个无限序列的明确定义的泛函这个功能。
2012-08-08 cond-mat.stat-mech math-ph math.AP
Microscopic laws vs. Macroscopic laws: Perspectives from kinetic theory and hydrodynamics
还原论是一种流行的科学观点,根据这种观点,所有的物理现象都可以从物理学的基本定律来理解。Anderson [Science,177,393(1972)]、Laughlin和Pines [PNAS,97,28(2000)]和其他人反对这种观点,并主张宇宙和定律的等级结构。在本文中,我们提出后一种观点,表明一些复杂的流动特性,使用流体动力学方程(宏观法律)是非常困难的,如果不是不可能的,在微观框架-动力学理论来描述。这些性质包括Kolmogorov的湍流理论、湍流耗散和扩散以及动压。我们还提供了其他几个分层描述的例子。
2019-04-25 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Kinetic Theory of Turbulence Modeling: Smallness Parameter, Scaling and Microscopic Derivation of Smagorinsky Model
一个平均场的方法(过滤出亚网格尺度)应用到玻尔兹曼方程,以推导出一个亚网格湍流模型的基础上的动力学理论。它表明,唯一的Smagorinsky型模型的粘度时间尺度上的流体动力学极限的生存是所谓的张量扩散模型。建立了过滤器宽度与雷诺数和努森数的比例关系。这为从动力学理论推导湍流模型迈出了严格的第一步。
2004-02-06 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP