Reexamination of the mean-field phase diagram of biaxial nematic liquid crystals: Insights from Monte Carlo studies
通过对平均场论（MFT）简化下的一般哈密顿模型的分析，以及基于微观模型的计算机模拟，对双轴液晶系统的相图进行了研究，旨在了解分子水平相互作用对双轴对称液晶自发凝聚的作用。持续的实验挑战，在实现这样一个系统明确，尽管鼓舞人心的预测，例如MFT，需要更通用的模拟方法，能够提供洞察系统内可能的阻碍障碍，通常收集通过其自由能依赖于相关的可观的系统驱动通过过渡。该小组最近的简要报告[B]。卡马拉·拉塔（Kamala Latha）等人。例如，E89，050501（R），2014]总结了采用熵采样技术进行的详细蒙特卡罗模拟的结果，提出了MFT相图的定性修改，因为哈密顿量被渐近地驱动到所谓的部分排斥区域。有人认为，相邻分子的单轴和双轴张量分量之间的（交叉）耦合的程度起着至关重要的作用，在促进，否则，准备冷凝的双轴相，这表明这可能是一个合理的因素，在解释实验的困难。在本文中，我们进一步阐述了这一点，提供额外的证据，从好奇的变化自由能配置文件相对于相关的取向序参量，在不同的温度括号的相变。
2015-09-13 cond-mat.soft
Applicability of hybrid planar films of biaxial nematics for in-plane switching:A detailed Monte Carlo study
基于晶格哈密顿模型，在伦敦色散近似下，通过马尔可夫链蒙特卡罗模拟研究了双轴向列相混合平面薄膜的平衡指向矢结构.虽然这两种膜的基板对液晶分子的长轴产生类似的锚定影响（即，一端为平面取向，另一端为垂直取向或垂面取向），但它们与分子的短轴的耦合不同。在A型膜中，基底根本不与短轴相互作用（这在实验上相对更容易接受），而在B型膜中，表面层处的分子轴的取向也受到它们与表面的双轴耦合的影响。这两种膜表现出预期的弯曲与有序的分子长轴由于表面锚定的导演。模拟结果表明，A型膜主机稳定和无噪声的指向矢结构的双轴液晶介质的双折射相，导致在基板的平面中的短轴之一的主导秩序。高程度的这种稳定的顺序，从而开发可能是实际利益的面内开关应用与外部场。另一方面，B型膜由于在边界衬底处的不相容锚定影响而经历短轴之间的竞争相互作用，显然导致挫折，并因此导致嘈杂的平衡指向矢结构。
2018-12-22 cond-mat.soft
Importance of transverse dipoles in the stability of biaxial nematic phase: A Monte Carlo study
对具有$D_{2h}$对称性的双轴分子晶格系统进行蒙特卡罗模拟，并与二阶各向异性色散势相互作用，根据组成分子的双轴性产生三个不同的宏观相。这样一个系统的相图作为分子双轴性的函数被大大修改时，横向偶极子被认为是与每个分子，使对称性降低到$C_{2v}$。我们的结果表明分裂的朗道点，即在相图中的点，从各向同性相的双轴向异性相发生直接过渡，到朗道线的双轴分子系统与强横向偶极子。当相对偶极强度达到最佳值时，朗道线的宽度最大。横向偶极子的存在下，导致在较高的温度下，并为一系列的分子双轴性的值的热致性双轴取向相的稳定。通过计算一阶和二阶取向关联函数，研究了单轴和双轴相的结构特性。揭示了双轴取向反铁电结构中偶极诱导的长程序。
2012-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo Simulations of Novel Biaxial Ordering in Systems of Uniaxially Interacting Rod-like Ellipsoids
产生双轴液晶有序的最小因素通常被认为是破坏单轴分子圆柱对称性的强双轴相互作用。虽然没有根本的理由禁止双轴有序的纯单轴起源，它一直是一个长期存在的问题，找到一个强大的演示，在棒状粒子系统中的这种现象。我们在这里报告的非格子蒙特卡罗模拟的一些新的模型系统的极性非手性棒状椭球自发地表现出新的双轴近晶相的纯单轴起源。我们表明，偶极相互作用可以产生不同的双轴相位的纯单轴起源的圆柱对称的Gay-Berne椭球系统的各种长宽比。具有低长宽比的椭球体系统在中心轴偶极子的存在下表现出高度倾斜的双轴近晶相。在具有高长宽比的椭球的情况下，双轴相位的产生需要存在两个平行的轴向终端偶极子。此外，这些相还表现出迷人的铁电或条纹有序的偶极椭球。
2018-03-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
Monte Carlo simulation of binary mixtures of hard colloidal cuboids
我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟，以调查的硬板状颗粒（HBP）的胶体悬浮液的相行为。虽然理论限制颗粒取向或忽略更高的顺序相建议存在一个稳定的双轴取向相，我们最近的单分散系统的模拟结果表明，这是不一定的情况下，即使是颗粒形状正好在长和扁球形几何形状之间，通常被称为自对偶形状。出于潜在的惊人的影响，将双轴排序到显示应用程序，我们扩展我们的调查，以bidisperse混合物的短和长的HBP和分析是否尺寸分散性可以进一步丰富的HBP的相行为，最终不稳定的位置有序相，从而有利于形成的双轴晶相。我们的研究结果不仅表明，双分散的混合物的自双形HBPs不能自组装成双轴向双相，但他们也表明，这些颗粒也不能形成单轴向双相。在单分散体系中也观察到这种令人惊讶的行为。此外，双分散HBP倾向于在共存的各向同性相和近晶相中相分离，或者在相对大的压力下，倾向于在主要为短HBP的近晶相和主要为长HBP的近晶相中相分离。我们的结论是，限制粒子取向的自由度或忽略位置有序（近晶，柱状和晶体）相的存在下，可以显着地改变HBPs的相行为和不切实际地扩大了双轴晶相的稳定区域。
2017-10-30 cond-mat.soft
Complex free energy landscapes in biaxial nematics and role of repulsive interactions : A Wang - Landau study
一般二次哈密顿模型，描述晶体分子之间的相互作用（通常与$D_{2h}$对称性）考虑到它们的单轴和双轴张量之间的耦合。虽然参与分子的相似张量之间的相互作用所产生的吸引力贡献提供了在适当的低温下相应阶数的最终缩合，但不同张量之间的交叉耦合的作用尚未完全理解。我们最近的研究与先进的Monte Carlo技术（熵采样）清楚地表明，这种交叉项在确定相图的相关性越来越大，违反在某些区域的模型参数空间，平均场论和标准蒙特卡罗模拟结果的预测。在这种情况下，我们研究了相图和其中的相位的性质，在参数空间中的两个轨迹：一个是线的内部区域的双轴稳定性被认为是代表的真实系统，第二个是广泛研究的抛物线路径从伦敦色散近似。在这两种情况下，我们发现增加交叉耦合相互作用，这总是导致在形成局部双轴组织不均匀分布的不稳定效应。这表现为一个小的，但无误的，在单轴phase.The自由能分布计算在本研究中作为两个占主导地位的序参量的函数的双轴顺序的贡献表示复杂的景观，反映了在实验室中的双轴相的准备实现的困难。
2017-06-15 cond-mat.soft
Dynamics of Uniaxial-to-Biaxial Nematics Switching in Suspensions of Hard Cuboids
场诱导的胶体颗粒的重新取向对于操纵纳米材料的光学性质以用于目标应用特别相关。我们最近已经表明，令人惊讶的微弱的外部刺激能够将立方体颗粒的单轴双相液晶（LC）转变为双轴双相液晶。根据这些结果，在这里，我们施加一个外部场，迫使胶体长方体的重新取向的CPLCs和火花的单轴到双轴的纹理切换。通过动态蒙特卡罗模拟，我们研究了在粒子尺度上施加场（单轴-双轴开关）和去除场（双轴-单轴开关）时的非稳态重取向动力学。我们检测到的响应时间之间的强相关性，是系统重新定位所需的时间，和粒子的各向异性，从棒状到板状的几何形状。有趣的是，自对偶形状的长方体，理论上被认为是最适合于促进相位双轴性的，正好在长方形和扁方形颗粒之间，表现出令人惊讶的慢响应时间，特别是如果与长方形相比。
2021-05-25 cond-mat.soft
"Ultra-weak" First-Order Phase Transition in Biaxial Liquid Crystals
Lady Brabourne College（莱迪布拉伯恩学院）；Ramsaday College（拉姆萨代学院）；Jadavpur University（贾达普大学）
本研究通过大晶格多重直方图重加权的高分辨率蒙特卡洛模拟，发现双轴液晶中三临界点与三相点间的单轴-双轴相变是邻近驱动的超弱一级相变，强度比对称性强制的各向同性-单轴一级相变小一个数量级以上，为相关研究提供新方向。
2026-09-01 cond-mat.soft
Monte-Carlo Simulations for model bent-core molecules with fluctuating opening angle
我们研究了双核分子开度角的涨落对双核相稳定性的影响。这些分子由两个Gay-Berne中心$κ= 4$、$κ' = 5$、$μ= 1$和$ν= 2$构成，每个中心对应于一个分子臂。恒压蒙特卡罗（MC NPT）模拟进行了两个版本的模型，固定和波动的开度角，其中波动采取谐波约140度的角度。首先将所研究的系统从各向同性液体冷却到高度有序的结晶近晶相，然后再加热回来。在冷却时发现的液晶相是单轴晶相、双轴晶相和结晶相、六方双轴近晶相。在加热时，双轴晶相被亚稳晶相取代。具有较短臂分子的类似系统（$κ= 3$）显示出宽范围的降低密度，其中单轴聚合物是绝对稳定的[Liq. Cryst.29，483（2002）]。对于刚性臂为$κ= 4$，开度角为125 o，130 o，135 o和140 o的分子，观察到单轴取向相的密度范围进一步加宽。然而，对于$κ= 3$报道的螺旋超结构对于$κ= 4$没有显示。
2009-04-03 cond-mat.soft
Hard biaxial ellipsoids revisited: numerical results
蒙特卡罗模拟进行硬椭球的一些值的半轴范围$c/a \in \{0.1,10\}$。将各向同性相结果与Vega状态方程[Mol. { \bf 92}（1997）651-665]。还评估了各向同性-无向同性转变的位置。双轴相仅在先前形成分散相之后形成。
2006-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of an external magnetic field on the nematic-isotropic phase transition in mesogenic systems of uniaxial and biaxial molecules
用蒙特卡罗模拟研究了外加磁场对单轴或双轴（类板）向列相液晶色散模型中向列-各向同性（$N-I$）相变的影响.利用多重直方图重加权技术和有限尺寸标度分析，确定了不同磁场强度下的相变级数、热力学极限相变温度和相变温度以下各向同性相的稳定极限。观察到磁场对$N-I$转变温度的影响比标准Landau-de Gennes和Maier-Saupe平均场论预测的要快。我们已经表明，对于一个给定的场强的转变温度的位移是较高的双轴分子相比，单轴的情况下。研究表明，双轴分子的$N-I$跃迁比单轴分子的弱一级$N-I$跃迁弱，外加磁场的存在（达到一定的临界值）使两个系统的$N-I$跃迁都弱得多.的估计的临界磁场（$\sim 110 T$）为常见的向列相小于早期的估计。
2012-12-17 cond-mat.soft
Biaxial nematics with C2h symmetry composed of calamitic particles. A molecular field theory
Luckhurst等人发展了具有C2 h点群对称性的分子形成双轴向列相的分子场论，Hashim等人对该模型进行了Monte Carlo计算机模拟研究。在这些研究中，截断模型对势仅适用于长轴沿其C2旋转轴的分子。本研究通过假设分子长轴现在垂直于C2轴来扩展这项工作，导致存在两种可能的短轴选择。它认为这两种情况下形成的阶段。这些模型的分子场论制定和报告在这里。对目前情况的理论处理产生了一组新的序参量。为了简化赝势，仅考虑和评估占主导地位的二阶序参量，以给出这些截断模型的相位行为。预测的相行为进行比较，从以前的模型潜力的分子场研究的结果。
2014-03-04 cond-mat.soft
Biaxial nematics and nematic-nematic demixing in polydisperse mixtures of hard board-like particle fluids
Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）；Universität Tübingen（蒂宾根大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）
本研究通过理论模拟和蒙特卡洛模拟，发现多分散性增强硬板状粒子液晶中单轴相分离并扩大双轴相稳定区，为沉降实验设计提供参考。
2026-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nematic liquid crystals in contact with geometrically and chemically patterned substrates: A Monte Carlo Study
用非Boltzmann蒙特卡罗方法研究了一端为几何图形和化学图形衬底，另一端为具有强锚定的平面衬底的向列型液晶。我们观察到显着的偏离连续为基础的预测的相图，这是研究作为一个函数的倾斜角在顶部基板和厚度的细胞。在较大的倾斜角在顶部基板的双轴性的发病观察。在几何图形和化学图形之间引入的相移对系统中的指向矢结构有显著的影响。
2010-10-15 cond-mat.soft
Phase behaviour of the confined lattice gas Lebwohl-Lasher model
本文用广泛的蒙特卡罗模拟研究了Lebwohl-Lasher格子气模型（一种最简单的致热流体模型）在平板中的相行为。该模型是已知的，以产生一个一阶气-液过渡在二维和三维的限制，这是一个取向有序无序过渡耦合。后一种转变恰好是3D极限中的一阶，并且它与2D中的连续缺陷介导的Berezinskiii-Kosterlitz-无缺陷转变共享一些特征。在这项工作中，我们将详细分析该系统的行为，充分利用晶格性质的模型和特定的对称性的相互作用潜力，这使得使用高效的集群算法。
2013-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics in field-induced biaxial nematic liquid crystals of board-like particles
双轴向双折射（$N_B$）液晶具有新颖的电光特性和更快的开关时间，被认为是下一代显示器设计的有希望的候选材料。虽然在分子尺度上它们的存在仍在争论中，但由理论和模拟支持的实验证据已经明确证明，合适的胶体颗粒确实可以在特定条件下形成$N_B$流体。虽然这一发现引发了广泛的兴趣，表征的相位行为的$N_B$液晶，显着较少的注意力已致力于研究其传输性能。为了弥补这一差距，通过动态蒙特卡罗模拟，我们已经调查了场致$N_B$相包括单分散硬立方体的平衡动力学。特别是，我们计算了长时间的自扩散系数的长方体在很宽的范围内的各向异性，跨越扁长到扁圆的几何形状。此外，我们已经比较了这些扩散率与那些，在切换外部场关闭，在相同密度下的各向同性或单轴向的稳定的双相测量。我们的研究结果表明，虽然长长方体扩散速度显着加快双轴向列相比在较不有序的流体，我们没有观察到这样的增加与扁长方体在高包装分数。我们表明，这些变化是最有可能的，由于场诱导冻结的轴垂直于的方向，随着大量增加所产生的$N_B$相的顺序。
2022-09-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular simulation study of polar order in orthogonal bent core smectic liquid crystals
利用Monte Carlo分子模拟方法研究了由双核分子组成的正交近晶相液晶的相行为和结构。介绍了一个简单的无热分子模型，描述的基本特征的BCM。得到了单轴和双轴（反铁电）正交近晶之间的相变。结果表明，在单轴近晶相的局部面内极性相关的存在。宏观的单轴-双轴转换是合理的局部极相关性引起的极域。在外加矢量场的作用下，这些极性畴的尺寸变大，其内部有序性增强，导致场诱导的双轴有序-无序转变。
2015-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modulated nematic structures and chiral symmetry breaking in 2D
本文用蒙特卡罗模拟研究了双轴粒子通过各向异性对势相互作用的性质，包括二阶四极和三阶八极耦合项。粒子占据2D正方形晶格的位置，并且相互作用限于最近的邻居。该体系表现出自发的手征对称性破缺，从各向同性相转变为手性调制相，由两个手性畴组成。当四极张量和八极张量的两重轴重合时，这种调制相位似乎是与几个晶格间距相当的间距的Ambiquinus弯曲相位，这可以被视为弯曲扭曲弯曲相位的极限情况。相关的相变是一阶的。
2016-07-08 cond-mat.soft
Monte Carlo Simulation of Liquid-Crystal Alignment and of Chiral Symmetry-Breaking
我们进行了蒙特卡罗模拟研究分子形状对液晶有序性的影响。在我们的方法中，每个模型介晶由几个软球刚性结合在一起。球的排列可以是直的（代表单轴分子），Z形（代表双轴分子），或香蕉形（代表双轴核分子）。使用这种方法，我们调查的平行脊装饰基板的取向相。我们比较宽和窄的脊间距的结果，并检查附近的基板的本地秩序，并表明我们的结果是一致的朗道理论的预测。我们还研究了双核分子体系中的手征对称性破缺。我们发现了一个手性结晶相以及一个非手性近晶-A相，但不是一个手性近晶-C相。
2001-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagram of hard board like colloids from computer simulations
板状胶体丰富的中间相多晶型性和相序主要取决于其形状的不对称性。实施广泛的蒙特卡罗模拟，我们计算了空间相互作用的板状粒子的完整相图，为实验可访问的分子尺寸/这种形状的胶体的各向异性的范围。各种自组织的中间相，包括单轴和双轴向列相，近晶相，立方相和柱状相已被确定。我们的研究结果清楚地表明，分子的各向异性的影响不仅严重的结构和对称性的中间相，但也可能更有趣的是，它们之间的相序列。新类别的相序列，如向列相，并首次，从discovery和双轴向的直接过渡到正交近晶A相已被确定。这种相行为的分子几何形状的要求已被定位。
2013-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ferroelectric domain formation in discotic liquid crystals : Monte Carlo study on the influence of boundary conditions
在各向异性介晶流体中实现自发的宏观铁电有序是一个既有基础又有技术意义的课题。最近，我们证明了偶极非手性盘状椭球体系统可以表现出长时间搜索的偶极起源的铁电液晶相。在目前的工作中，广泛的非格子蒙特卡罗模拟被用来调查的静电边界条件的影响下，限制任何全球极化系统的相行为。我们发现，该系统发展强烈的铁电板状畴周期性排列的反铁电的方式。在不同电偶极子强度下的相行为研究中，我们发现畴内存在铁电有序和铁电柱状有序。对于更高的偶极强度，双轴相也得到了类似的周期性阵列的铁电板的反平行极化。我们用Ewald求和法和球面截止法研究了去极化效应。我们提出并比较了两种不同的方法考虑在这个各向异性系统中的去极化效应的结果。它明确表明，作为考虑较长范围的偶极相互作用的结果，域的大小随系统的大小而增加。该系统表现出显着的系统尺寸效应较强的偶极相互作用。结果提供了强有力的证据，新的理解，偶极相互作用确实是足以产生长程铁电各向异性流体秩序。
2015-03-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Topological phase transitions in 2-dimensional bent-core liquid crystal models
单轴液晶（LC）的二维（2D）晶格模型中低温拓扑有序相的自发发生被广泛讨论，指出了影响拓扑固定点附近RG流的可疑潜在机制。最近的一项MC研究阐明，先前的交叉导致过渡到双相。交叉被解释为由于一个扰动相关的标度场起源于额外的自旋自由度的发病。作为一个反例，为了支持这一假设，我们现在考虑V形的核心分子与刚性棒状部分连接在一个指定的角度。分子的两个片段与正方形晶格上所有最近邻居的片段相互作用，由双二次相互作用规定。我们用蒙特卡罗方法计算不同观测量的平衡平均值作为温度和样本大小的函数。对于所选择的分子弯曲角和对称的链段间相互作用，2D系统显示了作为T的函数的两个转变：在T1处的较高转变导致与主分子轴相关的缺陷的拓扑有序而没有交叉，赋予由序参量空间的第一基本群$π_{1}$ = $Z_{2}$（反转对称）描述的介质单轴对称性。在T2处的第二个导致显示具有$π_{1}$ = Q（四元数群）的双轴对称的介质。双轴相呈现自相似的微观结构，三个轴呈现幂律相关，随着温度的降低，指数消失。
2021-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computer simulation study of a mesogenic lattice model based on long-range dispersion interactions
与热致性双轴向列相（已经获得了一些长期寻求的实验实现）相反，其四面体和立方相的实验实现尚未为人所知，分别涉及3级和4级的取向顺序，也在理论上进行了研究在过去的几十年里。在以前的研究中，已经发现了由具有立方或近似立方的四方对称或正交对称的粒子组成的硬核或连续模型的立方有序;在少数情况下，涉及单轴（$D_{\infty h}-$对称）粒子的硬核模型也被认为产生了立方有序。在这里，我们解决的蒙特卡罗模拟的单轴粒子耦合的长程色散相互作用的伦敦-德布尔-海勒型的晶格模型，该模型被发现产生没有二阶的立方阶，但只有四阶的立方阶，相反，它的对应物与截断在最近的邻居分离的相互作用长期已知的立方行为。
2016-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
