二維膠體晶體熔化的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)研究.pdf

1、熔化是凝聚態(tài)物理中一個重要的基礎(chǔ)問題,盡管有近百年的研究歷史,但是仍然沒有一個完整的基礎(chǔ)層面上的理論。二維熔化是一級相變還是連續(xù)相變,曾經(jīng)在很長一段時間內(nèi)是人們爭論的焦點。Kosterlitz-Thouless-Halperin-Nelson-Young(KTHNY)提出理論預(yù)測:二維熔化不同于三維的固-液一級相變,而是一個經(jīng)歷固相-六角相-液相的兩步連續(xù)相變。近年來,隨著大量的模擬和實驗工作的進行,KTHNY理論普遍被人們接受。但是,

2、大部分的工作僅研究靜態(tài)結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)參數(shù)的變化,很少關(guān)注熔化過程中的動力學(xué)。
　　本文通過分子動力學(xué)模擬,研究二維純排斥軟作用勢膠體晶體熔化的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)。在熔化過程中,發(fā)現(xiàn)體系存在六角相,符合KTHNY理論的預(yù)測。六角相的動力學(xué)具有較強的不均勻性,并且呈非單調(diào)變化。觀察六角相的微觀結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)協(xié)同運動的粒子形成鏈狀結(jié)構(gòu),這與過冷液體和玻璃體系中的協(xié)同重排區(qū)域十分相似。我們認為由于這些鏈狀結(jié)構(gòu)的協(xié)同運動粒子存在,導(dǎo)致了體系的拓撲缺陷結(jié)構(gòu)