间隙原子的分数化与球面晶体学

寻找球面上堆积的全同粒子的基态对于稳定乳浊液具有重要意义，并在理论物理和数学文献中拥有悠久的历史。理论和实验已证实，缺陷如向错和位错是基态的固有组成部分。在此，我们讨论球面晶体中空位和间隙原子的非凡行为。由球面拓扑强加的孤立向错的应变场实际上将间隙原子和空位撕裂，通常分裂成位错碎片，这些碎片与向错结合形成小角度晶界疤痕。分数化通常产生三个电荷中性的位错，尽管也可以产生位错对。我们使用一个强大且免费可用的计算机程序，详细探索了各种幂律对势下的间隙原子分数化现象。我们研究了其对初始条件和终态能量的依赖性，并将间隙原子能量的位置依赖性与球面上的连续介质弹性理论预测进行了比较。理论预测，在碎裂之前，间隙原子被 5 重向错排斥，而空位被吸引。我们还利用空位和间隙原子研究了容纳规则二十面体三角剖分的“幻数”附近的低能态。