量子薄膜中的公度-非公度转变：石墨上的亚单层分子氢

我们使用路径积分蒙特卡罗方法模拟了石墨上覆盖率高于1/3亚单层的分子氢单层。我们发现，在低温下，随着覆盖率的增加，系统经历一系列转变，从接近1/3覆盖率的$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$公度固体开始。首先，形成一个以单轴压缩非公度固体为特征的相，并沿同一方向存在额外的质量密度调制，这可视为具有特征畴壁距离的有序畴壁固体，该距离取决于表面覆盖率。在低温下，当覆盖率更高时，会转变为相对于基底公度晶格旋转的非公度固体。作为温度的函数，畴壁有序首先熔化为畴壁流体，在更高温度下，固体熔化为均匀流体。尽管量子涨落幅度很大，但这些相变与经典单层膜中的相变类似。我们计算的发生这些转变的表面覆盖率和温度、计算的结构因子和比热与现有实验结果总体一致，且无需可调参数。