晶体成核动力学与机制：相互作用势的影响
统计力学
2025-11-04 v1
摘要
调控液-固转变及由此产生的晶体结构以实现定制性能是备受期待的。胶体体系是实现这一目标的典范，但在将分子间相互作用的影响与结晶行为关联起来方面，基础知识的空白仍然阻碍着进展。在本研究中，我们通过研究具有修正Lennard-Jones势的体系中的成核与生长来填补这一知识空白。具体而言，我们研究了常用的12-6势和一种更软的7-6势。选择研究的热力学状态点，使得两个体系在相同的过冷度和压力下进行研究。在这些条件下，我们发现两个体系的成核速率相当。有趣的是，成核路径和由此产生的晶体结构是不同的。在12-6体系中，成核和生长主要通过FCC结构发生。软化势会改变临界核的组成，并引入两种不同的成核路径。一种路径主要导致具有体心立方(BCC)结构的核，而另一种路径则倾向于面心立方(FCC)排列。我们的研究表明，可以通过修改分子间相互作用来实现多晶型选择，而不影响成核动力学。这些结果对于设计多晶型选择和调控自组装机制的方法具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2506.16541,
title = {Crystal Nucleation Kinetics and Mechanism: Influence of Interaction Potential},
author = {Porhouy Minh and Steven W. Hall and Ryan S. DeFever and Sapna Sarupria},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.16541},
year = {2025}
}
备注
67 pages, 30 figures