硬棒-硬球混合物近晶相中的排空效应

已知当硬球被添加到纯硬棒系统中时，近晶相的稳定性可能会大大增强，并且这种效应可以用排空力来解释。在本文中，我们首先研究了这种特定二元混合物中取向序对排空力的影响，并将我们的结果与采用通常近似（即认为棒平行且其取向被冻结）所得的结果进行了比较。我们考虑了具有不同长径比的棒和不同直径的球的混合物，并在 Onsager 理论框架内处理它们。我们的结果表明，与基于冻结取向近似的相应数据相比，由于近晶相中的取向无序，排空效应以及因此近晶相的稳定性显著降低。这些结果通过 $\tau$ 参数进行了讨论，该参数已被提议作为排空强度的一个方便度量。我们给出了 $\tau$ 的闭合表达式，并证明它与排空势密切相关。然后，我们通过比较不同形状（球柱体、圆柱体和平行六面体）的平行棒系统的结果，分析了粒子几何形状的影响。最后，我们提供了基于应用于不同尺寸平行六面体和立方体混合物的基本度量密度泛函理论的 Zwanzig 近似的结果。在这种情况下，我们表明 $\tau$ 参数在硬棒长径比的大值极限下表现出线性渐近行为，这与 Onsager 理论一致；在棒宽度与立方体边长之比 $d$ 的大值极限下也表现出线性渐近行为，这与 Onsager 近似形成对比，后者预测 $\tau\sim d^3$。