截角四面体的平衡相行为与最大随机密堆态
软凝聚态物质
2014-07-23 v1 统计力学
摘要
硬非球形粒子系统表现出各种具有不同平移和取向有序度的稳定相，包括各向同性液体、固体晶体、转子相以及各种液晶相。在本文中，我们采用自适应收缩单元（ASC）数值方案的 Monte Carlo 实现和自由能计算，以高精度确定全等阿基米德截角四面体系统在直至最大近空间填充密度的整个密度范围内的平衡相行为。特别是，我们发现随着密度增加，系统经历了两个一级相变：首先是液 - 固相变，然后是固 - 固相变。在中等密度下，各向同性液相与 Conway-Torquato (CT) 晶体相共存。在更高密度下，我们发现 CT 相经历了另一个一级相变，转变为与已知最密晶体相关的相。我们没有发现稳定的转子（或塑性）相或向列相的证据。我们还生成了截角四面体的最大随机密堆（MRJ）堆积，这可被视为液体快速压缩的玻璃态终态。我们发现此类 MRJ 堆积是超均匀的，平均堆积分数为 0.770，远大于相同球体的对应值（约 0.64）。最后，我们就基于粒子形状在一般硬粒子系统中可能预期的相变类型以及哪些是良好的玻璃形成体提出了一些简单的观察结论。
引用
@article{arxiv.1406.1535,
title = {Equilibrium Phase Behavior and Maximally Random Jammed State of Truncated Tetrahedra},
author = {Duyu Chen and Yang Jiao and Salvatore Torquato},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.1535},
year = {2014}
}