小尺度涨落团簇与空位的平衡返回时间

本文在热力学平衡下研究了二维涨落团簇或空位返回给定构型的期望返回时间。我们定义了一类保持粒子数不变的断键模型。该类模型在粒子快速扩散、吸附-脱附动力学缓慢的极限下，包含空位内的边缘扩散与表面扩散。在这些断键模型的框架下，期望返回时间被发现依赖于各构型的能量以及从团簇中移除单个粒子所形成的激发态的能量。我们研究了高温与低温区。我们阐明了返回时间作为温度的非单调函数的条件：当按吸附概率加权的构型激发态平均能量低于对所有态的平均能量时，出现极小值。此外，我们表明返回时间取极小值的最优温度相对于平衡概率取极大的温度向更高温度偏移。该偏移受团簇边缘平均曲率的影响，因而对空位而言更大。