多分散硬球的冻结线：基于直接共存模拟
软凝聚态物质
2025-10-09 v2
摘要
在实验系统中，粒子几乎总是至少略有多分散，这会对它们结晶的能力产生深远影响。不幸的是，使用计算机模拟准确预测多分散性对相行为的影响仍然是一个具有挑战性的任务。因此，我们对最简单的共聚体模型系统——硬球——的平衡相行为的理解仍然有限。本文提出了一种新的方法，用于绘制多分散系统的冻结线，该方法基于半准粒子群冠模的直接共存模拟。我们利用这种新方法绘制了硬球流体（具有高斯尺寸分布）变得关于部分结晶为面心立方晶体而呈亚稳定的条件。与过去的预测一致，我们发现随着流体的多分散性的增加，共存晶体变得越来越具尺度选择性，表现出较低的多分散性和较大的平均粒子尺寸。有趣的是，对于足够大的多分散性，这导致晶体相的单元密度低于共存流体。最后，我们利用直接共存模拟来检查流-晶界面特征，包括表面应力和界面吸附。
引用
@article{arxiv.2505.14360,
title = {Freezing line of polydisperse hard spheres via direct-coexistence simulations},
author = {Antoine Castagnède and Laura Filion and Frank Smallenburg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.14360},
year = {2025}
}