密排附近的硬球固体：结晶理论检验
软凝聚态物质
2009-10-31 v1 统计力学
摘要
硬球固化转变已被各种版本的密度泛函理论(DFT)很好地描述。这些理论应以密排晶体为一个特殊极限，这代表了对此类基于液态理论的品质的极端检验场。因此我们研究DFT在此极限下对硬球晶体结构和热力学的预言。我们考察了Ramakrishnan-Yussouff (RY)近似以及Rosenfeld及其合作者发展的基本测度理论(FMT)的两个变体。我们允许密度峰的一般形状，超越了常用的高斯近似。在所有情况下我们发现，当接近密排时，峰宽正比于粒子间的自由距离a而趋于零，且自由能对数依赖于a。然而，不同的近似泛函给出不同的峰形状和自由能的下一阶贡献。对于RY理论，在高斯近似内，我们确证晶体解形成闭环，具有稳定支和不稳定支均连接到a=0处的密排点，这与不存在液固自旋线的情形一致。先前应用于固化的FMT版本预言渐近阶跃状密度分布，局限于自洽胞理论的胞内。但最近提出的采用张量加权密度的改进版本给出更宽且近乎高斯的峰，其与计算机模拟符合得很好。
引用
@article{arxiv.cond-mat/9907120,
title = {Hard-sphere solids near close packing: Testing theories for crystallization},
author = {Benito Groh and Bela Mulder},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/9907120},
year = {2009}
}
备注
20 pages, 10 figures, submitted to Phys. Rev. E