基于突变理论的光致变色晶体形态变化的数学建模
光学
2023-02-22 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
已知光致变色二芳基乙烯在紫外(UV)与可见光照射下表现出可逆光异构化。除光照下的可逆光学性质外，文献中报道了多种不连续形态变化，如突然的晶体弯曲、开裂与光弹效应，这些仅由紫外与可见光照射引起。这些具有不连续性的形态现象是由纳米尺度光异构化引起的微尺度变化，并实现了作为光学器件的重要功能。然而，这些现象背后的理论模型尚不清楚。本文利用七种基本突变中可描述现象不连续性的、比尖点突变更高阶的燕尾突变，构建了能以统一模型处理多种现象的数学模型。通过在模型中引入双曲操作曲线，表征了光致变色晶体的本征性质。所提出的突变模型对弯曲、开裂与光弹等诱导形态发生进行了系统分类，其甚至暗示了晶体尚未探索的操作条件并解释了已知现象。所提出的基于突变理论的建模为理解并发现光致变色晶体中多样的形态发生奠定了基础。此外，所提方法为理解并发现光致变色晶体及类似系统中的各种形态变化提供了依据。
引用
@article{arxiv.2208.10018,
title = {Mathematical modeling of morphological changes in photochromic crystals by catastrophe theory},
author = {Hirotsugu Suzui and Kazuharu Uchiyama and Kingo Uchida and Ryoichi Horisaki and Hirokazu Hori and Makoto Naruse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10018},
year = {2023}
}