关于晶粒长大二维取向场模型中的拓扑缺陷
材料科学
2019-11-11 v1 软凝聚态物质
摘要
标准的基于取向场的二维相场模型依赖连续标量场来表示晶体学取向。相应的序参量空间为单位圆，其并非单连通的。这一拓扑性质对所得多晶粒结构具有重要影响：(i) 三晶界交点可能为奇异的；(ii) 对于每一对晶粒，存在两种不同的晶界解，它们无法连续地相互转化；(iii) 若沿一条晶界同时出现这两种解，则它们之间必然存在一个拓扑稳定的奇异点缺陷。其中 (i) 可在经典晶界图像中解释，而 (ii) 乃至 (iii) 则不能。此外，奇异性会导致诸多困难，例如数值模拟中的晶格钉扎。为克服这些问题，我们提出了两种新的模型表述。第一种基于三分量单位矢量场，第二种则利用带附加势的二分量矢量场。在这两种情形下，所引入的额外自由度使序参量空间成为单连通的，从而消除了这些缺陷的拓扑稳定性。
引用
@article{arxiv.1911.02832,
title = {On topological defects in two-dimensional orientation-field models for grain growth},
author = {Bálint Korbuly and Mathis Plapp and Hervé Henry and James A. Warren and László Gránásy and Tamás Pusztai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.02832},
year = {2019}
}
备注
16 pages, 17 figures in color