通过精确枚举的有限球体堆积结构：对胶体晶体成核的启示
软凝聚态物质
2015-06-04 v2
摘要
我们分析了通过精确枚举得到的一组完整的等静力和超静力球体堆积的几何结构和力学稳定性。非等构等静力堆积的数量随球体数呈指数增长，其结构和对称性的多样性随增加而增加，随超静力度增加而减少，其中是接触对数，。最大接触堆积通常既不是最密的也不是最对称的。对局部结构的分析表明，与体相（RHCP）晶体有序兼容的核的比例随增加而急剧下降，这是由于堆垛层错、五重和近五重对称结构以及其他阻碍RHCP有序的构型的高倾向性。虽然随增加而增加，但对于小至11的，仍有相当一部分超静力核保持非RHCP结构。仅考虑球形核或仅考虑与体相晶体具有相同有序性的核的经典成核理论无法捕捉这些效应。我们的结果为经典成核理论在粒子的硬球系统中的失败提供了解释；我们认为在这个尺寸范围内，必须考虑不受约束几何形状的核。我们的结果也适用于理解通过硬核类排斥和短程吸引相互作用相互作用的系统中的动力学停滞和堵塞。
引用
@article{arxiv.1202.5208,
title = {Structure of finite sphere packings via exact enumeration: Implications for colloidal crystal nucleation},
author = {Robert S. Hoy and Jared Harwayne-Gidansky and Corey S. O'Hern},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.5208},
year = {2015}
}
备注
Improved discussion and referencing. Accepted for publication in Phys. Rev. E