正方形-三角形瓷砖中的空位缺陷及其对正四边形肩部粒子形成的准晶体的影响

几乎所有观察到的软物质系统中的正方形-三角形准晶体都包含大量点状缺陷，但这些缺陷在稳定准晶体相方面仍不明确。本工作研究了这些缺陷在广泛观察到的 12 倍对称正方形-三角形准晶体中的热力学作用。我们开发了新的蒙特卡洛模拟来计算包含两种不规则六边形作为缺陷瓷砖的正方形-三角形瓷砖的配置熵。我们发现，引入缺陷会导致显著的熵增，每个缺陷的贡献远高于周期晶体中常规空位的贡献。令人惊讶的是，熵增并不仅仅来自单个缺陷类型，而是通过其组合混合而被放大。随后，我们将我们的发现应用于通过正方形肩部势能相互作用的核心-冠粒子模型。通过将配置熵与振动自由能计算相结合，我们预测准晶体相的平衡缺陷浓度，并确认准晶体相包含的点缺陷浓度高于典型周期晶体。这些结果为软物质准晶体中观察到的突出缺陷提供了新的理解。