为何生长完美晶体如此困难？——二维与三维蒙特卡洛模拟

我们将注意力集中在结晶的蒙特卡洛模拟上，这是自然界和材料技术中最重要的过程之一。特别关注结晶收缩及其对新晶相生长的影响。我们表明，结晶收缩在达到渗流阈值后停止，但这并非结晶过程的最终阶段。基于透辉石 - 钠长石系统烧结的实验证据和计算机模拟，我们认为结晶在晶粒内部继续进行，其中剩余的液态熔体成为应力积累的 subject，并且由于已经形成的刚性核心禁止通过体积变化来松弛应力，从而出现了所谓的结晶诱导孔隙率。我们表明，即使是像 Lennard-Jones 势这样相对简单的短程势，也能揭示结晶诱导孔隙率这一复杂现象，这对新结晶材料的机械性能具有重要意义。