Dysklinacja - Disclination

W krystalografii , A disclination to wada linii , w którym symetria obrotowa jest naruszone. Analogicznie do dyslokacji w kryształach, termin dysinklinacja dla ciekłych kryształów użyty po raz pierwszy przez Fredericka Charlesa Franka i od tego czasu został zmodyfikowany do obecnego zastosowania, dysklinacja . Jest to wada orientacji reżysera, podczas gdy zwichnięcie jest wadą porządku pozycyjnego.

Przykład w dwóch wymiarach

Powstanie dwóch dysklinacji (po prawej) z dyslokacji (po lewej) na inaczej sześciokątnym tle

W 2D dyslinacje i dyslokacje są defektami punktowymi, a nie defektami linii, jak w 3D. Są defektami topologicznymi i odgrywają kluczową rolę w topieniu kryształów 2D w teorii KTHNY , opartej na dwóch przejściach Kosterlitz – Thouless .

Dyski tej samej wielkości (kule, cząsteczki, atomy) tworzą sześciokątny kryształ jako gęste upakowanie w dwóch wymiarach. W takim krysztale każda cząstka ma sześciu najbliższych sąsiadów. Lokalne odkształcenie i skręcenie (na przykład wywołane ruchem termicznym) może powodować konfiguracje, w których dyski (lub cząstki) mają liczbę koordynacyjną różną od sześciu, zazwyczaj pięciu lub siedmiu. Dysklinacje są defektami topologicznymi, dlatego (zaczynając od tablicy heksagonalnej) można je tworzyć tylko parami. Ignorując efekty powierzchni / obramowania, oznacza to, że zawsze występuje tyle samo 5-pofałdowanych, jak 7-pofałdowanych dysklinacji w idealnie płaskim krysztale 2D. „Związana” para 5-7 złożonych dysklinacji jest dyslokacją. Jeśli niezliczone dyslokacje ulegają dysocjacji termicznej na izolowane dyslinacje, wówczas monowarstwowa cząstka staje się płynem izotropowym w dwóch wymiarach. Kryształ 2D jest wolny od dysklinacji.

Aby przekształcić sekcję sześciokątnej tablicy w 5-złożoną dysklinację (na rysunku zaznaczoną na zielono), należy usunąć trójkątny klin z sześciokątnych elementów (niebieski trójkąt); aby utworzyć 7-fałdową dysklinację (kolor pomarańczowy), należy włożyć identyczny klin. Rysunek ilustruje, jak dysklinacje niszczą porządek orientacyjny, podczas gdy dyslokacje niszczą tylko porządek translacyjny w dalekim polu (fragmenty kryształu daleko od środka dysklinacji).

Dysklinacje są defektami topologicznymi, ponieważ nie mogą być tworzone lokalnie przez transformację afiniczną bez przecięcia sześciokątnej tablicy na zewnątrz do nieskończoności (lub granicy skończonego kryształu). Niezakłócony sześciokątny kryształ ma symetrię 60 °, ale po usunięciu klina w celu utworzenia pięciokrotnego odchylenia, symetria kryształu jest rozciągnięta do 72 ° - dla siedmiokrotnego odchylenia jest on ściskany do około 51,4 ° . W ten sposób dysklinacje magazynują energię sprężystą, zakłócając pole reżysera.

Zobacz też

• Faza heksatyczna

Bibliografia

Dalsza lektura

• Hagen Kleinert (1989). „Pola wskaźnikowe w materii skondensowanej, tom II” : 743–1440. Cite Journal wymaga |journal= ( pomoc )
• Hagen Kleinert (2008). „Pola wielowartościowe w materii skondensowanej, elektromagnetyzmie i grawitacji” (PDF) : 1–496. Cite Journal wymaga |journal= ( pomoc )
• Kosterlitz, JM; Thouless, DJ (12 kwietnia 1973). „Uporządkowanie, metastabilność i przemiany fazowe w układach dwuwymiarowych”. Journal of Physics C: Solid State Physics . Publikowanie IOP. 6 (7): 1181–1203. doi : 10.1088 / 0022-3719 / 6/7/010 . ISSN   0022-3719 .
• Nelson, David R .; Halperin, BI (1 lutego 1979). „Topienie za pośrednictwem dyslokacji w dwóch wymiarach”. Physical Review B . Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne (APS). 19 (5): 2457–2484. doi : 10.1103 / physrevb.19.2457 . ISSN   0163-1829 .
• Young, AP (15 lutego 1979). „Topnienie i wektor gazu Coulomba w dwóch wymiarach”. Physical Review B . Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne (APS). 19 (4): 1855–1866. doi : 10.1103 / physrevb.19.1855 . ISSN   0163-1829 .
• Gasser, U .; Eisenmann, C .; Maret, G .; Keim, P. (2010). „Topienie kryształów w dwóch wymiarach” . ChemPhysChem . 11 (5): 963–970. doi : 10.1002 / cphc.200900755 . PMID   20099292 .