Disclination - Disclination

v krystalografie, a disclination je vada linky ve kterém rotační symetrie je porušena.[1] Analogicky s dislokacemi v krystalech termín nechuť, pro tekuté krystaly poprvé použit Frederick Charles Frank a od té doby byl upraven na jeho současné použití, disclination.[2]Jedná se o vadu v orientaci ředitel zatímco a dislokace je vada v pozičním pořadí.[3]

Příklad ve dvou rozměrech

Vytvoření dvou disklinací (vpravo) z dislokace (vlevo) na jinak šestihranném pozadí

Ve 2D jsou disklinace a dislokace jsou bodové vady místo vad čáry jako ve 3D. Oni jsou topologické vady a hrát ústřední roli v tání 2D krystaly v rámci Teorie KTHNY, na základě dvou Kosterlitz – Thouless přechody.

Stejně velké disky (koule, částice, atomy) tvoří a šestihranný krystal jako husté balení ve dvou rozměrech. V takovém krystalu má každá částice šest nejbližších sousedů. Místní napětí a zkroucení (například vyvolané tepelným pohybem) mohou způsobit konfigurace, kde disky (nebo částice) mají a koordinační číslo různé ze šesti, obvykle pět nebo sedm. Disklinace jsou topologické vady, proto je lze vytvářet pouze ve dvojicích. To znamená, že ve dokonale rovném 2D krystalu je - kromě povrchových / hraničních efektů - vždy tolik pětinásobných až sedminásobných úhlů. „Vázaný“ pár 5-7krát složené disklinace je dislokací. Pokud je mnoho dislokací tepelně disociováno na izolovanou disklinaci, pak je monovrstva částic izotropní tekutina ve dvou rozměrech. 2D krystal neobsahuje žádné disklinace.

Pro sedminásobnou disclinaci (na obrázku je načrtnutá oranžová) je třeba přidat „kus koláče“ (modrý trojúhelník), zatímco pro pětinásobnou disclinaci je odstraněna. To si představilo, proč disklinace ničí orientační řád, zatímco dislokace ničí pouze translační řád ve vzdáleném poli.

Důvodem, proč se jim říká topologické vady, je skutečnost, že izolované disklinie nelze vytvořit lokálně pomocí afinní transformace bez rozřezání šestihranného krystalu až do nekonečna (nebo alespoň do jeho hranic). „Dort“ má 60 ° v nerušeném šestihranném krystalu. Pro pětinásobnou disklinaci je natažena na 72 ° a pro sedminásobnou disklinaci je stlačena na přibližně 51,4 °. Disklinace tedy uchovává elastickou energii tím, že narušuje směrové pole.

Viz také

Reference

  1. ^ M. Murayama, J. M. Howe, H. Hidaka, S. Takaki. Pozorování diskinačních dipólů na atomové úrovni v mechanicky mletém nanokrystalickém Fe. Věda 29 (2002) 2433. doi:10.1126 / science.1067430
  2. ^ S. Chandrasekhar, Tekuté krystaly, str.123, Cambridge University Press 1977, ISBN  0-521-21149-2
  3. ^ . Pure Appl. Chem. 73 (2001) 845.

Další čtení