【该研究为设计具有独特和独特特征的新材料创造了可能】2016年诺贝尔物理学奖旨在表彰二维(2D)材料的丰富行为,如原子、分子或电子在平面内的运动 。
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与它们的三维(3D)对应物相比,这些材料表现出新颖的特性,它们的阐明是凝聚态物理研究的前沿 。
一个非常有趣的情况是2D晶体的行为 。与总是熔化成液态或“相”的3D材料不同,该理论预测2D晶体将熔化成一种称为六方晶体的新相 。
本质上,六方晶体处于晶相和液体之间的中间状态,因为它的组成粒子表现出长距离的取向顺序(如晶体),但只有短距离的位置顺序(如液体) 。
即使是由同一个硬盘组成的最简单的2D模型材料,确认二维晶体熔化成六方相也是物理学中时间最长的问题之一 。
经过无数次尝试(跨越40年),这个解决方案在2011年通过使用大型计算机模拟得到解决 。
在GW4大学的合作中,布里斯托大学数学学院的johnrussell博士和巴斯大学中文系的NigelWilding教授已经开始利用高性能计算机的综合力量在两所大学进行表演 。当考虑两种类型粒子的混合时,二维晶体的行为变得更加奇怪 。
他们的发现发表在《物理评论快报》 。
Russo博士说:“在这项研究中,我们考虑了我们之前研究的2D硬盘系统,但它不同:我们引入了第二个硬盘,它只有其他硬盘的70% 。
“有趣的是,我们发现第二个圆盘的存在使六相相消失了 。”
丁教授补充说:“当小圆盘的浓度极低时会出现这种情况:只有1%的圆盘被换成更小的物种,这足以损失六价体 。
“我们发现六价物质是这样一种微妙的状态,因为它的熵只比液体大一点点 。
"加入小颗粒会增加液体的熵,进而破坏己酸."
研究人员表示,他们的研究有助于对迷人的二维物理有一个基本的了解,并为设计具有独特和奇特特征的新材料打开了大门 。
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