Cтатьи, принятые к публикации

Обзоры актуальных проблем


Переход Березинского—Костерлица—Таулеса и двумерное плавление

, , ,
Институт физики высоких давлений РАН им. Л.Ф. Верещагина, Троицк, Москва, Российская Федерация

В обзоре достаточно подробно изложены основные положения теории фазовых переходов в плоских вырожденных системах (переходов Березинского—Костерлица—Таулеса (БКТ)). Обсуждается механизм перехода, применение метода ренормализационной группы для его описания, а также возможные изменения сценария перехода в зависимости от величины энергии ядра топологического дефекта, в частности, в применении к тонким сверхпроводящим пленкам. Кроме того, проанализированы различные сценарии плавления двумерных систем, современное состояние реальных экспериментов и компьютерного моделирования в данной области. Если в трех измерениях плавление всегда происходит посредством перехода первого рода, в двумерном случае, как было показано в работах Хальперина, Нельсона и Янга, система может плавиться посредством двух непрерывных переходов типа Березинского—Костерлица—Таулеса, при этом в системе возникает промежуточная гексатическая фаза, характеризуемая квазидальним ориентационным порядком. При этом фазовый переход первого рода также может реализоваться. Кроме того, недавно был предложен еще один сценарий плавления, в рамках которого, в отличие от теории Березинского—Костерлица—Таулесса—Хальперина—Нельсона—Янга, плавление может происходить посредством двух переходов, однако при этом переход твердое тело — гексатическая фаза происходит посредством непрерывного перехода типа Березинского—Костерлица—Таулеса, а переход гексатическая фаза—изотропная жидкость — посредством перехода первого рода. Отдельное внимание в обзоре уделено зависимости сценария плавления от вида потенциала и влиянию случайного пиннинга на двумерное плавление. В частности, показано, что случайный пиннинг может принципиально изменить сценарий плавления в случае перехода первого рода. Рассмотрено плавление систем с потенциалами с отрицательной кривизной в области отталкивания, которые успешно применяются для описания аномальных свойств воды в трех и двух измерениях.

Ключевые слова: двумерные системы, переход Березинского—Костерлица—Таулеса, сверхтекучие пленки, сверхпроводящие пленки, X-Y модель, двумерные кристаллы, топологические дефекты, вихри, дислокации, дисклинации, гексатическая фаза, двумерное плавление, теория Березинского—Костерлица—Таулеса—Хальперина—Нельсона—Янга, переход первого рода
PACS: 64.10.+h, 64.70.D−, 02.70.Ns, 05.70.Ln, 64.60.Ej (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2017.06.038161
Цитата: Рыжов В Н, Тареева Е Е, Фомин Ю Д, Циок Е Н "Переход Березинского—Костерлица—Таулеса и двумерное плавление" УФН, принята к публикации

Поступила: 15 мая 2017, доработана: 23 июня 2017, 29 июня 2017

English citation: Ryzhov V N, Tareyeva E E, Fomin Yu D, Tsiok E N “Berezinsky—Kosterlitz—Thouless transition and two-dimensional meltingPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2017.06.038161

© Успехи физических наук, 1918–2017
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение