Выпуски

 / 

2017

 / 

Сентябрь

  

Обзоры актуальных проблем


Переход Березинского—Костерлица—Таулеса и двумерное плавление

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

Подробно изложены основные положения теории фазовых переходов в плоских вырожденных системах (переходов Березинского—Костерлица—Таулеса—БКТ). Обсуждаются механизмы перехода, применение метода ренормализационной группы для его описания, а также возможные изменения сценария перехода в зависимости от энергии ядра топологического дефекта, в частности, в применении к тонким сверхпроводящим плёнкам. Проведён анализ различных сценариев плавления двумерных систем, современного состояния реальных экспериментов и компьютерного моделирования в данной области. Если в трёхмерном случае плавление всегда происходит посредством перехода первого рода, то в двумерном, как показано Хальпериным, Нельсоном и Янгом, система может плавиться посредством двух непрерывных переходов типа БКТ, при этом в ней возникает промежуточная гексатическая фаза, характеризуемая квазидальним ориентационным порядком. Однако в системе также может реализоваться фазовый переход первого рода. Недавно был предложен ещё один, отличающийся от такового в рамках теории Березинского—Костерлица—Таулесса—Хальперина—Нельсона—Янга, сценарий плавления, согласно которому плавление может происходить посредством двух переходов: непрерывного перехода типа БКТ твёрдое тело—гексатическая фаза и последующего перехода первого рода гексатическая фаза—изотропная жидкость. Особое внимание 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 трёх и двух измерениях.

Текст: pdf (631 Кб)
Ключевые слова: двумерные системы, переход Березинского—Костерлица—Таулеса, сверхтекучие плёнки, сверхпроводящие плёнки, XY-модель, двумерные кристаллы, топологические дефекты, вихри, дислокации, дисклинации, гексатическая фаза, двумерное плавление, теория Березинского—Костерлица—Таулеса—Хальперина—Нельсона—Янга, переход первого рода
PACS: 02.70.Ns, 05.70.Ln, 64.10.+h, 64.60.Ej, 64.70.D− (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2017.06.038161
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2017/9/a/
Цитата: Рыжов В Н, Тареева Е Е, Фомин Ю Д, Циок Е Н "Переход Березинского—Костерлица—Таулеса и двумерное плавление" УФН 187 921–951 (2017)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

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 “Berezinskii—Kosterlitz—Thouless transition and two-dimensional meltingPhys. Usp. 60 (9) (2017); 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