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
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
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. 60 857–885 (2017); DOI: 10.3367/UFNe.2017.06.038161

Список литературы (313) Статьи, ссылающиеся на эту (18) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Fomin Yu D, Tsiok E N, Ryzhov V N Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 527 121401 (2019)
  2. Fomin Yu D, Ryzhov V N, Tsiok E N J. Phys.: Condens. Matter 31 315103 (2019)
  3. Kryuchkov N P, Mistryukova L A et al Sci Rep 9 (1) (2019)
  4. Kryuchkov N P, Smallenburg F et al J. Chem. Phys. 150 104903 (2019)
  5. Kryuchkov N P, Brazhkin V V, Yurchenko S O J. Phys. Chem. Lett. 10 4470 (2019)
  6. Ryzhov V N, Tareyeva E E Theor Math Phys 200 1053 (2019)
  7. Yakovlev E V, Chaudhuri M et al J. Chem. Phys. 151 114502 (2019)
  8. Roy I, Dutta S et al Phys. Rev. Lett. 122 (4) (2019)
  9. Son L D Russ. Metall. 2019 182 (2019)
  10. Azizi I, Rabin Y J. Chem. Phys. 150 134502 (2019)
  11. Gaiduk E A, Fomin Yu D et al Molecular Physics 117 2910 (2019)
  12. Kryuchkov N P, Ivlev A V, Yurchenko S O Soft Matter 14 9720 (2018)
  13. Baeva E M, Sidorova M V et al Phys. Rev. Applied 10 (6) (2018)
  14. Chepurnykh G K, Chernaya V A, Medvedovskaya O G Phys. Solid State 60 1712 (2018)
  15. Khrapak S A, Kryuchkov N P et al The Journal of Chemical Physics 149 134114 (2018)
  16. Fomin Yu D, Gaiduk E A et al Molecular Physics 116 3258 (2018)
  17. Digregorio P, Levis D et al Phys. Rev. Lett. 121 (9) (2018)
  18. Kryuchkov N P, Yurchenko S O et al Soft Matter 14 2152 (2018)

© Успехи физических наук, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение