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. С.Е. Коршунов «Фазовые переходы в двумерных системах с непрерывным вырождением» 176 233–274 (2006)
  2. Б.М. Смирнов «Плавление кластеров с парным взаимодействием атомов» 164 1165–1185 (1994)
  3. В.В. Бражкин, А.Г. Ляпин и др. «Где находится область сверхкритического флюида на фазовой диаграмме?» 182 1137–1156 (2012)
  4. В.Ф. Гантмахер, В.Т. Долгополов «Квантовый фазовый переход сверхпроводник-изолятор» 180 3–53 (2010)
  5. И.В. Кукушкин, В.Б. Тимофеев «Магнитооптика двумерных электронов в ультраквантовом пределе: несжимаемые квантовые жидкости и вигнеровский кристалл» 163 (7) 1–28 (1993)
  6. Р.С. Берри, Б.М. Смирнов «Моделирование конфигурационных переходов в атомных системах» 183 1029–1057 (2013)
  7. М.Ю. Каган, А.В. Турлапов «Кроссовер БКШ—БЭК, коллективные возбуждения и гидродинамика сверхтекучих квантовых жидкостей и газов» 189 225–261 (2019)
  8. В.Ф. Хирный, А.А. Козловский «Динамическoе диссипативнoе смешаннoе состояниe в неоднородных сверхпроводниках II рода» 174 285–301 (2004)
  9. Е.Л. Шангина, В.Т. Долгополов «Квантовые фазовые переходы в двумерных системах» 173 801–812 (2003)
  10. Г.Н. Саркисов «Приближенные уравнения теории жидкостей в статистической термодинамике классических жидких систем» 169 625–642 (1999)
  11. В.В. Прудников, П.В. Прудников, М.В. Мамонова «Особенности неравновесного критического поведения модельных статистических систем и методы их описания» 187 817–855 (2017)
  12. А.А. Катанин, В.Ю. Ирхин «Магнитный порядок и спиновые флуктуации в низкоразмерных системах» 177 639–662 (2007)
  13. Л.В. Кулик, А.В. Горбунов и др. «Спиновые возбуждения в двумерном электронном газе, их релаксация, методы фотовозбуждения и детектирования, роль кулоновских корреляций» 189 925–954 (2019)
  14. Р.С. Берри, Б.М. Смирнов «Фазовые переходы в кластерах различных типов» 179 147–177 (2009)
  15. А.И. Олемской, И.В. Коплык «Теория пространственно-временнóй эволюции неравновесной термодинамической системы» 165 1105–1144 (1995)
  16. В.И. Алхимов «Эффект исключенного объема в статистике самоизбегающих блужданий» 164 561–601 (1994)
  17. Г.А. Малыгин «Размытые мартенситные переходы и пластичность кристаллов с эффектом памяти формы» 171 187–212 (2001)
  18. Р.С. Берри, Б.М. Смирнов «Фазовые переходы и сопутствующие явления в простых системах связанных атомов» 175 367–411 (2005)
  19. А.В. Хоменко, Я.А. Ляшенко «Статистическая теория граничного трения атомарно-гладких твёрдых поверхностей при наличии смазочного слоя» 182 1081–1110 (2012)
  20. Ю.Л. Климонтович «Проблемы статистической теории открытых систем: критерии относительной степени упорядоченности состояний в процессах самоорганизации» 158 59–91 (1989)

Список формируется автоматически.

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