Stability of the decagonal quasicrystal in the Lennard-Jones-Gauss system

Although quasicrystals have been studied for 25 years, there are many open questions concerning their stability: What is the role of phason fluctuations? Do quasicrystals transform into periodic crystals at low temperature? If yes, by what mechanisms? We address these questions here for a simple two-dimensional model system, a monatomic decagonal quasicrystal, which is stabilized by the Lennard-Jones-Gauss potential in thermodynamic equilibrium. It is known to transform to the approximant Xi, when cooled below a critical temperature. We show that the decagonal phase is an entropically stabilized random tiling. By determining the average particle energy for a series of approximants, it is found that the approximant Xi is the one with lowest potential energy.Comment: 7 pages, 2 figures, Proceedings of Quasicrystals - The Silver Jubile

Influence of polarizability on metal oxide properties studied by molecular dynamics simulations

We have studied the dependence of metal oxide properties in molecular dynamics (MD) simulations on the polarizability of oxygen ions. We present studies of both liquid and crystalline structures of silica (SiO2), magnesia (MgO) and alumina (Al2O3). For each of the three oxides, two separately optimized sets of force fields were used: (i) Long-range Coulomb interactions between oxide and metal ions combined with a short-range pair potential. (ii) Extension of force field (i) by adding polarizability to the oxygen ions. We show that while an effective potential of type (i) without polarizable oxygen ions can describe radial distributions and lattice constants reasonably well, potentials of type (ii) are required to obtain correct values for bond angles and the equation of state. The importance of polarizability for metal oxide properties decreases with increasing temperature.Comment: 8 pages, 7 figure

Flüssigkristalline Blaue Phasen : 100 Jahre Flüssigkristalle

Vor hundert Jahren hat man erstmals Flüssigkeiten als eigenständige Phasen identifiziert, die wie ein Kristall das Licht doppelt brechen und daher flüssige Kristalle genannt werden. Noch besser trifft diese Bezeichnung zu auf die sog. Blauen Phasen, die ebenfalls schon vor hundert Jahren durch eine Lichterscheinung auffielen, deren Struktur aber erst in den letzten zehn Jahren aufgeklärt wurde. Die Moleküle der Blauen Phasen bilden nämlich mit ihren Anisotropieachsen ein dreidimensionales periodisches Orientierungsmuster. Die Einheitszelle von ca. 300 nm Durchmesser ist flüssig und faßt 10 7 Moleküle. Man beobachtet Phänomene wie bei atomaren Kristallen: selektive Lichtstreuung (aber im sichtbaren Spektrum), Facettenwachstum, Versetzungen

Makroskopische Quasikristalle

Fünf Jahre ist es her, daß Dan Shechtman (Technion, Haifa) an der Metallegierung Al86Mn14 ein scharfes Elektronenbeugungsmuster mit Ikosaedersymmetrie fand. Weitreichende Ordnung, dokumentiert durch Bragg-Reflexe, und nicht-kristallographische Ikosaedersymmetrie mit fünfzähligen Achsen haben die Strukturphysiker in den Jahren seither veranlaßt, eine Fülle von Modellen für atomare Anordnungen zu entwickeln, die zwischen den periodischen klassischen Kristallen mit Fernordnung und den nur nahgeordneten amorphen Strukturen liegen. Erste Modellvorstellungen von Quasikristallen entnahm man den Penrose-Mustern. Sie bilden in zwei Raumdimensionen eine lückenlose Überdeckung der Ebene mit zwei Arten von Zellen in der Form einer spitzen und einer stumpfen Raute

Theory of liquid crystalline phases in biaxial systems

General properties of SO(3) - symmetric free- energy expansion for biaxial systems are studied. In particular, all invariants in powers of a traceless and symmetric quadrupole tensor order parameter and a vector order parameter are identified and their relation to possible local structures are found. A new class of polar, chiral biaxial phases are predicted