Плавление двумерных электронных кластеров различной формы

Анотація

Методом молекулярної динаміки досліджено плавлення двовимірних кластерів, що можуть бути створені в електронних системах над поверхнею надплинного гелію з використанням утримуючих електродів трикутної, квадратної, шестикутної та круглої форм. Досліджено кластери з фіксованою поверхневою густиною 10⁸ см^–2, але різною кількістю частинок (від 3 до 406). Показано, що в бездефектних кластерах перехід до неупорядкованого стану відбувається різко і температуру плавлення Т_melt легко визначити. Залежність Т_melt від розміру кластера спостерігається для кластерів з числом частинок N < 400. У квадратних кластерах з N < 50 упорядкування частинок накладається граничними умовами, а при N > 100 спостерігається трикутна гратка з дефектами поблизу границі. В круглих кластерах електрони починають легко пересуватись в кутовому напрямку вже при досить низьких температурах, але температура «радіального» плавлення узгоджується з температурою плавлення малих квадратних кластерів. За наявністю дефектів перехід у неупорядкований стан починається з області дефекту і поступово поширюється на весь кластер. Чіткого визначення температури плавлення у цій картині немає.