Nghiên cứu tính chất chuyển pha smectic - isotropic sử dụng tương tác vi mô trong cấu trúc tinh thể lỏng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.53 MB, 191 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

Hà Nội - 2024

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THÚY

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CHUYỂN PHA SMECTIC - ISOTROPICSỬ DỤNG TƯƠNG TÁC VI MÔ TRONG CẤU TRÚC TINH THỂ LỎNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Hà Nội -

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THÚY

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CHUYỂN PHA SMECTIC - ISOTROPICSỬ DỤNG TƯƠNG TÁC VI MÔ TRONG CẤU TRÚC TINH THỂ LỎNG

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Tôi xin cam đoan lu n án Ti n sĩ ậ ế "Nghiên c u tính ứch t ấ chuy n ểphasmectic - isotropic s d ng tử ụương tác vi mô trong c u trúc tinh thấểl ng" ỏ là cơng trình nghiên c u khoa ứ h c ọ c a tôi d i s h ng d n c a PGS.ủ ướ ự ướ ẫ ủ TS. Ngô Văn Thanh và TS. Nguy nễ Thị Lâm Hồi.

• N i dung lu n án khơng có s sao chép tài li u, cơng trình nghiên c u ộ ậ ự ệ ứ c a tác giủ ả khác.

• Nh ng tài li u tham kh o đ c s d ng trong lu n án đã đ c ữ ệ ả ượ ử ụ ậ ượ trích d n ẫ và li t ệ kê trong m c ụ Tài li u tham kh o m t cách rõ ràng,ệ ả ộ chi ti t.ế

• Nh ng ữ k t ế qu nghiên c u trong lu n án là hoàn toàn trung th c ch a ả ứ ậ ự ư đ cượ b tấ kì tác giả nào khác cơng bố trong các cơng trình khác.

N u khơng đúng nh thơng tin đã trình bày trên, tơi xin hồn tồn ch uế ư ở ị

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

L i c m nờ ả ơ

Đ hồn thành lu n án này, tơi xin g i l i c m n sâu s c t i các th y cô, anhể ậ ử ờ ả ơ ắ ớ ầ ch đ ng nghi p, b n bè và gia đình.ị ồ ệ ạ

Tôi xin g i l i c m n đ n lãnh đ o ử ờ ả ơ ế ạ và giáo v ụ H c ọ vi n Khoa ệ h c ọ Công Ngh , Vi n Hàn Lâm Khoa ệ ệ h c ọ và Công ngh Vi t Nam đã t o đi u ki n ệ ệ ạ ề ệ cho tôi đ c ượ h c ọ t p ậ và nghiên c u đ hoàn thành lu n án ứ ể ậ này. Tôi xin g i l iử ờ c m n đ n các các gi ng viên Khoa ả ơ ế ả V t Lý, ậ H c ọ vi n Khoa ệ h c ọ và Công nghệ đã giúp tôi trang b thêm nh ng ki n th c n n t ng quan tr ng thu c ị ữ ế ứ ề ả ọ ộ chuyên ngành nghiên c u c aứ ủ mình.

Tơi xin g i c m n đ n t p th các ử ả ơ ế ậ ể th y ầ cơ h ng d n đó là PGS. TS. Ngôướ ẫ Văn Thanh và TS. Nguy nễ Thị Lâm Hồi.

Tơi mu n ố bày t lòng bi t n sâu s c nh t t i ng i h ng d n c a tôi,ỏ ế ơ ắ ấ ớ ườ ướ ẫ ủ PGS. TS. Ngơ Văn Thanh vì s h ng d n nhi t tình, nh ng l i ự ướ ẫ ệ ữ ờ khuyên và sự khích l trong su t th i gian tơi hồn thành lu n án ệ ố ờ ậ này. Đi u ề này giúp tôi phát tri n kỹ năng nghiên c u c a b n thân ể ứ ủ ả và th c s h u ự ự ữ ích cho con đ ngườ nghiên c u sau ứ này c aủ tôi.

Tôi xin bày t lòng bi t n chân thành nh t đ n Ti n sĩ Nguy n Th Lâmỏ ế ơ ấ ế ế ễ ị Hoài, đã luôn quan tâm giúp đ tôi r t nhi u, t n tình h ng d n tơi trongỡ ấ ề ậ ướ ẫ su tố quá trình h cọ t p,ậ nghiên c uứ và hồn thành lu nậ án.

Tơi cũng xin g i l i tri ân đ n Giáo s H. T. Diep (Đ i ử ờ ế ư ạ h c ọ Cergy, Pháp), m c dù do kho ng cách đ a lý nh ng GS ặ ả ị ư v n ẫ nhi t tình, dành th i gian đ gi iệ ờ ể ả đáp các câu h iỏ tôi g pặ ph iả trong quá trình vi tế lu nậ án.

Tôi xin g i l i c m n t i ử ờ ả ơ ớ Trung tâm V t ậ lý Qu c t UNESCO đã h trố ế ỗ ợ kinh phí nghiên c uứ cho Nghiên c uứ sinh.

Tôi xin g i l i c m n đ n H th ng tính tốn hi u năng cao (HPC01 -ử ờ ả ơ ế ệ ố ệ VAST), giúp tôi th cự hi nệ nh ngữ bài toán nghiên c uứ c aủ mình.

Tơi xin c m n các b n đ ng nghi p Tr n S n Tùng, Nguy n Tr ng B oả ơ ạ ồ ệ ầ ơ ễ ọ ả S n cùng trong nhóm nghiên c u đã cùng nhau làm vi c nhóm, th o lu n,ơ ứ ệ ả ậ trao đ i,ổ

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

iii đóng góp các ý ki n.ế

Tơi xin c m n đ ng nghi p c a tôi là ả ơ ồ ệ ủ ch ịNguy n Th ễ ị Vân Anh, ch ịlà ng iườ đã đ ng viên ộ và h tr th ng xuyên, giúp tôi bi t cách cân b ng gi a côngỗ ợ ườ ế ằ ữ vi c ệ và cu cộ s ng.ố

Tôi cũng xin c m n b n Nguy n Th H i Y n, là ng i b n thân thi t, chiaả ơ ạ ễ ị ả ế ườ ạ ế s v i tơi nh ng khó khăn trong vi c h c t p và q trình hồn thi n lu n án.ẻ ớ ữ ệ ọ ậ ệ ậ Cu i cùng, tôi xin c m n gia đình, ch ng tơi là anh Nguy n Quang Minh,ố ả ơ ồ ễ cùng con trai Nguy n Minh An, đã g n bó, h tr , là đi m t a tuy t v i choễ ắ ỗ ợ ể ự ệ ờ tôi trong su t th i gian tơi hồn thành q trình h c t p và nghiên c u.ố ờ ọ ậ ứ

Hà N i,ộ ngày thángnăm 2024

Tác giả

Nguy n Th Phễịương Thúy

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

2.2 Mô hình Potts linh đ ngộ ...27

2.3 Ph ng pháp mô ph ng ươ ỏ Monte Carlo...30

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Danh m cụ các từ vi tế t tắ

T vi t t từ ế ắT ti ng Anhừ ếDi n gi iễả

LCD Liquid crystal display Màn hình tinh th l ngể ỏ

Lyotropic LCs Lyotropic Liquid crystals Tinh th l ng Lyotropicể ỏ

Thermotropic LCs Thermotropic liquid crystals Tinh th l ngể ỏ Thermotropic

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Danh sách hình vẽ

1 Các pha tr ng thái c a tinh th l ng thermotropic: (ạ ủ ể ỏ a) Pha nematic, (b) Pha smectic, (c) Pha cholesteric. Trong pha ne-

matic, ch ỉcó các tr c dài c a các phân t là g n nh song song.ụ ủ ử ầ ư Trong pha smectic, các tr c dài c a các phân t song song ụ ủ ử và các phân t s p x p trong các m t ph ng. Cu i cùng, trong phaử ắ ế ặ ẳ ố cholesteric, các phân t đ c s p x p thành t ng l p, m i l pử ượ ắ ế ừ ớ ỗ ớ đ c ượ xoay đ i ố v i ớ các l p ớ bên trên và bên d i nó đ t o ra c uướ ể ạ ấ trúc xo n c. ắ ố Tr t ậ t phân t tăng d n t pha nematic sang phaự ử ầ ừ smectic r i đ nồ ế pha cholesteric.

1.1 Minh h a c u t o hóa ọ ấ ạ h c ọ phân t tinh th l ng hình khu n queử ể ỏ ẩ [34].

1.2 Minh h aọ c uấ t oạ hóa h cọ phân tử tinh thể l ngỏ hình đĩa d tẹ [35].9 1.3 Minh h aọ pha nematic bao g mồ các phân tử có chung đ nhị h ng.ướ 9 1.4 Pha smectic bao g m các phân t hình khu n que s p x p theoồ ử ẩ ắ ế

t ng l pừ ớ phân t .ử ...10 1.5 Các c uấ trúc pha smectic. (a) Pha smectic A, (b) Pha smectic

B, (c) Pha smectic C [36]...10 1.6 Mô ph ng c u trúc pha chiral nematic (bên trái) ỏ ấ và pha chiral

smectic (bên ph i).ả ...11 1.7 Hai lo i phân t c a Lyotropic LCs: phân t soap (bên trái),ạ ử ủ ử

phân t phospholipid (bênử ph i)ả [34]...12 1.8 Các pha c aủ Lyotropic LCs...13 1.9 Nguyên lý ho t đ ng c a màn hình tinh th l ng. Hi n thạ ộ ủ ể ỏ ể ị

đi mể nh (bên trái) ả và Không hi n th đi m nh (bên ph i). 1.ể ị ể ả ả Ánh sáng khơng phân c c.ự 2. Kính phân c c.ự 3. Đi nệ c cự trong su t.ố

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

4. Tinh thể l ng.ỏ 5. Ánh sáng phân c cự [40]...14 1.10 C u t o c a nhi t ấ ạ ủ ệ k ế tinh thể l ngỏ ...15

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

1.11 Quá trình chuy n ể pha c a Thermotropic ủ LCs [41]...16 1.12 Đồ thị hệ số ph nả xạ theo nhi tệ độ [16]...18 1.13 Minh h a nh ọ ả ch p ụ các phân t trong q trình mơ ph ng (Cácử ỏ

tr ng thái c a phân t đ c bi u di n b ng các màu khác nhau).ạ ủ ử ượ ể ễ ằ T i ạ nhi t đ cao, h pha isotropic (bên trái). H pha smecticệ ộ ệ ở ệ ở v iớ các phân tử đ cượ s pắ x pế theo l pớ (bên ph i).ả ...20 2.1 Chuy n ể pha Kosterlitz-Thouless c a mơ hình XY hai chi u. ủ ề T iạ

nhi t đ th p, h t n t i nh ng c u hình spin có các c p ệ ộ ấ ệ ồ ạ ữ ấ ặ xoáy - ph nả xoáy. T iạ nhi tệ độ cao, hệ chỉ còn các c pặ xoáy đ n.ơ ...24 2.2 Minh h a mơ hình Potts linh đ ng ọ ộ v i ớ các ph n t có th diầ ử ể

chuy n ể sang v trí tr ngị ố lân c n.ậ ...28 2.3 K t qu mô ph ng c a tham s tr t t c a mơ hình Potts linhế ả ỏ ủ ố ậ ự ủ

đ ngộ [89]...29 2.4 Minh h a quá trình ọ chuy n ể pha c a mơ hình Potts linh đ ngủ ộ

[89]. H t i nhi t đ th p (bên trái) ệ ạ ệ ộ ấ và h t i nhi t đ cao (bênệ ạ ệ ộ ph i).ả ...29 2.5 Hàm phân bố năng l ngượ 𝑃𝐿( )𝐸 theo m tộ số kích th cướ hệ t iạ

các nhi t đ khác nhau. (a) Hàm phân ệ ộ b ố t i nhi t đ cách r tạ ệ ộ ấ xa nhi t đ ệ ộ chuy n ể pha, (b) Hàm phân b ố có d ng đ nh ạ ỉ kép t iạ nhi tệ độ chuy nể pha, (c) Hàm phân bố có d ngạ đ nhỉ kép không

cân b ngằ t iạ nhi tệ độ lân c nậ nhi tệ độ chuy nể pha [107]...38 2.6 Sơ đồ kh iố c aủ kỹ thu tậ Wang-Landau...39 3.1 Sơ đồ c aủ thu tậ toán Metropolis cho mơ hình Potts linh đ ng.ộ 43 3.2 Tham s tr t t (bên trái) ố ậ ự và thăng giáng c a tham s tr tủ ố ậ

t (bên ph i) trong ự ả k t ế qu mô ph ng c a nhóm nghiên c uả ỏ ủ ứ GS. Hung T. Diep [28]. N ng đ phân t ồ ộ ử 𝑐 = 30% v i ớ 𝑁𝐿 =

15 × 15 × 30, tương tác trao đ i ổ 𝐽‖ = 3.0, 𝐽⊥ = −1.0...45 3.3 (a) Tham s tr t t ố ậ ự và (b) thăng giáng c a tham s tr t tủ ố ậ ự

khi chúng tôi c iả ti nế thu tậ toán Metropolis. N ngồ độ phân tử

𝑐 = 30% v i ớ 𝑁𝐿 = 15 × 15 × 30, t ng tác trao đ i ươ ổ 𝐽‖ = 3.0,

𝐽⊥ = −1.0. . . . .45

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

3.4 Bi u di n h ng s t ng tác gi a các phân t trong pha ể ễ ằ ố ươ ữ ử smectic. Xét theo tr c ụ � h ng s , ằ ố 𝐽‖ bi u di n ể ễ cho tương tác gi a haiữ phân t cùng m t ph ng. H ng s ử ặ ẳ ằ ố 𝐽⊥bi u di n ể ễ cho tương tác gi a hai phân t khácữ ử m tặ ph ng.ẳ ...47 3.5 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: Đ thế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

bi u di n năng l ng theo nhi t đ ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ngườ ợ ồ độ

𝑐 = 50% các h ngằ số t ngươ tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, v iớ kích thướ hệ thay đ ic ổ 𝑁 = 12, 18, 24 tươ ngngứ 𝑁� = 123, 𝑁� = 183

và 𝑁� = 243...51 3.6 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

thị bi uể di nễ nhi tệ dung riêng 𝐶� theo nhi tệ độ 𝑇 cho 3.7 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: Đ thế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

bi u di n tham s tr t t theo nhi t đ ể ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 cho tr ng h pườ ợ n ng đ ồ ộ 𝑐 = 50% các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5,

v i kích ớ th c h ướ ệ thay đ i ổ 𝑁 = 12, 18, 24 t ng ng ươ ứ 𝑁� = 123, 𝑁� = 183 và 𝑁� = 243...52 3.8 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: Đ thế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

bi u di n thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ể ễ ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ngườ h pợ n ngồ độ 𝑐 = 50% các h ngằ số t ngươ tác 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, v i kích thớ ướ ệc h thay đ i ổ 𝑁 = 12, 18, 24 tương ngứ 𝑁� = 123, 𝑁� = 183 và 𝑁� = 243...53 3.9 K t qu mô ph ng ế ả ỏ MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đử ụ ậ ồ

th bi u di n năng l ng theo nhi t đ ị ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi uồ ị ể di nễ nhi tệ dung 𝐶� theo nhi tệ độ 𝑇 cho tr ngườ h pợ n ngồ độ

𝑐 = 100% v i kích th c h ớ ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tácằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5. . . . .55 3.10 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n tham s tr t t theo nhi t đ ị ể ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ thồ ị

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

bi u di n thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ể ễ ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 100% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...55

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

3.11 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể di n năng l ng theo nhi t đ ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di n nhi tồ ị ể ễ ệ dung 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 100% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5. . . . .56 3.12 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

di n tham s tr t t theo nhi t đ ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di nồ ị ể ễ thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ngườ h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 100% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng sằ ố t ng tác ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...57 3.13 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng l ng t i nhi t đ ượ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇 = 0.8790 cho tr ng h pườ ợ n ng đ ồ ộ 𝑐 = 100% v i ớ kích th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s ằ ố

t ngươ tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...57 3.14 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n năng l ng theo nhi t đ ị ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi uồ ị ể di nễ nhi t dung ệ 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 80% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5. . . . .58 3.15 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

di n năng l ng theo nhi t đ ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di n nhi tồ ị ể ễ ệ dung 𝐶� theo nhi tệ độ 𝑇 cho tr ngườ h pợ n ngồ độ 𝑐 = 80% v iớ

kích thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s tằ ố ương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 59 3.16 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

di n tham s tr t t theo nhi t đ ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di nồ ị ể ễ thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ngườ h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 80% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng sằ ố t ng tác ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...59 3.17 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng l ng t i nhi t đ ượ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇1 = 0.4684, 𝑇2 = 0.8320 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 80% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ngằ số t ngươ tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...60

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

3.18 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ th bi u di n năng l ng theo nhi t đ ị ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi uồ ị ể di nễ nhi t dung ệ 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 60% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5. . . . .60 3.19 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n tham s tr t t theo nhi t đ ị ể ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ thồ ị bi u di n thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ể ễ ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 60% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...61 3.20 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

di n năng l ng theo nhi t đ ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di n nhi tồ ị ể ễ ệ dung 𝐶� theo nhi tệ độ 𝑇 cho tr ngườ h pợ n ngồ độ 𝑐 = 60% v iớ

kích thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s tằ ố ương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 61 3.21 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng l ng t i các nhi t đ (a) ượ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇1 = 0.4076, (b)

𝑇2 = 0.4701, (c) 𝑇3 = 0.6010 cho trường h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 60% v i kích thớ ướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s tằ ố ương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5. . . . .62 3.22 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n năng l ng theo nhi t đ ị ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi uồ ị ể di nễ nhi t dung ệ 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5. . . . .63 3.23 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n tham s tr t t theo nhi t đ ị ể ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ thồ ị bi u di n thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ể ễ ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...63 3.24 K t qu mô ph ng ế ả ỏ MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uử ụ ậ ồ ị ể

di n năng lễ ượng theo nhi t đ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di n nhi tồ ị ể ễ ệ dung 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho trường h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 50% v iớ kích thướ hệ 𝑁�c = 123, các h ngằ số tươ tác 𝐽ng ‖ = 1.0, 𝐽⊥ =

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

−0.5.64

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

3.25 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể di n tham s tr t t theo nhi t đ ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di nồ ị ể ễ thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ngườ 3.27 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n năng l ng theo nhi t đ ị ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi uồ ị ể di nễ nhi t dung ệ 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5. . . . .66 3.28 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n tham s tr t t theo nhi t đ ị ể ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ thồ ị bi u di n thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ể ễ ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...67 3.29 K t qu mô ph ng ế ả ỏ MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uử ụ ậ ồ ị ể

di n năng lễ ượng theo nhi t đ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di n nhi tồ ị ể ễ ệ dung 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho trường h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v iớ kích thướ hệ 𝑁�c = 123, các h ngằ số tươ tác 𝐽ng ‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5.68

3.30 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể di n tham s tr t t theo nhi t đ ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di nồ ị ể ễ thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ngườ h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng sằ ố t ng tác ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...68 3.31 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng l ng t i các nhi t đ ượ 𝑈 ạ ệ ộ chuy n ể pha cho tr ngườ h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30%...70

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

3.32 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: Đ th bi u di nế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể ễ nhi t dung riêng ệ 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 trong các tr ng h pườ ợ n ng đ ồ ộ 𝑐 = 𝑁�/𝑁𝐿 thay đ i.ổ ...71 3.33 Đ th bi u di n tham s tr t t theo nhi t đ trong haiồ ị ể ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇

tr ng h p: t ng tác gi a hai phân t hai m t ph ng lânườ ợ ươ ữ ử ở ặ ẳ c nậ là t ngươ tác s tắ từ (ferro) và t ngươ tác ph nả s tắ từ (anti-ferro),

𝑐 =50%, 𝑁� = 123. . . .74

3.34 nhẢ ch p ụ tr ngạ thái các spin (các tr ngạ thái đ cượ bi uể di nễ b ngằ các màu khác nhau) trong tr ng h p t ng tác gi a haiườ ợ ươ ữ phân tử ở hai m tặ ph ngẳ lân c nậ là s tắ từ 𝐽⊥ = +0.5 t iạ nhi tệ độ cao

(

𝑇 𝑇 = 0.949 > 𝑇𝑐) v i ớ =50% 𝑐 và 𝑁� = 123...75 3.35 nhẢ ch p ụ tr ngạ thái các spin (các tr ngạ thái đ cượ bi uể di nễ

b ngằ các màu khác nhau) trong tr ng h p t ng tác gi a haiườ ợ ươ ữ phân tử ở hai m tặ ph ngẳ lân c nậ là s tắ từ 𝐽⊥ = +0.5 t iạ nhi tệ độ ngay

sau khi h b t đ u tan ch y ( ệ ắ ầ ả 𝑇 = 0.747) v i =50% và ớ 𝑐 𝑁� = 123.76 3.36 nh Ả ch p ụ tr ng thái các spin (các tr ng thái đ c bi u di n b ngạ ạ ượ ể ễ ằ

các màu khác nhau) trong tr ng h p t ng tác gi a hai phânườ ợ ươ ữ t hai m t ph ng lân c n là s t t ử ở ặ ẳ ậ ắ ừ 𝐽⊥ = +0.5 t i nhi t đ th pạ ệ ộ ấ v i ớ =50% 𝑐 và 𝑁� = 123...76 4.1 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n năng l ng theo nhi t đ ị ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi uồ ị ể di nễ nhi t dung ệ 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0. . . . .80 4.2 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n tham s tr t t theo nhi t đ ị ể ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ thồ ị bi u di n thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ể ễ ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho trường h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ngằ số tươ tác 𝐽ng ‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0...80 4.3 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

di n năng l ng theo nhi t đ ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di n nhi tồ ị ể ễ ệ dung 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0. . . .81

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

4.4 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể di n tham s tr t t theo nhi t đ ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di nồ ị ể ễ thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho trườ ng h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng sằ ố tương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0...82 4.5 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇1 = 0.7641 cho trường h pợ n ng đ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s ằ ố tươ tác 𝐽ng ‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0...82 4.6 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇2 = 0.8796 cho trường h pợ n ng đ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s ằ ố tươ tác 𝐽ng ‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0...83 4.7 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n năng l ng theo nhi t đ ị ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi uồ ị ể di nễ nhi t dung ệ 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0. . . . .84 4.8 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n tham s tr t t theo nhi t đ ị ể ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ thồ ị bi u di n thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ể ễ ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho trường h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ngằ số tươ tác 𝐽ng ‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0...84 4.9 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

di n năng l ng theo nhi t đ ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di n nhi tồ ị ể ễ ệ dung 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0. . . . .85 4.10 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

di n tham s tr t t theo nhi t đ ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di nồ ị ể ễ thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho trườ ng h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng sằ ố tương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0...85

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

4.11 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL. Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị b ố theo năng lượng t i các nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇1 = 0.7253 cho trườ ng h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng sằ ố tương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0...86 4.12 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL. Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng lượng t i các nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇2 = 0.7916 cho trườ ng h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng sằ ố tương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0...86 4.13 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL. Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng lượng t i các nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇3 = 0.8791 cho trườ ng h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng sằ ố tương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0...87 4.14 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.85. . . .88

4.15 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (ế ả ỏ ử ụ ậ a) Đ th năngồ ị l ngượ 𝑈 thay đ iổ theo nhi tệ độ 𝑇 , (b) Đồ thị nhi tệ dung riêng

𝐶� theo nhi t đ cho trệ ộ 𝑇 ường h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kíchớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s tằ ố ương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.85. . . . .88 4.16 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL. Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇1 = 0.7177 cho trường h pợ n ng đ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s ằ ố tươ tác 𝐽ng ‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.85...89 4.17 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL. Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇2 = 0.7753 cho trường h pợ n ng đ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s ằ ố tươ tác 𝐽ng ‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.85...89 4.18 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL. Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇3 = 0.8449 cho trường h pợ n ng đ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s ằ ố tươ tác 𝐽ng ‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.85...89

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

4.19 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (ế ả ỏ ử ụ ậ a) Đ th năngồ ị l ngượ 𝑈 thay đ iổ theo nhi tệ độ 𝑇 , (b) Đồ thị nhi tệ dung riêng

𝐶� theo nhi t đ cho trệ ộ 𝑇 ường h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kíchớ thướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s tằ ố ương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.85. . . .90

4.20 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: Đ thế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị hệ s ố khu ch ế tán theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.85. . . . .90 4.21 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (ế ả ỏ ử ụ ậ a) Đ th năngồ ị

l ngượ 𝑈 thay đ iổ theo nhi tệ độ 𝑇 , (b) Đồ thị nhi tệ dung riêng

4.22 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (ế ả ỏ ử ụ ậ a) Đ th thamồ ị số tr t t theo nhi t đ ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th s thăng giáng c aồ ị ự ủ tham s tr t t theo nhi t đ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.85. . . . .91 4.23 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: Đ th hàm phânế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị

b ố theo năng l ng t i các nhi t đ (a) ượ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇1 = 0.6695, (b)

𝑇2 = 0.7467, (c) 𝑇3 = 0.8318 cho trường h p n ng đ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích thớ ướ ệ 𝑁�c h = 123, các h ng s tằ ố ương tác 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.85. . . .94

4.24 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ th bi u di n năng l ng theo nhi t đ ị ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi uồ ị ể di nễ nhi t dung ệ 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 50% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.5. . . .95 4.25 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

di n năng l ng theo nhi t đ ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di n nhi tồ ị ể ễ ệ dung 𝐶� theo nhi t đ ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 50%

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.5. . . .95

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

4.26 𝑐 = 50%. K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL. Đ thế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị hàm phân b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇1 = 0.5916 v iớ các h ngằ số mô ph ngỏ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 , 𝑉0 = 0.5...96 4.27 𝑐 = 50%. K tế quả mô ph ngỏ MC sử d ngụ kỹ thu tậ WL. Đồ thị hàm phân b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇2 = 0.6607 v iớ các h ngằ số mô ph ngỏ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 , 𝑉0 = 0.5...96 4.28 𝑐 = 50%. K tế quả mô ph ngỏ MC sử d ngụ kỹ thu tậ WL. Đồ thị hàm phân b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇3 = 0.7398 v iớ các h ngằ số mô ph ngỏ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 , 𝑉0 = 0.5...97 4.29 K t qu mô ph ng MC s d ng thu tế ả ỏ ử ụ ậ toán Metropolis: (a) Đồ

th bi u di n năng l ng theo nhi t đ ị ể ễ ượ 𝑈 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi uồ ị ể di nễ nhi t dung ệ 𝐶� theo nhi t đ cho tr ng h p n ng đ ệ ộ 𝑇 ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích th c h ớ ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0,

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 1.0 . . . .97 4.30 K t qu mô ph ng MC s d ng thu t toán Metropolis: (a) Đế ả ỏ ử ụ ậ ồ

th bi u di n tham s tr t t theo nhi t đ ị ể ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ thồ ị bi u di n thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ể ễ ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho tr ng h p n ng đ ườ ợ ồ ộ 𝑐 = 30% v i kích ớ th c h ướ ệ 𝑁� = 123, các h ng s t ng tác ằ ố ươ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5...98 4.31 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

𝐽⊥ = −0.5, 𝑉0 = 0.5. . . . .98 4.32 K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL: (a) Đ th bi uế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị ể

di n tham s tr t t theo nhi t đ ễ ố ậ ự 𝑀 ệ ộ 𝑇 , (b) Đ th bi u di nồ ị ể ễ thăng giáng c a tham s tr t t theo nhi t đ 𝑇 ủ ố ậ ự ệ ộ 𝑇 cho trườ ng 4.34 𝑐 = 30%. K tế quả mô ph ngỏ MC sử d ngụ kỹ thu tậ WL. Đồ thị hàm phân b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇2 = 0.604178 v iớ

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

các h ngằ số mô ph ngỏ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 , 𝑉0 = 0.5...100

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

4.35 𝑐 = 30%. K t qu mô ph ng MC s d ng kỹ thu t WL. Đ thế ả ỏ ử ụ ậ ồ ị hàm phân b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇3 = 0.635270 v iớ các h ngằ số mô ph ngỏ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 , 𝑉0 = 0.5...100 4.36 𝑐 = 30%. K tế quả mô ph ngỏ MC sử d ngụ kỹ thu tậ WL. Đồ thị

hàm phân b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇4 = 0.656481 v iớ các h ngằ số mô ph ngỏ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 , 𝑉0 = 0.5...101 4.37 𝑐 = 30%. K tế quả mô ph ngỏ MC sử d ngụ kỹ thu tậ WL. Đồ thị

hàm phân b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇5 = 0.681227 v iớ các h ngằ số mô ph ngỏ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 , 𝑉0 = 0.5...101 4.38 𝑐 = 30%. K tế quả mô ph ngỏ MC sử d ngụ kỹ thu tậ WL. Đồ thị

hàm phân b ố theo năng lượng t i nhi t đ 𝑈 ạ ệ ộ 𝑇6 = 0.700268 v iớ các h ngằ số mô ph ngỏ 𝐽‖ = 1.0, 𝐽⊥ = −0.5 , 𝑉0 = 0.5...102

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Lý do ch n ọ đề tài

Tinh th l ng có m t kh p n i xung quanh cu c s ng c a chúng ta nhể ỏ ặ ở ắ ơ ộ ố ủ ư trong ch t nh y c a c sên, d u thô, ch t d o có đ b n cao, l p ph c a saoấ ầ ủ ố ầ ấ ẻ ộ ề ớ ủ ủ neutron, son mơi, màn hình tinh th l ng,... ể ỏ [1]. Màn hình tinh th l ng hi nể ỏ ệ đang ng d ng r ng rãi trong ngành thi t b đi n t nh dùng làm màn hìnhứ ụ ộ ế ị ệ ử ư qu ng cáo, máy tính, tivi, đi n tho i thơng minh,... ph c v cho công vi c vàả ệ ạ ụ ụ ệ gi i trí ả [2]. Nghiên c u c i ti n v công ngh tinh th l ng nh m t i u hóaứ ả ế ề ệ ể ỏ ằ ố ư ch c năng, hi u su t c a các thi t b đi n t v n đang đ c di n ra. Bênứ ệ ấ ủ ế ị ệ ử ẫ ượ ễ c nh đó, nhánh nghiên c u m r ng nh m khai thác các tính ch t đ c đáoạ ứ ở ộ ằ ấ ộ c a tinh th l ng cũng đang đ c di n ra sơi n i và có ti m năng trong m tủ ể ỏ ượ ễ ổ ề ộ s lĩnh v c nh nghiên c u v t li u t i quy mô phân t (nano-microố ự ư ứ ậ ệ ạ ử manipulation), ch t o v t li u m i (novel composite) hay công ngh sinhế ạ ậ ệ ớ ệ h c (biotechnology) ọ [3]. Trong t ng lai, ng d ng c a tinh th l ng sẽ đ cươ ứ ụ ủ ể ỏ ượ đa d ng hóa và ch t o là m t trong nh ng ngành công nghi p hàng đ u vàạ ế ạ ộ ữ ệ ầ ch ch t c a th k 21, đ ng th i nó cũng đòi h i các nhà khoa h c, các kỹ sủ ố ủ ế ỉ ồ ờ ỏ ọ ư ph i nghiên c u chuyên sâu v khoa h c và công ngh tinh th l ng.ả ứ ề ọ ệ ể ỏ

D a trên c u trúc phân t , c ch hình thành có th phân lo i tinh th l ngự ấ ử ơ ế ể ạ ể ỏ thành tinh th l ng thermotropic và tinh th l ng lyotropic ể ỏ ể ỏ [4]. Tinh th l ngể ỏ thermotropic là tinh th l ng bao g m các phân t có d ng khu n que ho cể ỏ ồ ử ạ ẩ ặ đĩa d t, các pha c a tinh th l ng thermotropic khác nhau hình thành khi thayẹ ủ ể ỏ đ i nhi t đ . Tinh th l ng lyotropic bao g m các phân t l ng c c, các phaổ ệ ộ ể ỏ ồ ử ưỡ ự tinh th l ng lyotropic khác nhau hình thành d a trên lo i n ng đ và lo iể ỏ ự ạ ồ ộ ạ dung môi.

Năm 1922, nhà tinh th ể h c ọ George Friedel [5] đã công b ố v ề cách phân lo i các pha khác nhau c a tinh th l ng thermotropic d a trên các quan sátạ ủ ể ỏ ự c uấ trúc quang h cọ d iướ kính hi nể vi đó là: pha nematic, pha smectic và pha

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

cholesteric (Hình 1). Cho đ n ế nay, áp d ng nhi u ph ng pháp th c nghi m,ụ ề ươ ự ệ chúng ta đã bi t cách phân lo i ế ạ này là hồn tồn chính xác. Đó chính là các pha c a tinh th l ng thermotropic, đ c phân bi t ủ ể ỏ ượ ệ b i ở s s p x p c a cácự ắ ế ủ phân t ,ử c uấ t oạ c aủ các phân tử và các t ngươ tác gi aữ các phân t .ử

Hình 1: Các pha tr ng thái c a tinh th l ng thermotropic: (ạủể ỏ a) Pha nematic, (b) Pha

smectic, (c) Pha cholesteric. Trong pha nematic, ch ỉ có các tr c dài c a các phân tụủửlà g n nh song song. ầưTrong pha smectic, các tr c dài c a các phân t song song ụủửvàcác phân t s p x p trong các m t ph ng. Cu i cùng, trong pha cholesteric, các phânử ắếặẳốt đ c s p x p thành t ng l p, m i l p đ c ử ượ ắếừớỗ ớượ xoay đ i ố v iớ các l p bên trên ớvà bênd i nó đ t o ra c u trúc xo n c. ướể ạấắ ố Tr t ậ t phân t tăng d n t pha nematic sang phaựửầ ừsmectic r iồ đ nế pha cholesteric.

Pha smectic đ c tìm th y là m t ch t l ng có đ nh t cao, các phân tượ ấ ộ ấ ỏ ộ ớ ử trong pha smectic đ c s p x p có tr t t và đ nh h ng chung (director)ượ ắ ế ậ ự ị ướ theo t ng l p, g n nh tách bi t nhau nh Hình ừ ớ ầ ư ệ ư 1b. Có nhi u lo i c u trúcề ạ ấ pha khác nhau c a pha smectic, đ c g i là các bi n th (polymorphism),ủ ượ ọ ế ể chúng đ cượ phân bi t b i s khác nhau v ki u s p x p c a các phân tệ ở ự ề ể ắ ế ủ ử trong cùng l pớ và góc đ nh h ng gi a m t ph ng l p v i đ nh h ng chungị ướ ữ ặ ẳ ớ ớ ị ướ c a các phân tủ ử l p đó. Kh o sát đ c tr ng c a c u trúc l p c a pha smecticớ ả ặ ư ủ ấ ớ ủ là m t lĩnh v cộ ự nghiên c u h p d n cho các nhà khoa h c, có th k đ n m tứ ấ ẫ ọ ể ể ế ộ s nghiên c u g nố ứ ầ đây nh : pha smectic n m trong không gian b gi i h n ư ằ ị ớ ạ [6, 7], kh o sát thamả s tr t t c a pha smectic ố ậ ự ủ [8], tính ch t đ ng h c c a màngấ ộ ọ ủ m ng smectic ỏ [9]. H p ch t c a pha smectic có ngu n g c t nhiên ho c đ cợ ấ ủ ồ ố ự ặ ượ đi u ch trongề ế phịng thí nghi m đ u th hi n các đ c tính c a tinh th l ngệ ề ể ệ ặ ủ ể ỏ trong m t ph mộ ạ vi nhi t đ nh t đ nh. Khi nhi t đ n m ngoài kho ng đó,ệ ộ ấ ị ệ ộ ằ ả các phân t c aử ủ pha smectic d i nh h ng c a ngu n nhi t b t đ u daoướ ả ưở ủ ồ ệ ắ ầ đ ng, d n đ n pháộ ẫ ế v các tr t t . Khi thay đ i nhi t đ , pha smectic có thỡ ậ ự ổ ệ ộ ể

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

x y ra m t s hi nả ộ ố ệ

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

t ng ượ chuy n ể pha nh : ư chuy n ể pha gi a các pha smectic, ữ chuy n ể pha smectic - nematic ho c ặ chuy n ể pha smectic sang pha isotropic.

Hi n t ng ệ ượ chuy n ể pha smectic - isotropic là chuy n ể pha t pha tinh thừ ể l ng sang pha l ng. Nghiên c u th c nghi m ỏ ỏ ứ ự ệ v ề hi n t ng ệ ượ chuy n ể pha smectic

- isotropic đã đ cượ th cự hi nệ trên nhi uề hệ khác nhau nh :ư từ các hệ sinh h cọ là các h tạ virus bán linh đ ngộ [10] đ nế khu nẩ colloidal [11] đ nế các hệ polyethers tinh thể l ngỏ [12] và các đ iạ phân tử hóa h cọ 12CB [13–15].

K t qu th c nghi m ế ả ự ệ v chuy n ề ể pha smectic - isotropic có d u n quanấ ấ tr ng ọ v i ớ c ng đ ng khoa ộ ồ h c ọ đ c T. ượ Stoebe và các c ng s công ộ ự b ố trên t pạ chí Physical Review Letters vào năm 1994 [16]. M c đích c a nghiên c u đóụ ủ ứ là kh o sát hi n t ng ả ệ ượ chuy n ể pha c a c u trúc màng m ng smectic có cơngủ ấ ỏ th c hóa ứ h c ọ H10F5MOPP và H8F7MOPP. K t qu nghiên c u c a ế ả ứ ủ Stoebe đã phát hi n ra hi n t ng tan ệ ệ ượ ch y ả đ c ộ đáo c a các màng smectic. Ban đ u m tủ ầ ộ nhóm các l p tan ớ ch y ả hay nói cách khác các phân t các l p đó m t tr t tử ở ớ ấ ậ ự v trí ị và tr t t đ nh h ng, sau đó t ng l p, t ng l p ti p theo tan ậ ự ị ướ ừ ớ ừ ớ ế ch y ả và phá v ỡ k t ế c u theo l p c a màng smectic đó. S l p tan ấ ớ ủ ố ớ ch y ả t l ỉ ệ v i ớ nhi tệ đ ộ chuy n ể pha theo quy lu t hàm s ậ ố mũ. Bên c nh đó các nghiên c u ạ ứ [13, 17] còn xác đ nh đ c ị ượ chuy n ể pha smectic - isotropic là chuy n ể pha lo i 1, ạ v i ớ sự cùng t nồ t iạ hai pha smectic và pha isotropic trong quá trình chuy nể pha.

Các nghiên c u đã phát hi n hi n t ng tan ch y theo l p c a pha smecticứ ệ ệ ượ ả ớ ủ cũng xu t hi n trên các h p ch t khác nh 4O.8 ấ ệ ợ ấ ư [18], 54COOBC [19], 8CB [20], F3MOCPF6H5OB và H5OCPH11OB [21] 4 - (hexyloxy)- 4 -(pentadecaf luorooctyloxy) phenyl ester [22], 12CB [23], d n đ n r t khó đ có th t ng ẫ ế ấ ể ể ổ quát hóa các k t qu nghiên c u.ế ả ứ

Đ gi i thích hi n t ng tan ch y c u trúc màng c a pha smectic cũng nhể ả ệ ượ ả ấ ủ ư c ch c a hi n t ng đó, các nghiên c u lý thuy t d a trên lý thuy tơ ế ủ ệ ượ ứ ế ự ế chuy n pha Landau-de Gennes ể [24,25]. Ý t ng chính c a lý thuy t Landau-ưở ủ ế de Gennes là t i lân c n đi m chuy n pha tham s tr t t c a h sẽ thay đ i.ạ ậ ể ể ố ậ ự ủ ệ ổ Tuy nhiên, tham s tr t t c a pha smectic đ c đ nh nghĩa r t khác nhauố ậ ự ủ ượ ị ấ trong các nghiên c u. Ngoài ra, các nghiên c u lý thuy t cũng t p trung vàoứ ứ ế ậ ki m ch ng m i quan h gi a s l p và nhi t đ chuy n pha.ể ứ ố ệ ữ ố ớ ệ ộ ể

Bên c nh đó đ gi i ạ ể ả thích c ơ ch ế c a hi n t ng tan ủ ệ ượ ch y ả theo l p, nghiênớ c u c a Geminard ứ ủ vào năm 1997 [26] và Pankartz vào năm 1999 [27] cho r ng nguyên nhân c a s tan ằ ủ ự ch y ả đó là do các quá trình hình thành pha m iớ

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

trong nhi t đ ng l c ệ ộ ự h c ọ và do khi m ế khuy t ế trong c u trúc tinh th . ấ ể Tuy nhiên

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

nghiên c u c a Dolganov ứ ủ vào năm 2022 [23] l i ạ cho r ng đó là do s bi nằ ự ế đ i c a ổ ủ b ề m t c a c u trúc màng. Do đó, các nghiên lý ặ ủ ấ thuy t ế v chuy n ề ể pha smectic - isotropic v n ẫ còn ch a th ng nh t ư ố ấ v ề tham s tr t t c a phaố ậ ự ủ smectic, cũng như gi iả thích cơ chế c aủ sự tan ch yả theo l p.ớ

V ề mô ph ng, ỏ vào năm 2020, GS. Hung T. Diep đã đ xu t mơ hình ề ấ Potts linh đ ng 6 tr ng thái đ mơ hình hóa các c u trúc pha smectic ộ ạ ể ấ [28]. Mơ hình này đã mơ t đ c s linh đ ng c a các phân t tinh th l ng. Nhóm nghiênả ượ ự ộ ủ ử ể ỏ c uứ đã sử d ngụ ph ngươ pháp mô ph ngỏ Monte Carlo v iớ thu tậ toán Metropolis đ kh o sát các hi n t ng ể ả ệ ượ chuy n ể pha smectic - isotropic. Đây là nghiên c u đ u tiên mô ph ng pha smectic b ng ph ng pháp mô ph ngứ ầ ỏ ằ ươ ỏ Monte Carlo th hi n đ c s linh đ ng c a các phân t tinh th l ng.ể ệ ượ ự ộ ủ ử ể ỏ Nghiên c u đã thi t l p thành công tr t t c a pha smectic b ng cách làmứ ế ậ ậ ự ủ ằ l nh h t pha isotropic. ạ ệ ừ Tuy nhiên, quá trình chuy n ể pha smectic - isotropic t i lân c n nhi t đ ạ ậ ệ ộ chuy n ể pha ch aư đ cượ mô tả th cự sự rõ ràng.

T nh ng phân tích trên, có th th y các nghiên c u v chuy n pha smecticừ ữ ể ấ ứ ề ể - isotropic v n ẫ còn m t s m t h n ch . Th nh t, h n ộ ố ặ ạ ế ứ ấ ạ ch ế v ề mơ hình lý thuy t cho ế pha smectic. Có th ể th y ấ hi n t ng ệ ượ chuy n ể pha smetic - isotropic đã đ c ti n hành trên nhi u h p ch t khác nhau b ng các ph ng phápượ ế ề ợ ấ ằ ươ th c nghi m, do ự ệ v y ậ chúng ta c n m t mơ hình lý ầ ộ thuy t ế t ng quát đ xácổ ể minh và t ng quát hóa các ổ k t ế qu th c nghi m. Th hai, là h n ả ự ệ ứ ạ ch ế v ề k tế qu nghiên c u. Ch a th c s có nghiên c u mơ ph ng nào mơ t b n ch tả ứ ư ự ự ứ ỏ ả ả ấ đ ng ộ h c ọ c a quá trìnhủ chuy n ể pha smectic - isotropic. Quá trình tan ch yả theo l pớ quan sát đ c trongượ th cự nghi m,ệ ch aư đ cượ mô tả trong b tấ kì nghiên c uứ mơ ph ngỏ nào.

Khi mà các ng d ng c a pha smectic trong kỹ thu t ứ ụ ủ ậ và công ngh ệ v nẫ đang ti p t c đ c nghiên c u. ế ụ ượ ứ Và các tính ch t ấ đ c ộ đáo c a pha smectic nóiủ chung và các pha tinh th l ng nói riêng th ng xu t hi n c trong vùng phaể ỏ ườ ấ ệ ả tinh th l ng ể ỏ và các vùng lân c n ậ chuy n ể pha. Đó chính là đ ng l c ộ ự thúc đ yẩ chúng tôi ti nế hành nghiên c uứ về pha smectic v iớ tiêu đ :ề Nghiên c uứ

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

tử trong pha smectic nh mằ mơ ph ngỏ q trình chuy nể pha c aủ tinh thể

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Trong lu n án ậ này, đ kh o sát hi n t ng ể ả ệ ượ chuy n ể pha smectic, chúng tôi sử d ng ph ng pháp mô ph ng Monte Carlo, mô hình nghiên c u là mơ ụ ươ ỏ ứ hình Potts linh đ ng 6 tr ng thái t ng t nh trong nghiên c u ộ ạ ươ ự ư ứ [28]. Đây là m tộ mơ hình th hi n đ c nh ng tính ch t đ c tr ng c a phân t tinh th l ng.ể ệ ượ ữ ấ ặ ư ủ ử ể ỏ Bên c nhạ đó, để kh cắ ph cụ nh cượ đi mể c aủ k tế quả nghiên c uứ tr c,ướ về ph ng pháp mô ph ng ươ ỏ chúng tôi đã c i ti n thu t toán Metropolis ả ế ậ và đ ngồ th i s d ng kỹ thu tờ ử ụ ậ Wang-Landau.

• Nghiên c u ứ v ề hi n t ng ệ ượ chuy n ể pha smectic c a tinh th l ng s d ngủ ể ỏ ử ụ mơ hình Potts.

• Nghiên c u ứ v ề hi n t ng ệ ượ chuy n ể pha smectic c a tinh th l ng s d ngủ ể ỏ ử ụ mơ hình Potts mở r ngộ có đóng góp c aủ thế năng Lennard-Jones.

C s khoa ơ ởh c ọ và th c ti n c a đ tàiựễủề

Đ nghiên c u các pha ể ứ và hi n t ng ệ ượ chuy n ể pha c a tinh th l ng, m tủ ể ỏ ộ trong nh ng cách ti p c n đó là mơ hình hóa tinh th l ng ữ ế ậ ể ỏ b i ở m t mơ hìnhộ spin và dùng các thu t tốn mơ ph ng Monte Carlo đ kh o sát mơ hìnhậ ỏ ể ả nghiên c u. T vi c tìm hi u ứ ừ ệ ể và t ng h p nh ng ổ ợ ữ k t ế qu nghiên c u ả ứ chuy nể pha smectic s d ng ph ng pháp mô ph ng Monte Carlo. Chúng tôi nh nử ụ ươ ỏ ậ th y, ấ các mơ hình spin hi n ệ nay v n ẫ còn đ n gi n, ch a mơ t đ c tính ch tơ ả ư ả ượ ấ đ c tr ng đó là s linh đ ng c a các phân t tinh th l ng. Bên c nh đó,ặ ư ự ộ ủ ử ể ỏ ạ thu t toán mô ph ng hi n t ng ậ ỏ ệ ượ chuy n ể pha ch a th c s t i u hóa. Xu tư ự ự ố ư ấ phát t c s th c ti n đó,ừ ơ ơ ự ễ chúng tôi ti nế hành nghiên c uứ này để gi iả quy tế

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

9 nh ngữ h nạ chế v aừ nêu.

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

B c c c a lu n ánố ụ ủậ

Lu n án có g m 2 ph n chính đ c trình ậ ồ ầ ượ bày trong 4 ch ng. Ph n 1 g mươ ầ ồ ch ng 1 ươ và ch ng 2, gi i thi u ươ ớ ệ v ề đ i t ng nghiên c u, mơ hình ố ượ ứ và ph ng pháp nghiên c u. Ph n 2 g m ch ng 3 ươ ứ ầ ồ ươ và ch ng 4, trình ươ bày về k t ế qu nghiên c u c a lu n án. N i dung các ch ng c th nh sau:ả ứ ủ ậ ộ ươ ụ ể ư

• Ch ng 1. ươ T ng ổ quan v ề tinh th l ng. Chúng tơi trình ể ỏ bày v ề tr ng tháiạ tinh thể l ng,ỏ phân lo iạ tinh thể l ngỏ và các pha tinh thể l ngỏ thermotropic. Đ ng th i, ồ ờ chúng tôi gi i thi u m t s ng d ng c a tinhớ ệ ộ ố ứ ụ ủ th l ng ể ỏ và tình hình nghiên c uứ chuy nể pha smectic c aủ tinh thể l ng.ỏ • Ch ng 2. Mơ hình ươ và ph ng pháp mô ph ng. M đ u ch ng ươ ỏ ở ầ ươ này,

chúng tôi gi i thi u ớ ệ v ề các mơ hình spin đ mô ph ng các h vi mô ể ỏ ệ và t pậ trung trình bày v ề mơ hình Potts linh đ ng ng d ng trong kh o sát tinhộ ứ ụ ả th l ng. Cu i cùng, ể ỏ ố chúng tôi sẽ gi i thi u ớ ệ v ề ph ng pháp mô ph ngươ ỏ Monte Carlo s d ng thu t toán Metropolis, các kỹ thu t bi u đ ử ụ ậ ậ ể ồ và kỹ thu t ậ Wang-Landau.

• Ch ng 3. Nghiên c u ươ ứ chuy n ể pha smectic - isotropic s d ng mô ử ụ hình Potts. Tr c ướ tiên, t nghiên c u c a GS H. T. Diep s d ng mơ hìnhừ ứ ủ ử ụ Potts linh đ ng thi t l p tr t t pha smectic, ộ ế ậ ậ ự k t ế qu mô ph ng ch a môả ỏ ư t rõ ràng ả k t ế qu trong th c nghi m. Chúng tơi lý gi i vì sao c n c iả ự ệ ả ầ ả ti n thu t toán mô ph ng ế ậ ỏ và s d ng các kỹ thu t nâng cao. Ti p theo,ử ụ ậ ế chúng tôi sẽ kh o sát ả chuy n ể pha smectic - isotropic theo kích th c,ướ n ng đ phânồ ộ tử và lo iạ t ngươ tác gi aữ các l pớ phân tử trong mơ hình. • Ch ng 4. Nghiên c u ươ ứ chuy n ể pha smectic - isotropic s d ng mơ ử ụ hình

Potts m r ng. Chúng tôi m r ng Hamiltonian thêm th năng Lennard-ở ộ ở ộ ế Jones. Chúng tơi kh o sát q trình ả chuy n ể pha smectic - isotropic trong mơ hình mở r ngộ này theo n ngồ độ và t ngươ tác Lennard-Jones.

• Cu i cùng là ph n ố ầ k t ế lu n bao g m các ậ ồ k t ế qu chính c a lu n án, đả ủ ậ ề xu t h ng nghiênấ ướ c u.ứ

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

1.1Gi i thi u ớệ v ề tinh thể l ngỏ

Tinh th l ng là pha trung gian gi a pha r n ể ỏ ữ ắ và pha l ng. Tinh th l ng thỏ ể ỏ ể hi n tính d h ng c a tinh th r n nh d h ng quang, d h ng đi n, dệ ị ướ ủ ể ắ ư ị ướ ị ướ ệ ị h ng t , nh ng l i có đ linh đ ng nh ch t l ng th hi n qua đ nh t, sướ ừ ư ạ ộ ộ ư ấ ỏ ể ệ ộ ớ ự ch y, ả không c t đ c ắ ượ và t o thànhạ gi t.ọ

Tài li u đ u tiên ghi nh n s phát hi n ra tinh th l ng đ c báo cáo ệ ầ ậ ự ệ ể ỏ ượ b iở nhà th c ự v t ậ h c ọ ng i ườ Áo Friedric Reinitzer, khi ông ti n hành xác đ nh nhi tế ị ệ đ nóng ộ ch y ả c a h p ch t cholesteryl benzoate ủ ợ ấ vào năm 1888 [29]. H pợ ch t h u c ấ ữ ơ này có d ng tinh th r n, màu tr ng nhi t đ phòng. ạ ể ắ ắ ở ệ ộ Trong khi đun nóng, ơng thu đ c hai đi m nhi t đ ượ ể ệ ộ chuy n ể pha. T i ạ đi m nhi t đ thể ệ ộ ứ nh t 145,5ấ ∘C (melting point - 𝑇��) ông thu đ c ch t l ng d ng ượ ấ ỏ ạ v n ẩ đ c. Khiụ ti p t c tăng nhi t đ , t i đi m nhi t đ th hai 178,5ế ụ ệ ộ ạ ể ệ ộ ứ ∘C (clearing point - 𝑇𝑐�) ch t l ng đó tr nên trong su t. S ki n ấ ỏ ở ố ự ệ thu đ c hai đi m nhi t đ ượ ể ệ ộ và ch t l ng ấ ỏ v n ẩ đ c đ c Reinitzer g i m u ụ ượ ử ẫ và th o lu n ả ậ k t ế qu ả này v i ớ giáo s ư v t ậ lý ng i Đ c Otto Lehmann ườ ứ [30]. Giáo s Lehmann kh o sát ch t l ngư ả ấ ỏ v n ẩ đ c b ng kính hi n vi phân c c cũng ụ ằ ể ự thu đ c ượ k t ế qu t ng t nh ả ươ ự ư k tế qu c a Reinitzer. T đó thu t ng “tinh th l ng” ra đ i chính là ả ủ ừ ậ ữ ể ỏ ờ ch ỉ ch tấ l ng ỏ v n ẩ đ c ụ và mô t m t tr ng thái m i c a ả ộ ạ ớ ủ v t ậ ch t. Cho đ n ấ ế nay các h pợ ch t tinh thấ ể l ngỏ đã đ cượ ngứ d ngụ r tấ r ngộ rãi trong khoa h cọ và công nghệ [31].

Sau khi phát hi n ra tinh th l ng ệ ể ỏ vào năm 1888, nghiên c u ứ v ề các pha c a tinh th l ng đ c ti p c n ban đ u b ng các ph ng pháp th c nghi mủ ể ỏ ượ ế ậ ầ ằ ươ ự ệ [30] b i ở Otto Lehmann, Daniel Vorlander và Georges Friedel, thu đ c r tượ ấ nhi u cácề k tế quả quan tr ngọ như cách phân lo iạ các c uấ trúc pha, phát

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

hi nệ ra hi nệ

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

1 t ng l ng chi t c a tinh th l ng.ượ ưỡ ế ủ ể ỏ

Nghiên c u ứ v ề pha và chuy n ể pha tinh th l ng đã có d u n l n trong gi iể ỏ ấ ấ ớ ả Nobel c a nhà ủ v t ậ lý ng i Pháp Pierre-Gilles de Gennes ườ vào năm 1991 [32]. Ông đã t ng quá hóa lý ổ thuy t ế chuy n ể pha Ginzburg-Landau [33] đ có th ápể ể d ng lý ụ thuy t ế Landau-de Gennes cho các h có c u trúc ph c t p h n, đ cệ ấ ứ ạ ơ ặ bi tệ là áp d ngụ cho các hệ tinh thể l ng.ỏ

a) Tinh th l ngể ỏ Thermotropic

Tinh thể l ngỏ thermotropic (Thermotropic LCs) đ cượ hình thành khi đun nóng m tộ h pợ ch tấ ở tr ngạ thái r n,ắ t nồ t iạ trong m tộ ph mạ vi nhi tệ độ nh tấ đ nhị nào đó. M t s Thermotropic LCs là para-Azyxonisole ộ ố (PAA), cholesteryl benzoate, 4 - (n-pentyl) - 4 cyanobiphenyl (5CB),...

Phân t hình thành nên Thermotropic LCs có chung tính ch t d h ngử ấ ị ướ (anisotropic). Đó là trong hình d ng phân t , tr c phân t (molecular axis) cóạ ử ụ ử đ dài khác hai tr c còn l i. C th , phân t có d ng hình khu n que (rod-ộ ụ ạ ụ ể ử ạ ẩ shaped) ho c d ng đĩa d t (disc-like) đ c minh h a trong Hình ặ ạ ẹ ượ ọ 1.1 và Hình 1.2.

Hình 1.1: Minh h a c u t o hóa h c phân t tinh th l ng hình khu n que ọ ấ ạọửể ỏẩ[34].

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

Hình 1.2: Minh h a c u t o hóa h c phân t tinh th l ng hình đĩa d t ọ ấ ạọửể ỏẹ [35].

Các phân t có hình d ng đ c bi t ử ạ ặ ệ này th ng có ườ chung m t đ nh h ngộ ị ướ g n nh song song ầ ư v i ớ nhau theo m t tr c nào đó đ c g i là tr t t đ nhộ ụ ượ ọ ậ ự ị h ng t m xa. ướ ầ T o ạ nên m t trong nh ng tính ch t u vi t c a các h p ch t ộ ữ ấ ư ệ ủ ợ ấ ở tr ng thái Thermotropic LCs đó là tính d h ng. Bên c nh đó, các phân tạ ị ướ ạ ử cũng có s s p x p tuân theo m t tr t t nh t đ nh nào đó, t o nên các phaự ắ ế ộ ậ ự ấ ị ạ c u trúc khác nhau c a Thermotropicấ ủ LCs.

Thermotropic LCs hình thành b i ở các phân t hình khu n que ử ẩ hay cịn g iọ là calamitics liquid crystal bao g m các pha c u trúc nh : nematic, smectic ồ ấ ư và cholesteric.

Hình 1.3: Minh h aọ pha nematic bao gồm các phân tử có chung đ nhị h ngướ ⃗� 1.

Pha nematic đ c đ t tên theo ti ng Hy L p là t ượ ặ ế ạ ừ nema có nghĩa là chu i,ỗ b t ngu n t hình nh các chu i quan sát d i kính hi n vi c a pha nematic.ắ ồ ừ ả ỗ ướ ể ủ Các phân t nematic đ c s p x p v trí ng u nhiên trong khơng gian. Tr cử ượ ắ ế ở ị ẫ ụ c a các phân t có th dao đ ng nh ng luôn đ nh h ng g n nh song songủ ử ể ộ ư ị ướ ầ ư

1