Phasenverhalten magnetischer Kolloide in äußeren Potentialen
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In dieser Arbeit wird mit kolloidalen Suspensionen der Einfluß von Substratpotentialen auf zweidimensionale (2D) Systeme und deren Phasenverhalten untersucht. Superparamagnetische Kolloidpartikel werden dazu äußeren periodischen Potentialen mit quadratischer und hexagonaler Geometrie ausgesetzt, die durch eine holographische Methode nach dem Prinzip der optischen Pinzette erzeugt werden. Bei abnehmender Partikelwechselwirkung ist eine Anzahl unterschiedlicher Strukturen zu beobachten, beispielsweise tritt ein Übergang von einer kommensurablen zu einer nicht kommensurablen Struktur auf. Diese Resultate stimmen qualitativ mit numerischen Simulationen zum Vortex-Melting auf periodischen Substratpotentialen überein. Darüber hinaus ist jedoch zu beobachten, daß unter gewissen Voraussetzungen stärkere Substratpotentiale nicht unbedingt zu einer besseren Lokalisierung der Zwischengitterpartikel führt.
Im zweiten Teil der Arbeit wird das Schmelzverhalten eines kleinen, kreisförmigen Systems aus binären Partikeln untersucht. Dabei wird ein komplexer mehrstufiger Phasenübergang beobachtet, der eine starke Abhängigkeit von der jeweiligen Anzahl der beiden Partikelarten zeigt.
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache
The phase behavior of two-dimensional paramagnetic colloidal systems on periodic pinning arrays is investigated in square and hexagonal geometry. The pinning arrays were created by a holographic optical tweezers technique. When the particle interaction strength is decreased, a transition from an incommensurate to a commensurate solid is observed. At even smaller pair potentials, the interstitial particles start to melt whereas the particles at the substrate pinning sites are still localized. These results are in qualitative agreement with recent numerical studies on vortex melting in periodic pinning arrays. Furthermore it is shown that within certain limits, stronger substrate potentials do not necessarily lead to an increased localization of interstitial particles.
In a second part an investigation of the melting behavior of a binary system of paramagnetic particles in circular cavities is shown. This rather complex multi-stage melting process strongly depends on the particle numbers of the two species.
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ISO 690
MANGOLD, Konrad, 2005. Phasenverhalten magnetischer Kolloide in äußeren Potentialen [Dissertation]. Konstanz: University of KonstanzBibTex
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