带电胶体结晶过程及其亚稳态结构的形成

来源 :第十一届全国软物质与生命物质物理学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xianghh
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  研究物质结晶,探索并掌握其微观机制或机理,从而控制最终结晶的形态、结构和功能,对于物理、生物、化学、材料等领域都有着重要的意义。胶体是软物质领域的一个重要分支,它可以作为一种放大了的原子体系,来研究物质结晶的普适性规律[1]。本工作中,我们采用分子动力学模拟方法[2],观察并研究了带电胶体粒子的结晶动力学过程。尽管模拟总是在带电胶体相图的FCC 区域,但是结晶形成的结构为FCC、HCP 和BCC 混合物,而且在不同的热力学状态点下其比例也不相同。在大多数情况下,带电胶体结晶形成的结构,稳态的FCC 晶体占据主导;仅在极苛刻条件下,即需要满足较大的作用强度、较大的双电层厚度和足够小的压强,才能观察到大量亚稳态BCC 占主导。这与我们前期用反射光谱观察的带电胶体结晶实验结果相一致,即亚稳态BCC 存在着很窄的观察窗口[3]。另外,在所有的状态点(包括BCC 相区),带电胶体粒子结晶前总是先形成"前驱体"结构,而且这个"前驱体"具有高度的BCC 对称性,这也从一个侧面验证了结晶机制中的Ostwalds steprule[4]。
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