带电界面处的空腔关联与电荷有序 onset：一种修正的 Poisson-Fermi 方法
软凝聚态物质
2024-09-24 v1
摘要
在带电界面紧邻区域内的电荷分层是一种广为人知的效应，在室温离子液体和浓类水电解质的实验与模拟中均有广泛报道。传统的 Poisson-Fermi (PF) 理论能够成功描述过拥挤效应，但即使在强耦合区域也无法重现电荷有序。目前仍缺乏能够研究这些重要界面现象之间相互作用的简单模型。为了弥补这一空白，我们在此提出一种修正的 PF (mPF) 方法，该方法能够捕捉 RTIL 典型的强耦合区域中的分层效应。该修正基于在测试粒子周围引入电荷空腔，简单地将排除体积效应扩展以纳入因粒子插入而伴随的电荷耗尽。研究表明，添加这一简单成分能够重现过屏蔽与电荷有序，从而将 PF 方法的预测能力扩展至强耦合区域。利用线性响应理论，我们能够基于两个特征长度研究电荷有序的出现：一个负责电荷分层的波长，以及一个屏蔽电荷振荡的阻尼长度。在高离子强度和强耦合下，系统转变为无阻尼电荷分层。当线性势的傅里叶分量的极点变为实数值时，发生这种转变。该判据允许我们在参数空间中识别转变线，从而界定防止过屏蔽电荷有序失稳的区域。
引用
@article{arxiv.2409.14642,
title = {Cavity correlations and the onset of charge ordering at charged interfaces: a modified Poisson-Fermi approach},
author = {Otávio David Braga and Thiago Colla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.14642},
year = {2024}
}