图案化磁性基底上胶体输运的计算机模拟

我们利用动力学蒙特卡罗和布朗动力学计算机模拟，研究了顺磁性胶体颗粒在图案化磁性基底上的输运。平面基底上装饰有平行或锯齿形条纹排列的点偶极子，并暴露于随时间振荡的额外外加磁场中。对于平行条纹的情况，我们发现颗粒电流的大小和方向由外加磁场的倾斜角控制。该效应在温度与磁导率的较宽比值范围内均可稳定获得。只有当外加磁场的振荡周期大于临界值时，才能实现颗粒输运。对于锯齿形条纹的情况，利用垂直于基底的振荡外加磁场可获得电流。在这种情况下，输运仅发生在锯齿形的顶点处，从而产生狭窄的颗粒流。发现颗粒电流的大小和方向由锯齿角和胶体与基底之间距离的组合控制。Metropolis蒙特卡罗和布朗动力学模拟预测的结果彼此吻合良好。利用动力学蒙特卡罗，我们发现高密度下颗粒输运受到阻塞的阻碍。