均匀表面与化学条纹表面之间的临界 Casimir 力
统计力学
2013-11-27 v2 软凝聚态物质
摘要
最近的实验测量了浸没在接近连续分相相变的二元液体混合物中并暴露于化学结构化基底上的胶体所受的临界 Casimir 力。受这些实验启发，我们研究了一个属于 Ising 普适类的系统在薄膜几何结构下的临界行为，其中一面平面壁具有化学条纹，使得二元液体混合物的两种组分在横向交替具有吸附偏好，这通过表面场实现。对于相对的壁，我们交替采用均匀吸附偏好或均匀 Dirichlet 边界条件，后者在晶格模型中通过开放边界条件实现。通过平均场理论、Monte Carlo 模拟和有限尺寸标度分析，我们确定了作用在两个平行壁上的临界 Casimir 力及其相应的普适标度函数。我们表明，在条纹宽度远小于薄膜厚度的极限下，条纹表面上的系统有效地实现了 Dirichlet 边界条件，而这通常不适用于实际流体。此外，研究发现临界 Casimir 力是吸引还是排斥，取决于化学图案化表面的条纹宽度以及施加在相对表面上的边界条件。
引用
@article{arxiv.1303.6104,
title = {Critical Casimir forces between homogeneous and chemically striped surfaces},
author = {Francesco Parisen Toldin and Matthias Tröndle and S. Dietrich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.6104},
year = {2013}
}
备注
29 pages, 29 figures; v2: 29 pages, 31 figures, two new figures, added comparison with chemical-step estimates