介电界面存在下的静电相互作用与极化诱导的同种电荷吸引
软凝聚态物质
2015-06-11 v3 计算物理
摘要
静电极化在许多纳米/微米尺度的物理系统中至关重要，例如胶体悬浮液、生物聚合物和纳米材料组装。极化势的计算需要一种求解三维泊松 (Poisson) 方程的高效算法。我们开发了一种有用的镜像电荷法，用于快速评估存在球形介电不连续性时的泊松方程格林函数。本文通过给出收敛性分析并开发一种粗粒化算法，对该方法进行了广泛研究。使用粗粒化可将镜像电荷的数量减少到十几个，幅度达 1-2 个数量级。我们利用该算法研究了不同介电环境中带同种电荷球体之间的相互作用力。我们发现尺寸和电荷的不对称性会导致同种电荷之间的吸引，这与现有结果一致。此外，我们研究了三体相互作用，发现存在外部界面时，相互作用力取决于界面的曲率，并表现出非单调的静电力行为。
引用
@article{arxiv.1210.6255,
title = {Electrostatic interaction in the presence of dielectric interfaces and polarization-induced like-charge attraction},
author = {Zhenli Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.6255},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 6 figures, some corrections addressed