均匀表面与化学阶梯表面之间临界 Casimir 力的线贡献

近期临界 Casimir 效应的实验实现是通过监测浸没在接近分相的二元液体混合物中并暴露于化学结构化基底上的胶体粒子而完成的。特别是，针对由具有周期性交替吸附偏好的条纹组成的表面（条纹之间形成化学阶梯），已测量了临界 Casimir 力。受这些实验的启发，我们在薄膜几何构型及 Ising 普适类范围内，分析了此类化学阶梯对临界 Casimir 力的贡献。通过 Monte Carlo 模拟、平均场理论和有限尺寸标度分析，我们确定了与单个孤立化学阶梯面对具有均匀吸附偏好或 Dirichlet 边界条件的表面时所产生的临界 Casimir 力贡献相关的普适标度函数。与先前的发现一致，这些结果使得人们能够计算薄膜几何构型下以及存在任意形状但较宽条纹时的临界 Casimir 力。在后一种极限情况下，该力分解为来自表面两个均匀部分的贡献与来自条纹间化学阶梯的贡献之和。我们通过将所得之和与存在化学条纹基底时的临界 Casimir 力实际模拟数据进行比较，评估了这种分解的有效性。