多价电解质中双极纳米孔的整流：电荷反号与强离子关联效应
软凝聚态物质
2020-11-25 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
双极纳米孔由于纳米孔壁上的电荷分布不对称而具有强大的整流特性。具体而言，双极纳米孔沿孔轴具有正与负表面电荷。若纳米孔半径远小于电解质的屏蔽长度，则阳离子与阴离子在各自区域均有耗尽区，此时整流很强。这些耗尽区的深度对外部电压的符号敏感。本工作中，我们关注由于多价离子与大表面电荷的存在所导致的强离子关联（离子之间以及离子与表面电荷之间）的影响。我们表明强离子关联引起同离子的泄漏，这是一种平均场理论中所不存在的现象。在此建模研究中，我们同时使用平均场 Poisson-Nernst-Planck（PNP）理论与一种粒子模拟方法——局域平衡蒙特卡洛（LEMC），以表明过充电与电荷反号等现象无法由 PNP 重现，而 LEMC 能够产生电流与整流随表面电荷强度变化的非单调依赖关系。
引用
@article{arxiv.2011.07404,
title = {Rectification of bipolar nanopores in multivalent electrolytes: effect of charge inversion and strong ionic correlations},
author = {Dávid Fertig and Mónika Valiskó and Dezső Boda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.07404},
year = {2020}
}