圆形受限盒中核-冠粒子的自组装

利用蒙特卡洛模拟，我们研究了二维下通过各向同性核-冠势相互作用并在圆形盒中受限的胶体粒子的组装。我们探索了低温下作为粒子数（$N$）和受限盒尺寸函数的结构多样性，发现了在平面无受限空间中未观察到的丰富图样。对于少量粒子（$N\le 6$），我们确定了给定盒尺寸下的零温最小能量构型，并针对 $N=4$ 的具体情况构建了作为温度和盒半径函数的相图。当粒子数较大（$N\ge 100$）时，我们区分了随着盒尺寸减小而朝向密堆积构型路径上出现的不同 regime，这些 regime 以分支点数量及其配位数的增加而表征。与受限硬盘的情况相反，尽管相互作用和受限均为各向同性，我们获得了具有出乎意料的高度各向异性特征的开放结构。我们的发现表明，受限核-冠粒子可作为一种合适的体系来设计具有高度复杂内部结构的粒子，其可作为层级组装中的构筑基元。