Binäre kolloidale Suspensionen in eingeschränkter Geometrie

In dieser Arbeit wird der Einfluss eines äußeren Potentials auf das Kristallisations- und Schmelzverhalten eines kleinen, kreisförmigen, zweidimensionalen Systems aus binären Kolloid-Partikeln untersucht. Die Kolloide sind superparamagnetisch; die Stärke ihrer repulsiven Wechselwirkung wird über ein externes Magnetfeld eingestellt. Das System ist binär bezüglich der Magnetisierung, des Gewichts und der Größe der Partikel. Die laterale, kreisförmig einschränkende Geometrie wird mit TEM-Netzchen hergestellt. Mittels Videomikroskopie und Bildverarbeitungsprogrammen werden die Koordinaten jedes Partikels bestimmt, so dass sich die Trajektorien bestimmen lassen.Die Systeme werden durch den sogenannten Plasmaparameter Γ charakterisiert, der die Wechselwirkung aller Teilchen, ihre Abstände und die Partikelanzahl berücksichtigt. Der Plasmaparameter ist vergleichbar einer inversen Systemtemperatur.Es wird ein mehrstufiger Schmelzprozess festgestellt. Die Struktur und die Dynamik der Partikel wird stark vom kreisförmigen Harte-Wand -Potential beeinflusst. So ordnen sich die großen Kolloide in einer Schalenstruktur an, die je nach Partikelzahl und Anzahlverhältnis der großen zu den kleinen Teilchen variiert. Das Schmelzverhalten ist nicht nur von diesem Anzahlverhältnis sondern auch von der genauen Verteilung der Kolloide abhängig.Weiter wird das mittlere Verschiebungsquadrat (MSD) für kleine Teilchen vorgestellt. Diese befinden sich im System gerade auf Plätzen, die zwischen zwei Schalen der großen Partikel liegen. Je höher das Magnetfeld ist, desto stärker ist die Wechselwirkung der Partikel untereinander, desto niedriger ist der Plateauwert des MSD, weil die Teilchen immer besser lokalisiert sind.Die kleinen Partikel beeinflussen auch die Schalenstruktur der großen. Es bilden sich Schalen der großen Teilchen mit anderen Anzahle