Phase Behavior of Magnetic Colloids in External Potentials

In dieser Arbeit wird mit kolloidalen Suspensionen der Einfluß von Substratpotentialen auf zweidimensionale (2D) Systeme und deren Phasenverhalten untersucht. Superparamagnetische Kolloidpartikel werden dazu äußeren periodischen Potentialen mit quadratischer und hexagonaler Geometrie ausgesetzt, die durch eine holographische Methode nach dem Prinzip der optischen Pinzette erzeugt werden. Bei abnehmender Partikelwechselwirkung ist eine Anzahl unterschiedlicher Strukturen zu beobachten, beispielsweise tritt ein Übergang von einer kommensurablen zu einer nicht kommensurablen Struktur auf. Diese Resultate stimmen qualitativ mit numerischen Simulationen zum Vortex-Melting auf periodischen Substratpotentialen überein. Darüber hinaus ist jedoch zu beobachten, daß unter gewissen Voraussetzungen stärkere Substratpotentiale nicht unbedingt zu einer besseren Lokalisierung der Zwischengitterpartikel führt.Im zweiten Teil der Arbeit wird das Schmelzverhalten eines kleinen, kreisförmigen Systems aus binären Partikeln untersucht. Dabei wird ein komplexer mehrstufiger Phasenübergang beobachtet, der eine starke Abhängigkeit von der jeweiligen Anzahl der beiden Partikelarten zeigt