Study of unique structures and their formation processes formed by patchy particles-effects of anisotropies of interaction and particles shape

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K03782
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Sato Masahide 金沢大学, 学術メディア創成センター, 教授 (20306533)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 良尚 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (60325248)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: パッチ粒子 / コロイド結晶

Outline of Final Research Achievements

Patchy particles form unique structures due to patch-derived anisotropic interactions and are anticipated as materials for photonic crystals.While research on the structures formed by patchy particles is advancing, the understanding of the formation process remains incomplete. Furthermore, patchy particles are not necessarily spherical, as there may be a mixture of anisotropy from patches and anisotropy from particle shape. Therefore, this study focuses on the impact of the anisotropy of interactions due to patches and the anisotropy of particle shape resulting from non-spherical particles on the structures formed by patchy particles. We aim to elucidate the structure formation process of patchy particles through simulations and attempt to create large, high-quality crystals through experimentation

Free Research Field

物性基礎

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コロイド粒子は，波長程度の大きさを持つことからフォトニック結晶の材料として期待されている。特に，ダイヤモンド構造が完全フォトニックバンドを持つ構造を形成することができることから，いかにダイヤモンド構造を形成するかが目下の課題の一つである。パッチ粒子は，パッチの数や位置を制御することにより，様々な構造を作成することが可能であり，容易に求められる構造を作れる可能性がある。本研究は，パッチ粒子を利用したフォトニック結晶の基礎研究として非常に重要である。