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Two-dimensional complex (dusty) plasma with active Janus particles

Nosenko, Volodymyr (2022) Two-dimensional complex (dusty) plasma with active Janus particles. Physics of Plasmas, 29, Seiten 123701-1. American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/5.0121734. ISSN 1070-664X.

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Offizielle URL: https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0121734

Kurzfassung

A two-dimensional complex plasma containing active Janus particles was studied experimentally. A single layer of micrometer-sized plastic microspheres was suspended in the plasma sheath of a radio-frequency discharge in argon at low pressure. The particle sample used was a mixture of regular particles and Janus particles, which were coated on one side with a thin layer of platinum. Unlike a suspension consisting of regular particles only, the suspension with inclusion of Janus particles did not form an ordered lattice in the experimental conditions used. Instead, the particles moved around with high kinetic energy in a disordered suspension. Unexpectedly, the mean kinetic energy of the particles declined as the illumination laser power was increased. This is explained by the competition of two driving forces, the photophoretic force and the oppositely directed ion drag force. The mean-squared displacement of the particles scaled as t^α with α = 2 at small times t indicating ballistic motion and α = 0.56±0.27 at longer times due to the combined effect of the Janus particle propensity to move in circular trajectories and external confinement.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191674/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Two-dimensional complex (dusty) plasma with active Janus particles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Nosenko, VolodymyrV.Nosenko (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Dezember 2022
Erschienen in:Physics of Plasmas
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:29
DOI:10.1063/5.0121734
Seitenbereich:Seiten 123701-1
Verlag:American Institute of Physics (AIP)
ISSN:1070-664X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:complex plasma, dusty plasma, active matter, Janus particles
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Modellsysteme
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente
Hinterlegt von: Nosenko, Volodymyr
Hinterlegt am:06 Dez 2022 07:30
Letzte Änderung:06 Dez 2022 07:30

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