Force dependence of energy barriers in atomic friction and single-molecule force spectroscopy: critique of a critical scaling relation
Force dependence of energy barriers in atomic friction and single-molecule force spectroscopy: critique of a critical scaling relation
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原子摩擦和单分子力谱中能垒的力依赖性：对临界标度关系的批判
DOI：
10.1088/0953-8984/27/12/125004
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
P. Reimann
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Evstigneev;P. Reimann
摩擦力显微镜和单分子力谱是通过可控地降低相邻势垒之间的势垒来探索多稳态能量景观的实验方法。这影响了系统的状态间转移率，与e−ΔE(F)/k B T成正比，其中ΔE(F)是势垒高度，k B T是热能，f是施加的弹性力。通常认为，在大力作用下，势垒高度的比例为(f c−f)3/2，其中f c是使势垒消失的临界力。我们证明，对于有限刚度κ的拉力装置所产生的弹性力，这种标度关系实际上是不正确的。相反，势垒是力的双值函数，其形式为
Friction force microscopy and single-molecule force spectroscopy are experimental methods to explore multistable energy landscapes by means of a controlled reduction of the energy barriers between adjacent potential minima. This affects the system's interstate transition rates proportional to e− ΔE (f)/k B T, with ΔE (f) being the barrier height, k B T the thermal energy, and f the elastic force applied. It is often assumed that, at large forces, the barrier height scales as (f c− f) 3/2, where f c is the critical force, at which the barrier vanishes. We show that, for the elastic forces produced by a pulling device of finite stiffness κ, this scaling relation is actually incorrect. Rather, the barrier is a double-valued function of force of the form
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--
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P. Reimann
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