J. Physique Lett. 45, 1137-1143 (1984)
DOI: 10.1051/jphyslet:0198400450230113700

Two-dimensional aggregation and crystallization of a colloidal suspension of latex spheres

P. Richetti, J. Prost et P. Barois

Centre de Recherche Paul Pascal, Domaine Universitaire, 33405 Talence Cedex, France

Abstract
We present experimental investigations of two-dimensional crystallization of calibrated Brownian spheres in water. The interaction monitored by an external AC electric field is attractive in a wide range of frequency and leads to a clustering of fractal crystallites. The fractal dimension of the structure is measured to be D = 1.74 ± 0.05 in good agreement with the theory of dynamical clustering of clusters. Melting occurs upon increasing frequency and is continuous via a phase of hexatic symmetry as seen by light scattering.

Résumé
Nous présentons une étude expérimentale de cristallisation bidimensionnelle de sphères de latex calibrées, Browniennes en suspension dans l'eau. L'interaction, contrôlée par un champ électrique alternatif, s'avère attractive dans une large gamme de fréquence. Elle conduit à un phénomène d'agrégation de cristallites fractals. La dimension fractale mesurée D = 1,74 ± 0,05 est en bon accord avec la théorie d'agrégation dynamique des amas. La fusion continue des cristallites intervient lorsque la fréquence augmente. La diffusion de la lumière montre alors l'existence d'une phase intermédiaire de symétrie hexatique.

PACS
0540 - Fluctuation phenomena, random processes, and Brownian motion.
6470D - Solid liquid transitions.
8270D - Colloids.
8270K - Emulsions and suspensions.

Key words
Brownian motion -- colloids -- crystallisation -- fractals -- organic compounds -- suspensions -- melting -- aggregation -- crystallization -- colloidal suspension -- latex spheres -- two dimensional -- calibrated Brownian spheres -- external AC electric field -- fractal crystallites -- hexatic symmetry -- light scattering