Cinética de la deposición aleatoria e irreversible en multicapas de Varillas semirrígidas rectas en redes lineales y cuadradas

Abstract

La deposición y el consecuente proceso de crecimiento de superficies son de gran importancia e indispensable en la tecnología actual. Los modelos de adsorción por deposición sobre redes regulares han sido útiles para estudiar la adsorción física y los procesos de crecimiento. En teoría, se espera que exista un pequeño número de leyes que determinen la configuración y cinética de crecimiento de una superficie. A partir de estas leyes esenciales, es posible describir el detalle microscópico del sistema con modelos discretos de crecimiento que imitan las propiedades físicas esenciales. En este trabajo hemos estudiado la cinética de deposición irreversible en multicapas de varillas semirrígidas rectas sobre redes lineales y cuadradas mediante simulaciones de Monte Carlo y consideraciones analíticas. El crecimiento de la superficie se realiza siguiendo un mecanismo de adsorción secuencial aleatorio generalizado, donde los objetos depositados pueden adsorberse formando multicapas. Los resultados de nuestras simulaciones muestran que la rugosidad evoluciona en el tiempo siguiendo dos comportamientos diferentes: un “régimen de crecimiento homogéneo” en tiempos iniciales, donde las alturas de las columnas aumentan homogéneamente, y un “régimen de crecimiento segmentado” en tiempos prolongados, donde la fase adsorbida está segmentado en columnas de crecimiento activo y sitios inactivos sin crecimiento. En estas condiciones, se estudia el crecimiento superficial generado por la deposición de partículas de diferentes tamaños. En tiempos prolongados, la rugosidad de los sistemas aumenta linealmente con el tiempo, con exponente de crecimiento β = 1, en variación con una deposición aleatoria de monómeros que presenta un comportamiento sublineal (β = 1/2). El comportamiento lineal se debe al proceso de crecimiento segmentado, como mostramos utilizando un modelo analítico simple.