Crecimiento superficial
En matemáticas y física , el crecimiento de la superficie se refiere a los modelos utilizados en el estudio dinámico del crecimiento de una superficie, generalmente mediante una ecuación diferencial estocástica de un campo .
Se estudian por sus propiedades fractales , comportamiento de escala , exponentes críticos , clases de universalidad y relaciones con la teoría del caos , sistema dinámico , sistemas no equilibrados / desordenados / complejos.
Kinetic Monte Carlo (KMC) es una forma de simulación por computadora en la que los átomos y las moléculas pueden interactuar a una velocidad determinada que podría controlarse basándose en la física conocida . Este método de simulación se utiliza normalmente en la industria microeléctrica para estudiar el crecimiento de la superficie de los cristales y puede proporcionar modelos precisos de morfología de la superficie en diferentes condiciones de crecimiento en escalas de tiempo que suelen oscilar entre microsegundos y horas. Métodos experimentales como microscopía electrónica de barrido (SEM) , difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión (TEM) , y otros métodos de simulación por computadora como dinámica molecular (MD) y simulación Monte Carlo (MC) son ampliamente utilizados.
Primero, el modelo intenta predecir dónde aterrizaría un átomo en una superficie y su velocidad en condiciones ambientales particulares, como la temperatura y la presión de vapor. Para aterrizar en una superficie, los átomos deben superar la llamada barrera de energía de activación. La frecuencia de paso a través de la barrera de activación puede calcularse mediante la ecuación de Arrhenius :
Cuando los átomos aterrizan en una superficie, hay dos posibilidades. Primero, se difundirían en la superficie y encontrarían otros átomos para formar un cúmulo, que se analizará a continuación. En segundo lugar, podrían desprenderse de la superficie o del llamado proceso de desorción . La desorción se describe exactamente como en el proceso de absorción , con la excepción de una barrera de energía de activación diferente.