Dinâmica de superfície na deposição de partículas de diferentes tamanhos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em FísicaEstudamos o crescimento de superfícies formadas pela deposição de partículas de diferentes tamanhos. Propomos um modelo onde as partículas são agregadas em um substrato inicialmente plano, fazendo aparecer após certo tempo, uma interface rugosa e um volume bastante poroso. Utilizando simulações de Monte Carlo, depositamos misturas de partículas de diversos tamanhos bem como partículas idênticas em um substrato inicialmente plano. No caso da deposição de partículas de diferentes tamanhos, as mesmas são selecionadas de uma distribuição de Poisson, onde a variação de tamanho é de cerca de uma ordem de grandeza. Já os depósitos obtidos por partículas idênticas, somente são consideradas partículas maiores do que um parâmetro de rede. Em ambos os casos, as partículas são depositadas seguindo as mesmas regras do modelo de deposição aleatória, porém, neste trabalho, permitimos que as partículas possam ser refletidas pela superfície e, dessa forma, não serem agregadas ao substrato. Determinamos os expoentes usuais no estudo de deposição de partículas, ou seja, os expoentes de rugosidade, de crescimento e o dinâmico (a, ß e z), respectivamente. Também estudamos a porosidade do volume formado, determinando a porosidade global P em função do tamanho da partícula e o correspondente expoente de escala ? para redes em uma e duas dimensões. Os resultados de nossas simulações sugerem que a evolução temporal da rugosidade de superfície apresenta três comportamentos distintos. Nos tempos iniciais, o modelo apresenta um comportamento similar ao do modelo de deposição aleatória. Para tempos intermediários, observamos que a rugosidade de superfície cresce mais suavemente, e finalmente, para tempos longos, atinge o regime de saturação. O estudo do volume formado pela deposição de partículas de diferentes tamanhos nos mostra que a porosidade cresce muito rapidamente nos instantes iniciais, atingindo também um regime de saturação. Com exceção do caso em que as partículas depositadas têm o mesmo tamanho da célula unitária do substrato, a largura de interface e a porosidade correspondente sempre atingem um valor limite para tempos longos