Colloidal model for epitaxial growth in one dimension
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Resumen en inglés
Through a one-dimensional colloidal model for epitaxial growth, we characterize the nucleation and aggregation processes occurring in a gap between adjacent islands. The timescales associated with deposition, diffusion, aggregation, and nucleation inside the gap are studied in terms of the parameters defining the interaction between colloidal particles. Numerical results from molecular dynamics (MD) simulations are compared with those from analytical models, and good agreement between both data sets is found. The analytical and numerical results for the timescales are used to calculate the associated rates to generate kinetic Monte Carlo (kMC) simulations, which allow exploring larger systems and longer timescales in comparison with MD simulations. The kMC simulations reproduce the global behavior of the densities of islands and monomers and the gap length distribution between adjacent islands.
Resumen en español
A través de un modelo coloidal unidimensional para crecimiento epitaxial, se caracterizaron los procesos de nucleación y agregación que ocurren en un espaciamiento entre islas adyacentes. Las escalas de tiempo asociadas con la deposición, difusión, agregación y nucleación dentro de un espaciamiento son estudiadas en términos de los parámetros que definen la interacción entre partículas coloidales. Los resultados numéricos de simulaciones de dinámica molecular (MD) son comparados con los dados por los modelos analíticos y se encuentra una buena concordancia entre ambos conjuntos de datos. Los resultados numéricos y analíticos para las escalas de tiempo se utilizan para calcular las tasas asociadas para generar simulaciones cinéticas de Monte Carlo (kMC), las cuales permiten explorar sistemas más grandes y escalas de tiempo más largas en comparación con las simulaciones MD. Mediante las simulaciones de kMC se logró reproducir el comportamiento global de las densidades de islas y monómeros, así como la distribución de la longitud de los espacios entre islas adyacentes.