https://doi.org/10.15407/jopt.2016.51.135
Optoelectron. Semicond. Tech. 51, 135-142 (2016)
E.G. Manoilov, S.A. Kravchenko, B.A. Snopok
METHODOLOGY IN OBJECT-ORIENTED MODELING THE ADSORPTION PROCESSES: THE FEATURES OF DYNAMICS FORMATION AND SPATIAL SELF-ORGANIZATION OF SURFACE STRUCTURES
Within the concept of object-oriented modeling evolution of complex statistical ensembles, the features of formation dynamics and spatial self-organization of 2D-dimensional structures on a solid surface for different modes of irreversible anisotropic monolayer adsorption have been considered. The algorithm taking into account the dependences of probabilities of particle-surface binding on the number of adjacent particles and their arrangement has been developed. The correlation between the mode of irreversible adsorption, adsorption kinetic characteristics and type of self-organized structures on the surface has been ascertained. The obtained results can be used for modeling the adsorption process, developing the optoelectronic sensitive elements in chemical sensors, studying epitaxial growth kinetics, catalysis etc.
Keywords: object-oriented modeling, monomolecular adsorption, adsorption kinetics, self-organization.
References
1. Baxter R.J. Exactly Solved Models in Statistical Mechanics. London: Academic Press, 1989. 502 p.
2. Lavis D., Bell G. Statistical Mechanics of Lattice Systems. Theoretical and Mathematical Physics. London: Willey, 1999. 334 p.
https://doi.org/10.1007/978-3-662-03843-7
3. Binder K., Landau D. P. Capillary condensation in the lattice gas model: A Monte Carlo Study. J. Chem. Phys. 1992. 96. P. 1444-1454.
https://doi.org/10.1063/1.462180
4. Gunton J.D., Kaski K. Kinetics of island growth in models of physisorbed and chemisorbed systems. Surf. Sci. 1984. 144. P. 290-296.
https://doi.org/10.1016/0039-6028(84)90722-2
5. Bartelt M.C., Privman V. Kinetics of irreversible adsorption of mixtures of pointlike and fixed-size particles: Exact results. Phys. Rev. A. 1991. 44. P. R2227(R).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.44.R2227
6. Solomon H., Weiner H. A review of the packing problem. Communications in Statistics. Theory and Methods. 1986. 15. P. 2571-2607.
https://doi.org/10.1080/03610928608829274
7. Evans J.W. Rev. Mod. Phys. 1993. 65. P. 1281-1329.
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.65.1281
8. Stanley H.E., Ostrowsky N. Correlations and Connectivity. Geometric Aspects of Physics, Chemistry and Biology. Dordrecht: NATO, ASI Series, 1990. 188. 326 p.
https://doi.org/10.1007/978-94-009-2157-3
9. Snopok B.A. Nonexponential kinetics of surface chemical reactions. Theoretical and Experimental Chemistry. 2014. 50, No. 2. P. 67-95.
https://doi.org/10.1007/s11237-014-9351-0
10. Snopok B.A. Fiziko-tehnologichni principi pobudovi biohimichnih sensoriv i sistem analizu skladnih bagatokomponentnih seredovish: avtoref. dis. … d-ra fiz.-mat. nauk. Kiyiv, 2016. 44 s. (in Ukrainian)
Э.Г. Манойлов, С.А. Кравченко, Б.А. Снопок
МЕТОДОЛОГИЯ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ АДСОРБЦИИ: ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ САМООРГАНИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СТРУКТУР
В рамках концепции объектно-ориентированного моделирования эволюции сложных статистических ансамблей рассмотрены особенности динамики формирования и пространственной самоорганизации 2D-размерных структур на твердой поверхности для различных режимов необратимой анизотропной мономолекулярной адсорбции. Разработан алгоритм, учитывающий зависимости вероятностей связывания частиц на поверхности от числа частиц-соседей и их взаимного положения. Установлена взаимосвязь между режимом необратимой адсорбции, кинетическими характеристиками процесса адсорбции и видом самоорганизованных структур на поверхности. Полученные результаты могут быть использованы для моделирования процессов адсорбции, кинетики эпитаксиального роста, разработки оптоэлектронных чувствительных элементов химических сенсоров, исследования закономерностей процесса катализа и т.п.
Ключевые слова: объектно-ориентированное моделирование, мономолекулярная адсорбция, кинетика адсорбции, самоорганизация.