Adsorcion de dímeros en terrazas (100) con interacciones a primeros y segundos vecinos

PHARES, A. J.; PASINETTI, P. M.; GRUMBINE, D. W. JR.; WUNDERLICH, F. J.

Mar del Plata (Buenos Aires)

Taller; 8o Taller Regional de Física Estadística y sus Aplicaciones a la Física de la Materia Condensada (TREFEMAC '09); 2010

Universidad Nacional de Mar del Plata

Se presenta un estudio de adsorción de dímeros sobre terrazas (100), de longitud infinita y ancho M, como en el caso de CO/Ni(100). Se explora el rango completo de energías de interacción a primeros y segundos vecinos, V y W. Las características ocupacionales {cubrimiento, número de primeros vecinos por sitio, número de segundos vecinos por sitio} y la entropía caracterizan el estado de adsorción del sistema. Para primeros vecinos atractivos (V > 0) hay dos series de diagramas de fase de baja temperatura, dependiendo de si M es par o impar. Ambas series coinciden en el límite de M infinito con una fase {1/2, 1/4, 0} no trivial y perfectamente ordenada, para W/V < -1/2. Para el caso V < 0, los diagramas de fase han sido obtenidos para valores de hasta M = 7 inclusive. En el límite de M infinito hay cuatro fases no triviales: {1/3, 0, 0}, {1/2, 1/4, 0}, {1/2, 0, 1/2} y {2/3, 1/3, 1}. Resultados previos que consideran solo interacciones a primeros vecinos, W = 0, y para V < 0, muestran la existencia de solamente dos fases: {1/2, 0, 1/2} y {2/3, 1/3, 1}. En el límite infinito y para V < 0, simulaciones de Monte Carlo y análisis de escaleo de tamaño finito fueron usados para estudiar el comportamiento crítico en función de la temperatura, analizando la capacidad calorífica y el parámetro de orden. Se muestra una estimación de la temperatura crítica para las distintas transiciones orden-desorden, como función de W/|V|. Se muestra también la relevancia de estos resultados para el estudio experimental.           The study of dimer adsorption on infinitely long, finite width M, (100) terraces, simulates the adsorption of particles that bind to two nearestneighbor sites, such as that of CO/Ni(100). It is conducted in the entire range of first- and second-neighbor interaction energies, V and W. The occupational characteristics {coverage, number of first-neighbors per site, number of second-neighbors per sites}, and the entropy characterize the state of the adsorption system. For attractive first-neighbors (V > 0) there are two series of low-temperature energy phase diagrams depending on whether M is even or odd. Both series coincide in the infinite-M limit, with one non-trivial and perfectly ordered phase {1/2, 1/4, 0} for W/V < −1/2.For repulsive first-neighbors, the phase diagrams are obtained for terraces up to and including M = 7. In the infinite-M limit, there are four non-trivial phases {1/3, 0, 0}, {1/2, 1/4, 0}, {1/2, 0, 1/2}, and {2/3, 1/3, 1}. All these are new results as past computations neglected second-neighbor interactions, and have been carried out for V < 0 showing the existence of only two phases {1/2, 0, 1/2}, and {2/3, 1/3, 1}. Here, in the infinite-M limit and for V < 0, Monte Carlo simulation and finite-size scaling are used for the study of the heat capacity as function of temperature, and estimate the critical temperature of the various order-disorder transitions as a function of W/|V |. The paper presents the relevance of these results to experimental observations.