Simulación computacional del reemplazo galvánico de Cu por Pt sobre Au(111).

M. CECILIA GIMÉNEZ; OSCAR A. OVIEDO; EZEQUIEL P. M. LEIVA

Merlo, San Luis.

Congreso; 100 Reunión de la Asociación Física Argentina.; 2015

AFA - Universidad Nacional de San Luis.

Antecedentes: Se ha estudiado experimentalmente el reemplazo galvánico de una monocapa de Cu previamente adsorbida mediante deposición a subpotenciales sobre una superficie de Au(111), por átomos de Pt [1]. Seencontró que cada 4 átomos de Cu que salen, entra uno de Pt. Por lo tanto, a partir de un grado de cubrimiento inicial θ Cu = 1 se obtiene un cubrimiento final θ P t = 0,25. Los adátomos de Pt pueden difundir sobre la superficie y se observa la formación de islas de este metal sobre la misma.En el presente trabajo, mediante simulaciones de Monte Carlo dinámico, se estudió el reemplazo de  átomos de Cu por  átomos de Pt y la difusión de todas las partículas sobre una superficie de Au(111). La superficie se modela mediante una red de L sitios, con dos subredes: la correspondiente a los sitios hcp y la correspondiente a los sitios fcc, con condiciones de contorno periódicas. Se generan los sitios de acuerdo ala geometría de la cara (111) del metal y luego se realiza una correspondencia uno a uno entre cada sitio y la componente de un vector unidimensional que almacena el estado de ocupación de cada sitio (0 si está vacío, 1 si está ocupado por un  átomo de Cu y 2 si está ocupado por un  átomo de Pt).Para calcular las energías se utilizó el método del  átomo embebido (EAM) [2]. El mismo tiene en cuenta el efecto de muchos cuerpos, por lo que representa el enlace metálico mejor que un potencial de a pares.La energía de activación, Ea , del proceso de difusión inducido térmicamente se obtiene usando la conocida relación de la teoría del estado de transición armónica. Esto se interpreta como la diferencia entre el máximo y el mínimo en la curva de energía potencial a lo largo de la coordenada de reacción (difusión) de un  átomo que vibra a una frecuencia ν en un modelo de potencial armónico alrededor del sitio. De modo que la velocidad de difusión se calculó como v= νexp(−E a /kT ).La velocidad de intercambio (para reemplazar cuatro  átomos de Cu por uno de Pt) es un parámetro que puede tomar diferentes valores dentro de un amplio rango. Se estudió la densidad y tamaño promedio de las islas de Pt que se forman en la superficie.