Title

"CELLULAR AUTOMATA" PARA SIMULAÇÃO DE CRESCIMENTO DOS CRISTAIS DE DIAMANTES

"CELLULAR AUTOMATA" PARA SIMULAÇÃO DE CRESCIMENTO DOS CRISTAIS DE DIAMANTES

Authorship

MOURACHOV, SERGUEI; POLIAKOV, VLADIMIR PROKOFIEVICH; MONTEIRO, SÉRGIO NEVES

MOURACHOV, SERGUEI

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POLIAKOV, VLADIMIR PROKOFIEVICH

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MONTEIRO, SÉRGIO NEVES

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DOI

10.5151/2594-5327-51v5-135-154

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Abstract

O processo de crescimento dos diamantes a partir da grafite ocorre sob altas pressões e temperaturas e inclui as seguintes etapas: dissolução de grafite em um metal líquido; difusão dos átomos de carbono para superfície do diamante; integração dos átomos de carbono na rede cristalina do diamante. Para simulação destes processos foi usada a técnica “cellular automata” (CA) probabilístico na repartição. Na primeira etapa de simulação foi mostrada a possibilidade do modelo descrever adequadamente fenômenos do processo de crescimento dos cristais. Foram obtidos resultados em correspondência com a realidade para: dependência com a temperatura e energia superficial da solubilidade do cristal na interface com solução; dependência da forma do cristal com relação à anisotropia da energia superficial; dependência do número de centros de cristalização com relação à concentração inicial da solução e temperatura. Na segunda etapa o modelo foi usado para simulação do processo de crescimento de cristais de diamantes. A simulação gerou diferentes formas de crescimento: cristais com faces planas, cristais com inclusões e cristais dendríticos. Todas estas formas dos diamantes são observadas na prática como resultado dos processos reais. A simulação mostrou a importância da geometria do sistema de crescimento na formação de defeitos dos cristais de diamantes.

O processo de crescimento dos diamantes a partir da grafite ocorre sob altas pressões e temperaturas e inclui as seguintes etapas: dissolução de grafite em um metal líquido; difusão dos átomos de carbono para superfície do diamante; integração dos átomos de carbono na rede cristalina do diamante. Para simulação destes processos foi usada a técnica “cellular automata” (CA) probabilístico na repartição. Na primeira etapa de simulação foi mostrada a possibilidade do modelo descrever adequadamente fenômenos do processo de crescimento dos cristais. Foram obtidos resultados em correspondência com a realidade para: dependência com a temperatura e energia superficial da solubilidade do cristal na interface com solução; dependência da forma do cristal com relação à anisotropia da energia superficial; dependência do número de centros de cristalização com relação à concentração inicial da solução e temperatura. Na segunda etapa o modelo foi usado para simulação do processo de crescimento de cristais de diamantes. A simulação gerou diferentes formas de crescimento: cristais com faces planas, cristais com inclusões e cristais dendríticos. Todas estas formas dos diamantes são observadas na prática como resultado dos processos reais. A simulação mostrou a importância da geometria do sistema de crescimento na formação de defeitos dos cristais de diamantes.

Keywords

Simulação, Crescimento de cristais, Diamante

Simulação, Crescimento de cristais, Diamante