Investigación

 

Análisis estocástico de la dimensión fractal en electrodeposición de zinc en capa delgada

 

E. J. Suárez-Domínguez^a, J.A. Llanos-Pérez^a, J.A. Betancourt Mar^a, J.M. Nieto-Villar^b, y E. Izquierdo-Kulich^b

 

^a Mexican Institute of Complex Systems, Tlaxcala 111 esq. Av. Jalisco col. Unidad Nacional, Cd. Madero, Tamaulipas, 89410, e-mail: jsd@mics.edu.mx.

^b Departamento de Química-Física, Cátedra de Química Lomonosov, Facultad de Química de la Universidad de la Habana, Zapata y G, La Habana, Cuba. 10400, e-mail: elenaik@fq.uh.cu.

 

Received 22 February 2013
Accepted 19 April 2013

 

Resumen

A partir de la modelación mesoscópica de un proceso de electrodeposición en una celda de capa delgada, se propone un modelo estocástico que relaciona el valor esperado de la fracción de área ocupada por partículas de zinc formadas en electrodeposición y la dimensión fractal del patrón formado. Los experimentos fueron realizados a voltaje constante en una celda circular con un cátodo puntual como centro. Se obtuvo que las predicciones realizadas por el modelo corresponden con los resultados experimentales obtenidos y reportados en la literatura, observándose que la dimensión fractal se incrementa con la concentración inicial de iones de zinc hasta un determinado valor límite, a partir de la cual esta disminuye. Este comportamiento se explica a través del modelo propuesto tomando en consideración cual es el mecanismo que determina la formación del patrón.

Descriptores: Electrodeposición; fractales; métodos estocásticos.

 

Abstract

From a mesoscopic modeling electrodeposition process in a thin layer cell, we propose a stochastic model that relates the expected value of the area fraction occupied by zinc particles formed during electrodeposition and the fractal dimensión of the pattern formed. Experiments were conducted at constant voltage in a circular cell with a cathode as a center point. It was found that the predictions made by our model are in keeping with experimental results obtained and reported in literature, showing that the fractal dimension increases with the initial concentration of zinc ions to a certain limit from which it then decreases. This behavior is explained through the proposed model taking into account the mechanism that determines pattern formation.

Keywords: Thin electroplating; fractals; stochastic methods.

 

PACS: 02.50.Fz; 81.15.Pq; 05.45.Df.

 

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