Resumo |
Nas últimas décadas, uma variedade de fenômenos como o crescimento de cristais líquidos turbulentos, eletrodeposição de metais, crescimento de tumores e propagação de frentes de chamas tem sido investigados sob o aspecto da invariância de escala, frequentemente manisfestada como leis de potências cujo conjunto de expoentes característicos determinam universalidades durante a evolução das interfaces. A principal motivação para entender padrões no crescimento de interfaces, fora ou não do equilíbrio, via Teoria da Escala Dinâmica (TED) é que esta prevê poucas classes de universalidade para descrever toda essa larga variedade de crescimentos. Muito recentemente, a solução analítica da equação KPZ (Kardar-Parisi-Zhang) em uma dimensão (d = 1 + 1) apontou para a existência de universalidades além da invariância de escala, as quais foram confirmadas experimentalmente em sistemas de cristais líquidos turbulentos em d = 1 + 1. Todavia, confirmações experimentais dessa universalidade em sistemas d = 2 + 1, os quais são mais facilmente obtidos em laboratório, ainda estão em falta. Neste trabalho, nós reportamos pela primeira vez fortes evidências de universalidade KPZ além da invariância de escala em filmes finos de CdTe crescidos sobre substratos de Si(001) para d = 2 + 1. Nós investigamos o sistema através de microscopia de força atômica, teoria da escala dinâmica (TED) e difração de raios-X (DRX). Nossos resultados mostram que a dinâmica intragrãos segue uma escala anômala facetada, caracterizada pelo valor do expoente de rugosidade espectral maior do que 1 e distinto do valor do expoente de rugosidade global. Apesar da anomalia intragranular, a dinâmica intergrãos segue regime KPZ como apontado pelos valores 0,24 e 0,40 dos expoentes globais de crescimento e de rugosidade, respectivamente. Além disso, as distribuições de alturas reescaladas concordam muito bem com a distribuição encontrada numericamente. As distribuições reescaladas confirmam a classe KPZ pelos valores de Skewness, 0,39, e Curtoses, 0,32, próximos dos previstos teoricamente. Esses valores descartam universalidade MH (Mullins-Herring) para a qual a distribuição é Gaussiana. O crescimento lateral, assinatura de KPZ, ocorre de forma anisotrópica devido a processos de coalescência de grãos (111) os quais representam mais de 90% da composição cristalina dos filmes para curtos tempos de deposição, como mostrado pelas medidas de DRX. Além disso, coalescência dos grãos (111) levam à anomalias inversas, caracterizadas por valores negativos do expoente Kappa e estão associados à diminuição no valor da razão de aspecto granular. |