J. Phys. France 48, 1651-1662 (1987)
DOI: 10.1051/jphys:0198700480100165100

Restructuring effects in the rain model for random deposition

P. Meakin¹ et R. Jullien<sup>2

1</sup>  Central Research and Development Department, E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE 19898 U.S.A.
²  Laboratoire de Physique des Solides, bâtiment 510, Université Paris-Sud, Centre d'Orsay, 91405 Orsay, France

Abstract
Two kinds of restructuring mechanisms are investigated in the off-lattice « rain » (ballistic deposition) model for random deposition of particles on a line in two dimensions in which particles fall along random vertical lines and irreversibly stick to a growing deposit. In the first case, the falling particle is allowed to rotate about the first contacting particle in the deposit until a second contact is obtained. In the second case, the particle is allowed to rotate as often as necessary until it finally reaches a local minimum position. In both cases, the mean density of the deposit and the scaling behaviour of its surface thicknesses have been numerically investigated. It is found that the scaling properties are not affected by the first type of restructuring. For the second type of restructuring even very large scale simulations give ambiguous results but a simple lattice version of this model gives results which are quite different from those found in ordinary 2d ballistic deposition (the surface thickness (σ) grows as the 1/4 power of the deposit thickness).

Résumé
On étudie deux sortes de mécanismes de restructuration dans le modèle de la pluie, sans support de réseau, qui décrit le dépôt de particules sur une ligne en deux dimensions où les particules tombent une à une le long de trajectoires verticales aléatoires et se collent irréversiblement à un dépôt. Dans un premier cas, la particule qui tombe peut rouler sur la particule de contact jusqu'à ce qu'un deuxième contact soit établi. Dans un deuxième cas, la particule peut rouler autant de fois qu'il est nécessaire jusqu'à ce qu'elle rejoigne un minimum local d'énergie potentielle. Dans les deux cas, on étudie numériquement la densité du dépôt ainsi que les lois d'échelle qui gouvernent le comportement de l'épaisseur de la surface. On trouve que le comportement n'est pas affecté par le premier type de restructuration. Dans le deuxième cas, même les très grosses simulations donnent des résultats ambigus mais une version simplifiée, sur réseau, de ce modèle donne des resultats différents de ceux généralement rencontrés dans le cas ordinaire de déposition à deux dimensions (l'épaisseur de la surface croit comme la puissance 1/4 de la hauteur du dépôt).

PACS
0540 - Fluctuation phenomena, random processes, noise, and Brownian motion.
6855 - Thin film structure and morphology.
8115 - Methods of deposition of films and coatings; film growth and epitaxy.

Key words
random processes -- vapour deposition