Análisis de superficies con haces de iones pesados, simulación Monte Carlo de la técnica ERDA

V. C. CHAPPA; M. F. DEL GROSSO; G. GARCÍA BERMÚDEZ; M. ALURRALDE; D. ABRIOLA

Buenos Aires, Argentina

Otro; III Encuentro Sudamericano de Colisiones Inelásticas en la Materia; 2006

La técnica ERDA (Elastic Recoil Detection Análisis) permite determinar en forma no destructiva perfiles en profundidad de diversos elementos que componen una muestra. Consiste en irradiar con haces de iones pesados (azufre o yodo) y detectar los átomos expulsados por el choque elástico haz-muestra con un detector gaseoso E-DE. La información sobre la profundidad se obtiene en forma similar a la técnica RBS (Rutherford Backscattering Spectroscopy), la cual se basa en la propiedad que tienen los iones de perder una gran cantidad de energía cuando atraviesan un dado espesor de material. Por lo tanto, de la medición de la pérdida total de energía se obtiene información de la profundidad y de la pérdida parcial de energía en el detector gaseoso DE se identifica el elemento. Esta técnica es especialmente apropiada para analizar elementos livianos en matrices pesadas y en este aspecto es complementaria a RBS.Determinar a partir de la medición de la energía y dirección del ión emitido la concentración de los elementos como función de la profundidad es un proceso muy complejo. Por ese motivo se desarrolló un código de Monte Carlo el cual simula diferentes procesos como ser: la penetración del haz incidente, su interacción con la muestra consistente en mezcla de varios elementos, el choque elástico entre los iones  y los átomos del material y finalmente su seguimiento de los átomos retrodispersados en el camino de salida de la muestra. Especialmente esta última etapa es de considerable dificultad ya que corresponde a un ión generalmente pesado el cual experimenta una fuerte pérdida de energía, y además en su camino sufre dispersiones múltiples -multiple scattering- que producen una pérdida progresiva de su energía y dirección original. En este trabajo se comparan los resultados experimentales obtenidos con esta técnica, utilizando haces de iones provenientes del acelerador Tandar, con los predichos por el programa de simulación.