La pérdida de energía de iones en ZnO

C. D. NASCIMENTO; D. MITNIK; R. C. FADANELLI ; J. C. AGUIAR; C. C. MONTANARI; M. BEHAR

Playa del Carmen

Congreso; VIII taller latinoamericano de colisiones inelásticas en la materia; 2016

Comite cientifico de los Encuentros latinoamericanos de Colisiones Inelásticas en la Materia

Presentamos resultados recientes teóricos experimentales sobre la pérdida de energía de H y He en óxido de zinc [1], tanto en valor medio (stopping power) como en su dispersión cuadrática media (energy loss straggling). Las mediciones fueron llevadas a cabo usando la técnica de Rutherford Backscattering en el Laboratorio de Implantación Iónica de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul, en Porto Alegre Brasil, para iones de hidrógeno con energías (300-2000) keV y para iones de helio con energías (300-5000) keV. Cabe mencionar que nuestros resultados experimentales son los primeros valores de stopping y straggling en ZnO, no habiendo valores similares en la recopilación de datos de Paul [2]. La descripción teórica de estos procesos se realizó a partir de la densidad electrónica y energías de ligadura del ZnO molecular, utilizando teoría de funcional densidad. Los cálculos de stopping y straggling para H y He en sus diferentes estados de carga fueron realizados utilizando el modelo shelwise local plasma approximation (SLPA) [3], es decir la respuesta de los electrones del blanco es descripta en forma colectiva, a través del formalismo dieléctrico, como un gas de electrones inhomogéneo con una energía de ligadura. El estado de carga de equilibrio de He dentro del sólido ZnO es analizado basado a las mediciones presentes para H y He a energías intermedias y altas. Se propone una distribución semiempírica de estados de carga del He. Los resultados obtenidos muestran un buen acuerdo teórico experimental tanto para H como para He en los rangos de energías experimentales, tanto para stopping como para straggling. En el caso de stopping comparamos también con las predicciones de SRIM 2013 [3] y de Casp 5.2 [4]. [1] R C Fadanelli, C D. Nascimento, C C Montanari, J C Aguiar, Dario Mitnik, A Turos, E Guziewicz, M Behar, Eur. Phys. J. D 70, 178 (2016).[2] Stopping Power of Matter for Ions https://www-nds.iaea.org/stopping/[3] C C Montanari, J E Miraglia, Adv. Quant. Chem. 65, (Dz. Belkic Ed., Elsevier), Chap. 7, 165-201 (2013).[3] F Ziegler et al, Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B 35 215 (1988). SRIM code http:// www.srim.org/.[4] G Schiwietz, P L Grande, Nucl. Instr. and Meth. B 273, 1-5 (2012). CasP code http://www.casp-program.org/.