Determinación experimental de secciones eficaces de ionización de capas K por impacto de electrones para C, O, Al Si y Ti

LIMANDRI S.; VASCONCELLOS M.; HINRICHS R.; TRINCAVELLI J.

Montevideo

Congreso; AFA, 96ª Reunión Anual de Física; 2011

Asociación Física Argentina y Sociedad Uruguaya de Física

El conocimiento de los mecanismos y probabilidades de ionización en capas K por impacto de electrones tiene importancia en estudios tanto básicos como aplicados. Las secciones eficaces de ionización necesitan conocerse para describir la interacción de los electrones con la materia y para comprender cuantitativamente el daño por radiación con electrones en un gran número de campos de la física. Existe una gran cantidad de tratamientos teóricos que encaran el problema de la determinación de secciones eficaces QK de ionización para las capas K. Cada tratamiento teórico tiene algún dominio particular de validez en el número atómico y en la energía incidente y en general son difíciles de implementar ya que requieren de gran cantidad de tiempo computacional y además no conducen directamente a funciones analíticas pasa su uso inmediato. Debido a esto, existe un gran número de expresiones empíricas y semiempíricas para QK. Los datos experimentales que permiten corroborar la validez de una teoría y/o fórmula empírica son bastante escasos. Si bien las secciones K vienen siendo estudiadas desde hace tiempo, existen grandes discrepancias entre los datos experimentales de diferentes autores. Estas inconsistencias a veces son mayores que las incertezas experimentales estimadas por cada autor. Esto se debe a la gran complejidad experimental que implica la medición de Q, lo cual hace difícil evaluar la calidad de los modelos teóricos en base a determinaciones experimentales. En este trabajo, determinamos experimentalmente secciones eficaces de ionización K en Si, Al y Ti a partir del análisis de espectros de emisión de rayos x de films correspondientes a dichos elementos y a los óxidos asociados a ellos, para energías de incidencia de entre 2.5 y 25 keV. Determinamos además, la sección eficaz de ionización del oxígeno a partir de los films correspondientes a los óxidos y la sección eficaz del carbono a partir de la contribución del sustrato al espectro medido. Los espesores másicos fueron caracterizados por reflectometría de rayos x y los espectros de emisión de rayos x fueron procesados teniendo en cuenta todos los efectos debidos a la presencia del sustrato y del film. Incorporamos además correcciones debidas a la presencia de una capa de óxido superficial espontánea en los films metálicos. Los resultados obtenidos fueron comparados con las determinaciones experimentales existentes, con resultados teóricos basados en la aproximación Born de onda plana (PWBA), de onda distorsionada (DWBA), con el modelo de Bethe con correcciones relativistas y con modelos semiempíricos disponibles en la literatura.