Modificación de cristales naturales de pirita por bombardeo con He+

G. RUANO; M. C. G. PASSEGGI(H); S. MONTORO; C. J. BONIN; J. FERRÓN

Villa de Merlo, San Luis

Congreso; 100 Reunión Nacional de Física; 2015

La pirita (FeS2) es un mineral natural abundante, con estructura cúbica (simetría Pa3), es diamagnético y semiconductor en su forma nativa. Al tratarse de un material de bajo costo, es la materia prima en la producción industrial de hierro y ácido sulfúrico. Actualmente es objeto de estudio en ciencia básica, en un amplio espectro de temas que van desde la bioquímica primordial hasta el desarrollo de semiconductores en la escala nanométrica. Nuestro estudio apunta a la generación de pequeños dominios magnéticos a partir del bombardeo del material con iones. La pirita es sensible a la irradiación de electrones de baja energía y se sabe que el bombardeo con iones produce erosión preferencial y vacancias de azufre. Nosotros exploramos la formación de estructuras nanométricas de hierro durante el proceso de bombardeo con iones de He mediante un enfoque basado en multitécnicas, incluyendo XPS, SMOKE, AES y MFM, con el fin de explorar las estructuras de hierro resultantes. En este trabajo presentamos resultados sobre la reducción de hierro usando iones de He con energía cinética de 4,5 keV. Asimismo, exploramos la estabilidad química del mineral reducido resultante sometiéndolo a condiciones oxidantes. En ese sentido, expusimos muestras a H202 y al aire para evaluar el rol pasivador de la matriz de pirita sin transformar. El proceso de oxidación en aire puede caracterizarse mediante SMOKE y MFM. Mientras que la cuantificación de la penetración de oxígeno en la estructura puede estudiarse a través de perfiles de profundidad con AES (Espectroscopia de electrones Auger), observando la forma de la línea del Fe MNN y la señal de oxígeno (O KLL). Hemos encontrado que una larga exposición a un oxidante tal como H202 produce la oxidación completa de las estructuras de hierro reducido, mientras que la oxidación a temperatura ambiente tiene un efecto mucho más suave.