Corrugación anómala del potencial de He-KCl(001) observada por difracción de átomos rápidos en incidencia rasante

SÁNCHEZ, E.A.; BOCAN, G.A.; KHEMLICHE, H.; GRAVIELLE, M.S.

Encuentro Virtual

Congreso; Reunión Anual de la Asociación de Física Argentina; 2020

La difracción de átomos rápidos en incidencia rasante (GIFAD) es una novedosa técnica, no destructiva y demuy alta sensibilidad, para la caracterización de superficies monocristalinas. GIFAD sensa la densidad electrónicade la última capa atómica (proporcional al potencial de interacción si se utilizan gases nobles como proyectiles),no carga la superficie y su geometrı́a rasante previene la penetración de los átomos incidentes. Ésto la torna, porejemplo, particularmente apropiada para el monitoreo in-situ del crecimiento cuasi-epitaxial [1].En esta presentación mostramos un estudio de la corrugación del potencial del sistema He-KCl(001), real-izado con GIFAD. Utilizamos proyectiles de 4 He que inciden en dirección h110i con muy baja energı́a asociadaal movimiento perpendicular (E ⊥ < 200 meV), y realizamos un análisis combinado de datos experimentales,información proporcionada por diferentes superficies de energı́a potencial (PESs), y simulaciones de la dinámicaobtenidas con la aproximación SIVR [2]. Lo que encontramos, tanto en el experimento como en la teorı́a, es unsorprendente crecimiento (85 %) de la corrugación para energı́as E ⊥ < 60 meV, que corresponden a distanciasproyectil-superficie Z2,5 Å [3].La comparación de las corrugaciones obtenidas de las simulaciones de GIFAD y aquellas extraı́das de lospatrones experimentales muestra un excelente acuerdo entre ambas, sin necesidad de incluir interacciones de vander Waals en el potencial teórico. Además, la corrugación intrı́nseca de este potencial, obtenido a partir decálculos con teorı́a de la funcional densidad, reproduce satisfactoriamente el comportamiento de la corrugaciónexperimental, validando ası́ la técnica de GIFAD para esta clase de estudio. Las diferencias remanentes entre lacorrugación intrı́nseca y el experimento se deben a efectos dinámicos, es decir a la continuidad de la interacciónHe-superficie durante el proceso de colisión.El crecimiento de la corrugación intrı́nseca es consecuencia de las diferentes evoluciones de las interaccionesHe-K + y He-Cl − , particularmente la persistencia de la interacción He-K + en el rango de distancias relevantes.Estos dos factores explican también el fuerte crecimiento registrado en el ángulo de deflexión máxima del hazdispersado, i.e., el ángulo de rainbow, al decrecer E ⊥ < 60 meV. Notoriamente, en este último caso los efectosdinámicos son mucho más intensos que en la curva de corrugación.Finalmente, mencionemos que los resultados aquı́ reportados pueden ser de gran interés tecnológico. Capasdelgadas haluro-alcalinas suelen utilizarse en dispositivos electrónicos orgánicos. El KCl(001) podrı́a ser una opcióneficiente para guiar la orientación relativa de sustratos y capas adsorbidas (overlayers) en estos dispositivos,aumentando la cristalinidad, y mejorando ası́ su desempeño.[1] A. Momeni et al., J. Phys. Chem. Lett. 9, 908 (2018)[2] M. S. Gravielle et al., Phys. Rev. A 90, 052718 (2014); ibı́dem, Phys. Rev. A 92, 062709 (2015)[3] G. A. Bocan et al., aceptado en Phys. Rev. Lett. (2020)