Excitación de plasmones con proyectiles lentos

G.A. BOCAN; N.R. ARISTA; J.E. MIRAGLIA

Buenos Aires, Argentina

Conferencia; III Encuentro Sudamericano de colisiones inelásticas en la materia; 2006

Resumen <!-- @page { margin: 0.79in } P { margin-bottom: 0.08in } --> La excitación de plasmones, o modos de oscilación colectiva del gas de electrones de valencia, constituye uno de los principales mecanismos de pérdida de energía para proyectiles cargados que viajan a alta velocidad en el interior de un sólido metálico [1]. Una descripción ampliamente aceptada de las posibles excitaciones del gas de electrones la provee el modelo del jellium cuya respuesta dieléctrica fue obtenida por Lindhard [2]. De la inspección de la relación de dispersión de esta función se deduce la existencia de una velocidad umbral para excitación de plasmones que depende tanto del sólido considerado como del proyectil utilizado. Sin embargo, recientes resultados experimentales [3-4] muestran evidencia de excitación de plasmones utilizando proyectiles de velocidad inferior a la velocidad umbral. La detección experimental de plasmones se realiza utilizando el método de espectroscopía electrónica, es decir, se detectan electrones emitidos desde la superficie metálica debido al decaimiento de plasmones. Estos electrones poseen una energía característica que permite diferenciarlos de los electrones emitidos debido a otros procesos. Una posible explicación de los resultados mencionados sería que los proyectiles lentos logran excitar los plasmones vía la excitación de electrones secundarios de alta velocidad. Este mecanismo es sugerido por Lacombe et al. [3] y analizado fenomenológicamente por Ritzau et al. [4]. En el presente trabajo mostramos una descripción teórica del mecanismo de excitación indirecta basada en el modelo desarrollado por dos de los autores para describir mecanismos de decaimiento de plasmones en el sólido [5-7]. Los resultados que obtenemos dan cuenta de la disminución de la velocidad umbral de excitación de plasmones. Se obtienen curvas de probabilidad por unidad de tiempo de que ocurra la excitación indirecta de plasmones en función de la velocidad del proyectil primario y se comparan con las equivalente para excitación directa. Tamibén se calcula la probabilidad de que un proyectil lento excite un electrón vía la excitación de un electrón rápido y un plasmón intermediarios. Se presentan por último espectros de energía final para todos los procesos. Referencias [1] D. Pines, Elementary excitatios in solids, W.A. Benjamin, Inc., New York (1964) [2] J. Lindhard y A. Winther, mat Fys. Medd. Dan. Vid. Selsk. 34, no. 4, (1964) [3] S. Lacombe, V. A. Esaulov, E. A. Sánchez, O. Grizzi y N. R. Arista, Phys. Rev. B 67, 125418 (2003) [4] S. M. Ritzau, R. A. Baragiola y R. C. Monreal, Phys. Rev. B 59, 15506 (1999) [5] G. Bocan y J. E. Miraglia, Phys. Rev. A 67, 032902 (2003) [6] G. A. Bocan y J. E. Miraglia, Phys. Rev. A 71, 024901 (2005) [7] G. A. Bocan y J. E. Miraglia, Phys. Rev. A 72, 042903 (2005)