Transferencia electrónica en interacciones dinámicas entre Ne+ y MoS2

BUITRAGO PAULA; ROMERO M A; BONIN C; R. A. VIDAL; GARCIA E.; F. BONETTO

Bahia Blanca

Congreso; 108 Reunión Anual de Física 2023; 2023

Asociación Física Argentina

La transferencia de electrones entre ´atomos es un proceso fundamental que ha sido estudiado desdelos inicios de la f´ısica y la qu´ımica. En particular, la transferencia de carga durante las colisiones entreiones proyectiles y superficies constituye una de las bases para el an´alisis de las superficies [1].En este trabajo se analiza te´orica y experimentalmente la probabilidad de neutralizaci´on en la dispersi´onde iones de Ne+ por una superficie semiconductora de disulfuro de Mo (MoS2) en una configuraci´ongeom´etrica de retrodispersi´on (backscattering).Desde el punto de vista experimental, se utiliz´o la t´ecnica de dispersi´on de iones de baja energ´ıa (LEIS)para determinar experimentalmente las fracciones de iones retrodispersados por los ´atomos de Modespu´es de la colisi´on. Si bien el ´angulo de scattering es fijo e igual a 135o, los ´angulos de entraday salida pueden ser modificados sin restricciones. En este trabajo, dos geometr´ıas de colisi´on fueronexploradas: i) un ´angulo de incidencia de 45oy un ´angulo de salida de 90o(ambos relativos a lasuperficie de la muestra), y ii) un ´angulo de incidencia de 90oy un ´angulo de salida de 45o. La energ´ıade incidencia del proyectil se vari´o entre 1.5 y 8 keV.Experimentalmente se encontr´o una alta tasa de neutralizaci´on en los proyectiles retrodispersados (delorden del 95 %), pr´acticamente independiente de la energ´ıa del proyectil y de la geometr´ıa de la colisi´on.Adem´as, se determin´o que los restantes iones dispersados son, dentro del error experimental, todospositivos. Por comparaci´on, se realiz´o el mismo experimento en una superficie de Molibdeno met´alicopolicristalino en el cual, si bien se encontraron diferencias con el MoS2, se observ´o una alta tasa deproyectiles neutros retrodispersados.Por el lado te´orico, se aplic´o un formalismo mec´anico-cu´antico basado en primeros principios paradescribir los procesos de transferencia de carga resonante involucrados en la situaci´on din´amica descriptaanteriormente [2]. Se examinan detalladamente todos los ingredientes f´ısicos involucrados en el problemade intercambio de carga analizado, tales como la densidad de estados de la superficie, el n´umero de´atomos considerados para describir la colisi´on ion-superficie, la inclusi´on de estados del core de lasuperficie, y la relevancia de la posici´on en energ´ıa del proyectil en relaci´on con el nivel de Fermi de lasuperficie blanco.Nuestros c´alculos muestran que: i) los estados internos (core) del Mo juegan un rol central en latransferencia de carga en este sistema, ii) es necesaria la inclusi´on de 4 ´atomos (Mo dispersor + 3 S)para una convergencia apropiada de los niveles de ionizaci´on y afinidad y sus anchos, y iii) el estadode carga del proyectil se define principalmente en la trayectoria de salida, existiendo una neutralizaci´oncasi completa durante la trayectoria de entrada del proyectil.C´alculos preliminares muestran que la alta tasa de proyectiles neutros encontrada experimentalmenteno es adecuadamente descripta por la ´unica contribuci´on de intercambio de carga resonante al estadofundamental. De este modo, inferimos que otros mecanismos tales como la neutralizaci´on Auger o laneutralizaci´on resonante a los estados excitados del proyectil deber´ıan incluirse en el modelo te´orico para1Sesi´on de Posters #67 RAFA 2023una correcta descripci´on de la transferencia de carga en este sistema. La inclusi´on de estados excitados(correlacionados con el estado fundamental) nos llevar´ıa a una neutralizaci´on m´as en acuerdo con ladata experimental [3].[1] H.H. Brongersma, M. Draxler, M. de Ridder, P. Bauer, Surf. Sci. Rep. 62 (2007) 63[2] Evelina A. Garc´ıa, C. Gonz´alez Pascual, P. Bolcatto, E. C. Goldberg, Surf. Sci. 600 (2006) 2195;M. A. Romero, A. Iglesias-Garc´ıa, Evelina A. Garc´ıa, E. C. Goldberg, Phys. Rev. B100 (2019) 085432[3] A. Iglesias-Garc´ıa, F. Bonetto, R. Vidal. J. Ferr´on, E. C. Goldberg, Phys. Rev. A89 (2014) 042702