INVESTIGADORES
GARCIA evelina Andrea
congresos y reuniones científicas
Título:
Efecto de las configuraciones excitadas del He en la neutralización de He+ dispersado por HOPG y Al.
Autor/es:
A. IGLESIAS GARCÍA; EVELINA A. GARCÍA; E. C. GOLDBERG
Lugar:
Rosario
Reunión:
Encuentro; VI Encuentro Sudamericano de Colisiones Inelásticas en la Materia (VI-ESCIM); 2012
Resumen:
La
interacción inelástica de iones de baja energía con superficies es un proceso
muy complejo que depende fuertemente de la estructura electrónica de la superficie
y del ión; también es la base de la técnica de caracterización LEIS (Low Energy Ions Spectrometry). Los
mecanismos más relevantes involucrados en los procesos de colisión
ion-superficie son resonante, Auger y procesos inducidos por colisión [1].
Un caso
interesante de estudiar es el de la dispersión de He+ en la colisión
con una superficie de HOPG, debido a la alta neutralización medida en el experimento.
En este sistema se esperan sólo procesos de transferencia de carga resonante,
debido a que la banda de valencia (sp2) del HOPG es lo
suficientemente ancha como para que el nivel He-1s resuene con la misma. No se
esperan procesos inducidos por colisión debido a la gran energía de enlace de
los orbitales del core del C, y a la naturaleza localizada de los mismos. La
alta fracción de iones medida para energías incidentes intermedias (1 keV <
Ein < 6 keV) [2-4], no se explica sólo teniendo en cuenta la resonancia
del nivel de ionización del He con la banda de valencia de la superficie. En la
Ref. [4] usando un modelo teórico muy simple, se encontró que la alta neutralización
medida en los experimentos sólo se obtiene incluyendo en el modelo a los estados
excitados del He. Así, las configuraciones excitadas (1s2s) y (1s2p) aparecen
como posibles canales de neutralización resonante junto con el estado fundamental
(1s2) del He.
Otro sistema que resulta de interés es el de la dispersión de He+ por Al. Este
es un buen ejemplo donde la neutralización Auger es la más significativa,
debido a la posición relativa del nivel de ionización de He (-24.6 eV) respecto
del fondo de la banda de valencia de Al (-16 eV) [5]. Sin embargo, estudios posteriores
[6-7], han demostrado que la interacción del nivel He-1s con los estados
internos del Al, permite la promoción del nivel 1s-He de forma tal de habilitar
también un proceso de neutralización resonante. Luego, ambos procesos, Auger y
resonante, contribuyen a la neutralización de He. Si bien teniendo en cuenta en
los cálculos teóricos ambos procesos los resultados se acercan más a los
valores experimentales, la supervivencia como ión medida sigue siendo aún mucho
menor que la calculada. Hasta el momento los modelos teóricos que han tratado
en forma unificada ambos mecanismos [8] han considerado solo la neutralización
al estado fundamental, en este caso no se observaron interferencias cuánticas debido
a que ambos procesos son operativos a diferentes distancias respecto de la
superficie, con lo cual se tornan procesos independientes. Estudios experimentales recientes de emisión
de electrones secundarios sugieren la posibilidad de neutralización a estados
excitados del He+ [9]. Debido a que dichos estados excitados son de naturaleza más extendida, la neutralización
resonante a estos estados podría ser operativa a distancias comparables con las
típicas para el mecanismo Auger, por lo que en este caso, si se esperarían interferencias
cuánticas entre ambos mecanismos.
En este trabajo, desarrollamos un cálculo
mecano-cuántico dependiente del tiempo del proceso de transferencia de carga en
la colisión de He+/HOPG y He+/Al. En el primer caso, se
considera un Hamiltoniano de Anderson proyectado en las configuraciones
electrónicas del átomo proyectil, las cuales resultan energéticamente favorables
para los procesos resonantes de intercambio de carga. Se realiza un exhaustivo
análisis de las diferentes aproximaciones a la neutralización del He+:
la típica neutralización al estado fundamental despreciando o no el spin del
electrón, y además, incluyendo las configuraciones excitadas. En el segundo sistema,
además, se incluye en el Hamiltoniano un término que tiene en cuenta los
procesos Auger con el objeto de analizar las interferencias entre ambos mecanismos
de neutralización.
Referencias
[1] H. H.
Brongersma, et. al., Surf. Sci. Reports 62, 63 (2007).
[2] S. N. Mikhailov, et. al. Nucl.
Instr. Methods Phys. Res. B 93, 210 (1994).
[3] R.
Souda,et. al. Nucl. Instr. Methods Phys. Res. B 125,
256 (1997).
[4] N.
B. Luna, et. al. J. of Molec. Catalysis A: Chem. 281, 237 (2008).
[5]
H. D. Hagstrum. Phys. Rev. B. 96 336 (1954).
[6]
R. Souda, et al. Nuclear Inst. Method in Phys. Res. 114 B15 (1986).
[7] Goldberg, E. C., et al. Surf. Science. Lett. 440 L885 (1999).
[8] Evelina A. García. et al. Phys. Rev. B. 67 205426 (2003).
[9]
N. Bajales, et al. Phys. Rev. B 76, 245431 (2007).