Intercambio de carga en colisiones de baja energia de H+ sobre Cu(111)

V. QUINTERO RIASCOS; M. TACCA; R. VIDAL; F. BONETTO; E. C. GOLDBERG

La Plata

Congreso; 102 Reunión de la Asociación Física Argenina; 2017

La transferencia de electrones es un procesofundamental que ha sido estudiado desde el inicio de la física y la química.Particularmente, la transferencia de carga en interacciones de ionesenergéticos con  superficies constituyeuna de las bases del análisis de superfícies.En el presente trabajo, se analiza tanto teórica comoexperimentalmente la formación de iones positivos y negativos durante elproceso de colisión de protones (H+) con una superficie de Cu(111). Se utilizóla técnica de dispersión de iones de baja energía (LEIS) para determinarexperimentalmente estos valores. La configuración geométrica usada correspondea una configuración de retrodispersión (backscattering) con un ángulo dedispersión de 135º; un ángulo de entrada de 45º y un ángulo de salida de 90º,ambos respecto de la superficie. El rango de energía de incidencia evaluado fuéde 2 a 8keV. Se obtuvo que el porcentaje de iones retrodispersados varía entre10% y 25% y decrece con la energía de incidencia del proyectil. Se obtuvo unvalor particularmente alto de iones negativos, que supera al de iones positivosen todo el rango de energía analizado, y también decrece con la energía deincidencia del haz. Se encontró que el porcentaje de iones positivosprácticamente no depende de la energía del proyectil.  Teóricamente, se aplicó un formalismo mecánicocuántico basado en primeros principios para describir la transferencia de cargaen el sistema bajo análisis. Todos los ingredientes físicos involucrados en elproblema tales como: los términos cruzados de la matriz densidad de estados dela superficie blanco, presencia/ausencia de estados internos de la superficieblanco, el numero de átomos considerado, los anchos y corrimientos de losniveles de afinidad y ionización, son incorporados y se examina su influenciaparcial sobre el estado final de carga del proyectil. El contraste entre losdatos experimentales y teóricos nos permite inferir el grado de relevancia delos distintos ingredientes físicos incluidos en el modelo y el rango de energíadonde ellos juegan un papel relevante. De acuerdo a resultados parcialesobtenidos, podemos concluir que: i) la inclusion de los términos cruzados de lamatriz densidad introduce cambios significativos en los niveles de energía yanchos del proyectil, conduciendo a cambios relevantes en el estado final decarga del mismo, ii) la inclusión de primeros vecinos (10 átomos) en el solidomejora sensiblemante la descripción del proceso y iii) la introducción de losestados internos del sustrato se vuelve un elemento clave para describir elparticularmente alto porcentaje de iones negativos observado.