Descripción teórica de la transferencia de carga en colisiones de iones Ga+ con una superficie de Au

M. TACCA; F. BONETTO; E. C. GOLDBERG

Santa Fe

Encuentro; VII Encuentro Nacional de Física y Quimica de Superficies; 2016

Conicet

Resultados experimentales de la neutralización de iones positivos de Sr y Gadispersados por una superficie de Au [1] muestran, a través de su dependencia con la temperatura, señales aparentes de interacción electrónica en el estado localizado. Motivado por estos resultados, se ha realizado un estudio a partir de primeros principios de la fracción de átomos neutros resultantes de la colisión de iones de Sr+ sobre Au [2]. El propósito del presente trabajo es extender el modelo desarrollado a átomos con estados de valencia que presentan degeneración orbital además de la de espín. En particular, se busca su aplicación al caso del ión Ga+, en el cual la neutralización ocurre a un orbital que asintóticamente (lejos de la superficie) tiene tres posibilidades degeneradas, de manera de comparar las predicciones teóricas con los resultados experimentales disponibles en el trabajo citado.La descripción del sistema se realiza a través de un Hamiltoniano de Andersonproyectado sobre los estados de configuración atómica más probables. Los términos del Hamiltoniano son calculados utilizando un modelo de enlace de a pares [3], desarrollado en el grupo y usado exitosamente en numerosos trabajos previos [4]. Las probabilidades de neutralización son calculadas utilizando funciones de Green-Keldysh, calculadas mediante el método de las ecuaciones de movimiento y cerrando el sistema en un segundo orden en la interacción átomo-banda.Los tres orbitales tipo p disponibles del Ga+, degenerados en el átomo aislado, se desdoblan cuando este se aproxima a la superficie. El orbital pz, orientado de manera perpendicular a la superficie, se separa de los dos restantes (px y py), que continúan siendo degenerados. Cada orbital se acopla de manera diferente con la banda del sólido.Resultados preliminares muestran una buena correspondencia entre la descripciónteórica y los resultados experimentales. Se observó una variación en la fracción de neutros de entre un 27 % a 300 K y un 33 % a 900 K. Se determinó que la principal contribución al número de ocupación viene dada por el estado pz. La dependencia de la probabilidad de neutralización medida con la temperatura es ligeramente no lineal, que se corresponde con el comportamiento de la contribución a la neutralización de los estados degenerados px y py calculado.