Experimentos y teoría en el estudio de la neutralización de iones Li+ dispersados desde una superficie monocristalina de Cu

CAMILO MEYER; R. A. VIDAL; J. FERRÓN; F. BONETTO; E. A. GARCÍA; E. C. GOLDBERG

Rosario

Encuentro; V Encuentro de Química y Física de Superficies (FyQSV); 2011

Instituto de Física Rosario (IFIR)

La espectroscopia de iones dispersados de baja energía, LEIS por sus siglas en inglés, proporciona información respecto a las capas más externas de la superficie, no más de 1 a 3 capa atómicas. Muchos fenómenos tales como: adhesión, emisión electrónica, humectación de superficies y catálisis son dominados por el comportamiento de estas primeras capas atómicas. El estudio de los mecanismos de intercambio de carga, que ocurren durante la colisión entre un ión y una superficie pueden brindar información detallada sobre la estructura electrónica de la superficie. Estas dos situaciones hacen de LEIS una herramienta poderosa en el estudio y/o análisis de superficies. Desde el punto de vista básico o teórico, la validación experimental de diferentes modelos de transferencia de carga, es de vital importancia para identificar los procesos que describen dichos fenómenos. Dentro de estos procesos, la importancia de la neutralización resonante sigue siendo un tópico de discusión. En este trabajo medimos la probabilidad de neutralización de Li+ sobre cobre  en las caras (001) y (111) utilizando la técnica de LEIS. La energía de los iones y átomos dispersados se midieron mediante la técnica de tiempos de vuelo (TOF) para dos ángulos de dispersión fijos, (45º y 135º) y energías del ión incidente entre 2 y 8 keV. Para el ángulo de dispersión de 45º se varió el ángulo de incidencia entre 10º y 35º. También se midió la probabilidad de neutralización en diferentes direcciones acimutales de la superficie de Cu. Los resultados experimentales muestran que la fracción de átomos neutros disminuye con la energía del ion incidente hasta aprox. 1500 eV manteniéndose constante para energías mayores. Por debajo de esta energía la probabilidad de neutralización es fuertemente dependiente del plano cristalográfico, siendo mayor en la cara (001). También se encontró que las trayectorias de entrada del proyectil respecto a la superficie cristalina no tienen influencia sobre la probabilidad de neutralización. Por otro lado se encontró que, para la cara (001) la neutralización es ligeramente diferente de acuerdo al acimutal elegido para las trayectorias de las partículas. Los resultados experimentales se comparan con resultados teóricos de la fracción de neutros. El modelo teórico elegido está basado en el Hamiltoniano de Anderson dependiente del tiempo que contempla, en una aproximación sin espín, la neutralización resonante al estado fundamental del proyectil alcalino. Como una mejora respecto de cálculos anteriores se introduce la matriz densidad del sólido para tener en cuenta las interferencias entre átomos vecinos de la superficie. Cualitativamente se encontró un buen acuerdo entre los valores experimentales y los predichos por la teoría. La discrepancia cuantitativa podría subsanarse introduciendo una corrección por efecto de ortogonalización en el cálculo del nivel del Li2s.