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

V. QUINTERO RIASCOS; MARCOS TACCA; RICARDO A. VIDAL; EDITH C. GOLDBERG; FERNANDO BONETTO

La Plata

Congreso; 102ª Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2017

Asociación Física Argentina

La transferencia de electrones es un proceso fundamental que ha sido estudiadodesde el inicio de la fÍsica y la quÍmica. Particularmente, la transferencia de carga en interacciones de iones energéticos con superficies constituye una de las bases del análisis de superficies.En el presente trabajo, se analiza tanto teórica como experimentalmente la formación de iones positivos y negativos durante el proceso de colisión de protones (H+) con una superficie de Cu(111). Se utilizó la técnica de dispersión de iones de baja energía (LEIS) para determinar experimentalmente estos valores. La conguración geométrica usada corresponde a una configuración de retrodispersión (backscattering) con un ángulo de dispersión 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 fue de 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 un valor particularmente alto de iones negativos, que supera al de iones positivos en todo el rango de energía analizado, y también decrece con la energía de incidencia del haz. Se encontró que el porcentaje de iones positivos prácticamente no depende de la energía del proyectil. Teóricamente, se aplicó un formalismo mecánico cuántico basado en primeros principios para describir la transferencia de carga en el sistema bajo análisis. Todos los ingredientes físicos involucrados en el problema tales como: los términos cruzados de la matriz densidad de estados de la superficie blanco, presencia/ausenciade estados internos de la superficie blanco, el número de átomos considerado, los anchos y corrimientos de los niveles de afinidad y ionización, son incorporados y se examina su influencia parcial sobre el estado final de carga del proyectil. El contraste entre los datos experimentales y teóricos nos permite inferir el grado de relevancia de los distintos ingredientes físicos incluidos en el modelo y el rango de energía donde ellos juegan un papel relevante. De acuerdo a resultados parciales obtenidos, podemosconcluir que: i) la inclusión de los términos cruzados de la matriz densidad introduce cambios significativos en los niveles de energía y anchos del proyectil, conduciendo a cambios relevantes en el estado final de carga del mismo, ii) la inclusión de primeros vecinos (10 átomos) en el sólido mejora sensiblemente la descripción del proceso y iii) la interacción con los estados internos del sustrato puede afectar también la formación de iones negativos en el proceso de transferencia de carga.