Intercambio de carga y emisión electrónica en la colisión de iones con superficies carbonadas

Abstract

Se analiza desde el punto de vista experimental y teórico la formación de iones positivos y negativos durante el proceso de intercambio de carga en colisiones de protones con un sustrato de Cu(111) y con diferentes espesores de recubrimientos de C60/Cu(111). Se utilizó la técnica de caracterización superficial LEIS (Low Energy Ion Scattering) para determinar el estado de carga final de los proyectiles dispersados de dichas superficies. Se analizó un amplio rango de energías de entrada del proyectil y se estudiaron dos geometrías diferentes de colisión. El porcentaje de iones totales de H retro-dispersados del film grueso de C60/Cu(111) aumenta con la energía de incidencia y, contrariamente a lo que ocurre en el sistema H/Cu(111), la fracción de iones positivos es mayor que la de negativos en prácticamente todo el rango de energía estudiado. En la monocapa estos resultados podrían ser interpretados experimentalmente como' intermedios' respecto de los dos sistemas previamente descriptos. Para lograr entender los procesos físicos que determinan el estado final de carga de los proyectiles dispersados, se aplicó un cálculo teórico descrito en un formalismo mecánico cuántico para describir las fracciones de carga finales en los sistemas analizados. Los cálculos teóricos de la fracción de iones sobre las distintas superficies muestran que en general tienen un buen acuerdo con el experimento. Las diferencias importantes entre mediciones y teoría; y el análisis de tiempos característicos permiten concluir sobre la relevancia de la trayectoria de entrada y los detalles finos de la densidad de estado en los sistemas estudiados.