Avances en Espectroscopía por Dispersión Inelástica Resonante de Rayos X en Baja y Alta Resolución

Abstract

La presente tesis doctoral está centrada en el uso de la Dispersión Inelástica Resonante de Rayos X (RIXS) para la determinación del entorno químico de un átomo emisor a partir de espectros colectados mediante sistemas dispersivos en energía, los cuales puedenobtenerse en laboratorios de rayos X convencionales o en facilidades sincrotrón.El trabajo consta de dos partes. La primera de ellas describe la técnica EDIXS (Energy Dispersive Inelastic X-Ray Scattering ) que desarrollamos en base al uso de métodos multivariados para extraer información de espectros RIXS, colectados por un sistema dispersivoen energía y con un haz incidente monocromático. Se demuestra la potencialidad de EDIXS al aplicarla para estudiar compuestos de interés en distintas disciplinas como la química, la biología y el medio ambiente. En estas aplicaciones, se midieron espectros RIXS bajodistintas configuraciones experimentales utilizadas en la Fluorescencia de Rayos X y se analizaron las ventajas brindadas por cada configuración.La segunda parte describe el diseño, construcción y funcionamiento de un nuevo espectrómetro. Este sistema está basado en un cristal analizador de forma cónica discreta, que selecciona los fotones provenientes de la muestra emisora y los difracta hacia distintasposiciones de la superficie de un detector sensible a la posición. El prototipo se fabricó con un cristal de Si(2,2,0) y funciona en un rango de energías de 5300 a 7300 eV, obteniendo una resolución en energías del orden de 8 eV en este rango. El sistema propuesto resultacompacto (distancia entre muestra y detector de 14 mm) y permite la toma del espectro de una muestra en un solo disparo, sin necesidad de barridos angulares. Se detalla su funcionamiento en la línea experimental D09B-XRF del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotron(LNLS) del CNPEM de Brasil, a través de la medición de espectros fluorescentes de metales de transición.