Estudo sistemático do freamento de íons pesados em sólidos no regime de baixas velocidades

• Main Author: Linares, Roberto
• Publication Date: 2009
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-06052010-100423/
• topic: Baixas velocidades; Freamento; Heavy ions; Íons pesados; Low velocities; Stopping

A perda de energia de íons na matéria é um tópico importante não apenas devido à sua direta aplicação nas técnicas de análises de materiais mas também na compreensão da interação íon-átomo. O conhecimento preciso do poder de freamento de íons pesados a baixas energias é cada vez mais necessário em ciências dos materiais assim como na física nuclear básica, como por exemplo, no Método da Atenuação do Deslocamento Doppler (DSAM, na sigla em inglês). Nessa técnica, o conhecimento do poder de freamento é utilizado para determinar uma referência temporal para o decaimento nuclear enquanto em recuo em um substrato, tipicamente Au ou Pb. No entanto, o freamento de íons pesados em sólidos é ainda pouco compreendido principalmente com respeito a região de baixas energias devido às dificuldades adicionais que surgem da complicada dependência entre o estado de carga do projétil e sua velocidade instantânea no freador. Como modelos teóricos não são capazes de fornecer fornecer previsões quantitativas confiáveis, os principais modelos utilizados atualmente são de natureza semiempírica. O principal objetivo desse trabalho se concentra na obtenção de novos dados experimentais na região de energia de 100-500 keV/u.m.a., para o freamento de Ti, V, Cr, Co, Ni em Au e Ge e de Ti e Cr em Pb. Os dados experimentais com os íons de Ti, V e Cr foram obtidos utilizando a técnica de espalhamento elástico, na qual o feixe primário é espalhado por átomos de um fino alvo ( 100µg/cm²). O feixe primário espalhado produz átomos do alvo com baixas energia em recuo numa determinada direção. Os experimentais com íons de Co e Ni foram obtidos utilizando um arranjo de ToF-E (Time of Flight - Energy ) que permite a medida do freamento ao longo de uma região contínua de energia. Nesta técnica, para a produção de um feixe com ampla distribuição em energia, o feixe primário monoenergético é espalhado por substrato de Au. Os dados experimentais foram comparados com as previsões da Teoria Binária (TB) e Aproximação de Convolução Unitária (ACU) e dos modelos semiempíricos de Ziegler, Biersack e Littmark (ZBL) e de Northcliffe e Schilling (NS). Apesar dos modelos descreverem razoavelvii mente bem os freamentos de Ti, V e Cr em Au, os dados experimentais para o freamento de Ni em Au, por exemplo, chegam a ser 2 vezes maiores que as previsões de ZBL.