Estudio de parámetros atómicos y moleculares en ... - FaMAF

______________________________________________________________ Capítulo 9: Conclusiones Finales
f N y θ obtenidos mediante simulación Monte Carlo, propusimos una serie de correcciones a la
predicción del espectro de rayos x para tener en cuenta la atenuación y deflexión del haz de electrones
incidente, e incorporamos además efectos relacionados a la emisión de picos característicos de la capa
conductora y óxido superficial y la atenuación en las capas de los rayos x emitidos por el sustrato.
Hemos mostrado con algunos ejemplos que las correcciones implementadas permiten describir el
espectro satisfactoriamente (capítulo 4).
Las correcciones mencionadas en el párrafo anterior involucran una serie de factores para los que
deben asumirse ciertos modelos, los cuales tienen asociadas incertezas, como por ejemplo la eficiencia
del detector para bajas energías. Otro de los factores de los que dependen las correcciones es el
espesor de las capas consideradas. Este último parámetro, la mayoría de las veces no es conocido. Por
este motivo, decidimos incorporarlo al algoritmo de optimización como un parámetro refinable. De
esta manera se pueden estimar los espesores de dichas capas, sin perder de vista que se han utilizado
modelos (con incertezas asociadas) para el resto de los factores que aparecen en las correcciones, por
lo que el espesor estimado será más exacto, mientras mejores sean los modelos implementados.
No nos quedamos conformes incluyendo sólo correcciones por recubrimiento conductor y
oxidación superficial. Hoy en día, hay muchas muestras (sobre todo las de interés tecnológico) que
consisten de una (o varias) capas de espesor nanométrico soportado sobre algún sustrato, donde los
elementos del sustrato y de las capas no presentan ninguna relación definida, es decir, a veces la capa
depositada no es un óxido ni un compuesto del sustrato, sino que es otro compuesto, que puede
contener o no elementos comunes al sustrato. Esto nos llevó a extender las correcciones mencionadas
anteriormente, para contemplar la presencia de una película de composición arbitraria sobre un
sustrato de composición también arbitraria. Si bien estas correcciones fueron muy útiles para la
determinación de secciones eficaces (que comentaremos más abajo), todavía no hemos explotado la
potencialidad y precisión de estas expresiones para determinar espesores (ni la sensibilidad a pequeñas
variaciones de los mismos) a partir del espectro de emisión de rayos x.
Una vez que finalizamos con la caracterización instrumental, nos abocamos a estudiar algunos
parámetros atómicos. Una de las primeras tareas que realizamos fue completar la caracterización de la
estructura del espectro M en elementos pesados (Pb, Bi, Th y U). La implementación de la función
Voigt nos permitió determinar anchos naturales (capítulo 5); de esta manera contribuimos a la
literatura con datos para este parámetro (algunos de los cuales no habían sido reportados previamente,
según nuestro conocimiento).
Luego nos dedicamos a estudiar la estructura fina del espectro K (capítulo 5). Cuando se mide con
buena resolución, comienzan a verse ciertas estructuras en el espectro de emisión: los picos se
desdoblan, se deforman, aparecen picos “nuevos” poco intensos, entre otras cosas. Las estructuras que
aparecen permiten obtener información más fina del átomo emisor y de diversos mecanismos que dan
lugar a la relajación atómica. En este trabajo, comenzamos estudiando el espectro K para elementos
puros.
Cualitativamente, vimos que estos espectros están constituidos básicamente por las líneas de
diagrama y por líneas satélites, algunas de las cuales se encuentran hacia el lado de altas energías del
pico principal, y se deben principalmente a ionizaciones múltiples y otras bandas satélites, ubicadas
hacia el lado de bajas energías asociadas a transiciones Auger radiativas. Cuantitativamente,
estudiamos la dependencia con el número atómico de los corrimientos de energía e intensidad relativa
de estas estructuras satélites.
Los mecanismos principales que dan lugar a la generación de vacancias múltiples pueden
dividirse en cuatro grupos: procesos shake up, shake off, TS1 y TS2. Si bien una discusión de estos
procesos fue dada a lo largo de esta tesis, queremos remarcar que, de estos cuatro procesos, los de tipo
175