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

Capítulo 2: Consideraciones Generales _________________________________________________________
En el caso de las transiciones Coster Kronig, la probabilidad de transferir una vacancia de la capa
A i a la A j se denota por f i,j . Notar que con esta definición i debe ser menor que j.
2.1.2 Las líneas satélites
La posibilidad de la reorganización no radiativa de un átomo ionizado en una capa interna tiene
tres consecuencias importantes en el espectro de rayos x (42): influye en el ancho de las líneas de
emisión, influye en la intensidad de las líneas de emisión, y causa la aparición de líneas satélites. Las
líneas características de emisión de rayos x (o líneas de diagrama) usualmente están acompañadas de
estas líneas satélites (cuyas energías no corresponden a diferencias de energía entre dos niveles), las
cuales son conocidas como “estructura fina del espectro”. Estas estructuras satélites tienen distintos
orígenes y pueden proveer información de los procesos de correlación electrónica, dinámica de
excitación, relajación, estructura atómica y entorno químico del átomo emisor (43).
Para poder observar experimentalmente estas estructuras es necesario contar con espectrómetros
de buena resolución y una buena estadística de conteo, ya que las mismas son muy débiles y además
se encuentran muy cercanas a las transiciones de diagrama (separadas alrededor de 20 eV o menos).
En las secciones siguientes haremos referencia al origen y clasificación de las líneas satélites que
aparecen en la región del espectro de emisión K, estudiado en esta tesis.
Líneas satélites producidas por multivacancias
Resultan de reacomodamientos electrónicos simultáneos con el proceso de ionización durante los
mecanismos de desexcitación de los átomos ionizados (43). Generalmente aparecen con energía
mayores que el pico principal y son el resultado de transiciones en presencia de agujeros espectadores
producidos por ionización múltiple. La presencia de una vacancia o agujero espectador no llenado
durante una transición es responsable de la distorsión de los niveles de energía atómicos, y luego, de la
existencia de líneas conocidas como líneas satélites de ionización múltiple. La energía e intensidad de
estas líneas depende del nivel donde se encuentre/n el/los agujero/s espectador /es y de la probabilidad
de generación de vacancias múltiples respectivamente.
En el caso de líneas K, cuatro mecanismos participan en la creación de agujeros espectadores:
procesos shake-off, shake-up, two-step-one (TS1) y two-step-two (TS2) (44). Los primeros dos
mecanismos también se conocen como mecanismos de un paso (one-step) y consisten en la eyección
de un electrón atómico hacia el continuo (shake-off) o la excitación hacia un nivel ligado desocupado
(shake-up) debido al cambio repentino en el potencial atómico que ocurre luego de una ionización en
una capa interna (45). Los últimos dos procesos se conocen como mecanismos de dos pasos (twostep).
En los mecanismos TS1, el electrón eyectado luego de la primera colisión interactúa con otro
electrón ligado del mismo átomo creando una nueva vacancia. Por otro lado, TS2 hace referencia a un
proceso en el cual ambas vacancias se generan secuencialmente por la misma partícula incidente. Por
este motivo, el proceso TS2 no es posible para excitación con fotones. La probabilidad de los
mecanismos de un paso es independiente de la partícula incidente, mientras que, para los mecanismos
de dos pasos, depende de la energía y del tipo de proyectil. El proceso TS2 es el responsable de que las
líneas satélites de ionización múltiple sean tan intensas como las líneas principales cuando se
bombardea la muestra con iones pesados (46). A modo de ejemplo, en la figura 2.2 se muestra el
espectro Kα de aluminio y las líneas satélites, medido por Mauron et. al (47) bajo diferentes
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