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

Capítulo 3: Equipamiento y Métodos Utilizados ___________________________________________________
fluctuaciones de la carga eléctrica medidas por el detector para una misma energía y vale
aproximadamente 0,1 para detectores EDS (68).
En el caso de espectrómetros WDS, el ancho asociado al sistema de detección es más difícil de
predecir teóricamente. Una deducción del ancho asociado a estos espectrómetros fue realizada en mi
trabajo final de licenciatura (104). Si asumimos que la curva de reflectividad del cristal es una delta de
Dirac alrededor del ángulo de Bragg, el proceso de pérdida de resolución experimental estaría
gobernado por la precisión de movimiento del cristal analizador. Con esta hipótesis, partiendo de la
ley de Bragg se obtiene para la resolución experimental σ la siguiente expresión (105):
2
⎛ 2d
⎞
σ = ∆θ E ⎜ E⎟
−1
(3.13)
⎝ hc ⎠
donde ∆θ es el paso angular del cristal (que debe medirse en radianes); d, el espaciamiento entre sus
planos atómicos; h, la constante de Planck y c la velocidad de la luz en el vacío. La expresión anterior
es una cota mínima para la resolución experimental, pues también contribuyen factores como la
divergencia del haz incidente, y el apartamiento de la curva de reflectividad del cristal analizador de
una delta de Dirac (66).
Picos espurios
A la expresión (3.2) que predice analíticamente la intensidad medida, deben sumarse los picos
espurios introducidos por el sistema de detección: picos de escape, picos suma y pico de fluorescencia
interna. El programa tiene incorporados los picos espurios sólo para sistemas EDS, ya que, como
dijimos en la subsección 2.3.5 del capítulo 2, estos picos son de menor importancia en sistemas WDS.
Para la predicción de los picos de escape se utiliza en el programa la expresión dada por Statham –
ecuación (2.21)–, multiplicada por una constante que se puede refinar. En este trabajo, incorporamos
al programa todos los picos suma debido al ingreso coincidente de dos fotones característicos al
detector, despreciando la posibilidad de picos suma debido a los fotones del fondo o a la coincidencia
de tres fotones o más. La intensidad de estos picos suma se toma como proporcional al producto de las
intensidades características predichas (considerando sólo los fotones que logran salir de la muestra).
La constante de proporcionalidad es única para todos los picos suma y es un parámetro refinable en el
programa. Finalmente, el programa incorpora un pico gaussiano en la energía Si-Kα para tener en
cuenta el pico de fluorescencia interna del Si. Su altura se toma como un parámetro refinable dado que
es muy difícil predecirla porque, como se mencionó en el capítulo anterior, depende de manera
complicada del espectro de fotones y de la geometría del detector. No obstante, cuando el silicio está
presente en la muestra, se hace necesario determinar la altura del pico de fluorescencia interna en una
muestra de composición similar, pero sin silicio.
Recubrimiento con carbono y oxidación superficial
Como parte de las actividades de esta tesis, incorporamos en la predicción del espectro los efectos
que tienen lugar en el recubrimiento conductor de carbono que suele realizarse en microanálisis para
muestras no conductoras. Dichos efectos, están relacionados con la absorción de los rayos x emitidos
por la muestra, y la generación de fotones en dicha capa. Incorporamos también los efectos en el
espectro relacionados con una capa de óxido superficial, el cual suele crecer espontáneamente en
muestras de carácter metálico. Las expresiones incorporadas serán descritas en el capítulo 4.
44