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

Capítulo 4: Estudio de Parámetros Experimentales _________________________________________________
para otros detectores si se sigue el procedimiento descrito en este trabajo. Además, es posible
interpolar los valores de t j,q y β j,q para energías no analizadas que pertenecen al rango estudiado.
Debido a que los parámetros de asimetría dependen sólo de la energía del fotón y no del elemento
considerado, estos valores pueden ser usados para líneas L o M de elementos pesados, cuyas líneas
características caigan dentro del rango estudiado.
4.1.3 Eficiencia de un detector dispersivo en energías
Para determinar la eficiencia intrínseca ε´EDS de un detector dispersivo en energías debe tenerse
en cuenta que, para que un fotón sea correctamente contado, debe llegar a la zona activa del detector,
pasando a través de distintas capas: la ventana (que mantiene el sistema en vacío), el contacto óhmico
y la capa muerta (DL), donde la colección no es posible. Teniendo esto en cuenta y usando la ley de
Beer-Lambert –ecuación (2.10) –, la eficiencia intrínseca del detector ε´O.A en el área abierta, es decir,
en el área que no está tapada por la grilla de soporte (ver subsección 2.3.1 del capítulo 2), está dada
por:
ε'
O
. A .
det
( )
− ( µρx )
win − ( µρx )
Oh − ( µρx )
DL
− ( µρx )
= e e e 1 − e
(4.5)
donde (µρx) i es el producto del coeficiente del absorción másico, la densidad y el espesor de la capa i
del detector. El primer factor del lado derecho de la ecuación (4.5) está relacionado con la atenuación
de los fotones incidentes en la ventana, el segundo tiene en cuenta las pérdidas de fotones en el
contacto óhmico, el tercero está relacionado con la absorción en la capa muerta y el último tiene en
cuenta la probabilidad de que un fotón sea absorbido en la zona activa del detector.
Considerando además la grilla que actúa como soporte en el caso de ventanas ultradelgadas, la
siguiente expresión puede obtenerse para la eficiencia intrínseca:
ε'
EDS
O . A .
O . A .
− µ Si ρ Si x Grid
( − f ) ε' e
= f ε' + 1 (4.6)
O . A .
O . A .
donde f O.A es la fracción de área abierta (no tapada por la grilla), x Grid es el espesor de la grilla de
soporte y µ Si y ρ Si son los coeficientes de absorción másica y la densidad del material de la grilla
(generalmente de silicio), respectivamente. El primer término de la ecuación (4.6) tiene en cuenta la
llegada de los fotones al área abierta del detector, mientras que el segundo da cuenta de los fotones
que arriban al detector atravesando la grilla de soporte.
Para el detector dispersivo en energías del LabMEM de la Universidad de San Luis (ver capítulo
3, sección 3.1 para más detalles del equipo), usando un espesor de capa muerta de 70 nm, se obtiene la
curva para la eficiencia ε´EDS mostrada en la figura 4.8. Para el cálculo de ε´EDS , los coeficientes de
atenuación másica fueron obtenidos con el programa FFAST (115), el cual tiene una base de datos
mejor que el programa XCOM (114) para energías bajas.
Como puede verse en el gráfico 4.8, la eficiencia varía considerablemente para energías entre 0 y
2 keV. Para bajas energías, la curva puede ser bien aproximada por la línea de puntos, que representa
la eficiencia obtenida excluyendo el área ocupada por la grilla de soporte, es decir, que corresponde a
la eficiencia de un detector con un área efectiva igual a f O.A .
Para fotones de mayor energía, la curva tiende a la que se obtiene considerando toda el área del
detector como área efectiva, es decir, ignorando la grilla de soporte. Esta tendencia es esperada ya que
los fotones de mayor energía tienen mayor probabilidad de atravesar la grilla y llegar al área activa del
detector. Por otro lado, si la energía del fotón es suficientemente grande (mayor que 20 keV) puede
ocurrir que dichos fotones traspasen el área activa del detector y por lo tanto la eficiencia se hace
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