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

Capítulo 4: Estudio de Parámetros Experimentales _________________________________________________
A la expresión para la intensidad de rayos x característicos asociada a la línea q del elemento j
perteneciente al sustrato, indicada en la ecuación (3.2) deben aplicarse las siguientes correcciones:
1. Corrección por atenuación de la radiación emitida en las capas de carbono y óxido. Para ello
se agrega a la expresión (3.2) el factor:
−( µ CρCzC
+ µ OxρOxzOx
) cosec( TOFF)
e
(4.48)
donde los subíndices C y Ox hacen referencia al carbono y óxido, respectivamente y los
coeficientes de atenuación µ deben evaluarse en la energía de la línea j del elemento q.
2. Corrección por fracción de energía perdida. Todos los parámetros que en las ecuaciones (3.2)
a (3.11) eran evaluados en la energía nominal E o , ahora deben evaluarse en E o f E , siendo f E la
fracción de energía perdida por electrón incidente –dada por la ecuación (4.32).
3. Corrección por pérdida de una fracción f N de electrones incidentes. La corriente de sonda i en
la ecuación (3.2) se reemplaza por el valor i´= i f N .
4. Corrección en el coeficiente de electrones retrodispersados. El coeficiente de electrones
retrodispersados del sustrato, involucrado en el cálculo de la función distribución de
ionizaciones debe ser corregido de la siguiente manera (164):
η
sust
= η
o 1 cos
sust e −
donde η sust y η o sust son los coeficientes de electrones retrodispersados para incidencia
formando un ángulo θ ó 0, respectivamente, con respecto a la normal a la superficie de la
muestra.
Finalmente, en la predicción del bremstrahlung emitido por el sustrato –ecuación (3.3)– para una
energía E debe reemplazarse el valor de E o por E o f E , y además debe agregarse una corrección por
absorción en las capas, análoga a la expresión (4.48), donde los coeficientes de atenuación másica
deben ser evaluados en E.
Hasta aquí hemos descrito las expresiones introducidas en el programa para dar cuenta de los
efectos del recubrimiento de carbono realizado sobre un sustrato cualquiera, y para el caso de muestras
metálicas mono-elementales considerando que además del recubrimiento puede existir una capa de
óxido formada espontáneamente. Esto limita bastante el rango de muestras abarcado, motivo que nos
llevó a realizar estudios posteriores para incluir en el programa la posibilidad de tener una película de
cualquier composición sobre un sustrato de composiciones arbitrarias, sin relación estricta entre las
concentraciones y/o elementos de la película y del sustrato. Para ello, las expresiones para f E , f N y θ
dadas en las ecuaciones (4.32), (4.35) y (4.39) deben extenderse para incorporar cualquier capa de
espesor z film , densidad ρ film y número atómico medio Z film (el cual es el promedio de los números
atómicos de los elementos de la capa, pesado por sus concentraciones másicas). La manera más
natural de extender estas ecuaciones es tomar ρz=ρ C z C +ρ film z film y S=Z C ρ C z C +Z film ρ film z film . La validez de
estas nuevas expresiones fue chequeada en el marco de esta tesis mediante simulaciones Monte Carlo
para el caso de capas mono-elementales sobre sustratos arbitrarios, obteniendo resultados
promisiorios. No obstante, estudios más profundos deben realizarse para evaluar la calidad de las
correcciones para otros tipos de películas delgadas.
Para el caso de capas de composición arbitraria, agregamos a la predicción del espectro, los picos
característicos K y L asociados a cada uno de los elementos de la película mediante expresiones
similares a la dada en la ecuación (4.46). Además, a los picos característicos de los elementos del
sustrato se le aplicó la corrección 1 reemplazando µ Ox ρ Ox z Ox por µ film ρ film z film y las correcciones 2 a 4
utilizando las nuevas expresiones para f E , f N y θ.
( θ )
86