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Espectroscopia de
      Superficies
         Javier García Molleja
   Iones de energía ~keV no penetran muy
    profundamente, por lo que sirven para
    analizar superficies.
   La técnica es de retrodispersión de
    Rutherford, por lo que se analiza el ángulo
    incidente y emergente de la partícula
    proyectil y la diferencia de energía cinética.
   Las partículas retrodispersadas en zonas
    profundas no serán detectadas, puesto que
    emergen eléctricamente neutras.

Dispersión de             iones      de     baja
energía (LEIS)
   Con analizadores precisos, LEIS otorga
    mucha   información   de   la  primera
    monocapa.




Dispersión de         iones    de    baja
energía (LEIS)
 Las relaciones cinemáticas se cumplen en LEIS
  (conservación de la energía).
 La resolución de masa depende de la resolución
  energética del detector.
 Existe incertidumbre en la sección eficaz de
  dispersión absoluta y en la probabilidad de
  neutralización.
 Se     minimiza    usando     iones    difícilmente
  neutralizables y detectores indiferentes al estado
  de la carga.
 La sección eficaz de dispersión se estima
  recurriendo     a   potenciales     de    Coulomb
  apantallados.

Dispersión de             iones       de      baja
energía (LEIS)
Dispersión de    iones   de   baja
energía (LEIS)
 El análisis cuantitativo es posible si el
  potencial de dispersión es conocido.
 La resolución de la masa mejora usando
  proyectiles de gran masa.




Dispersión de        iones     de    baja
energía (LEIS)
 La pérdida energética de iones ligeros
  sigue un patrón definido.
 (dE/dx) o      sirven para determinar la
  composición con la profundidad.
 La energía de frenado de un material con
  impurezas está en función principalmente
  del material anfitrión.




Perfiles   de   profundidad          con
dispersión de Rutherford
Perfiles   de   profundidad   con
dispersión de Rutherford
   El haz pierde energía conforme penetra en el
    sólido.
   Una vez que se dispersa un proyectil pierde
    energía hasta su salida.
   Se puede determinar la pérdida de energía.
   Para películas delgadas la pérdida es lineal
    con el espesor.
   Conociendo la dispersión entre superficie e
    interfase se conoce la pérdida de energía.


Perfiles   de   profundidad                con
dispersión de Rutherford
 El   cociente    entre     alturas  da la
  composición de la capa.
 El rendimiento es casi el producto de la
  señal de la altura por la de energía.




Perfiles   de   profundidad           con
dispersión de Rutherford
Perfiles   de   profundidad   con
dispersión de Rutherford
 El sputtering erosiona la superficie, por lo
  que podemos estudiar su composición a
  partir de las especies eyectadas.
 Pueden salir neutros o cargas, simple o
  múltiples veces, de manera negativa o
  positiva.
 SIMS es de mucha sensibilidad, analiza la
  composición superficial y el perfil de
  profundidad.

Espectrometría de masas de iones
secundarios (SIMS)
 El haz se focaliza al cráter de la superficie.
 Los espectros son de mucha complejidad.




Espectrometría de masas de iones
secundarios (SIMS)
   Las partículas eyectadas emergen del
    sólido con una distribución de energías
    correspondientes a las fluctuaciones del
    número de colisiones.




Espectrometría de masas de iones
secundarios (SIMS)
 La dependencia en la composición puede
  ser ignorada si hay proporciones mínimas
  de impurezas (<1 ppm).
 SIMS puede analizar el hidrógeno en un
  rango amplio de concentraciones.




Espectrometría de masas de iones
secundarios (SIMS)
   El rendimiento de los iones secundarios es
    muy sensible a la presencia de iones en la
    superficie del blanco pudiendo provocar
    neutralización.




Espectrometría de masas de iones
secundarios (SIMS)
   La    probabilidad
    de neutralización
    depende de la
    estructura      en
    bandas del sólido
    y de los niveles
    atómicos del ión
    eyectado.
   Se puede colocar
    capa de óxido
    para mejorar.

Espectrometría de masas de iones
secundarios (SIMS)
 Para evitar el uso de capas de óxidos se
  puede determinar la composición a través
  de neutros.
 Los detectores necesitan de iones, por lo
  que es necesaria una cámara de
  postionización mediante plasma de baja
  presión.
 Se coloca una rejilla para que solo entren
  neutros en la cámara.

Espectrometría   de   masas             de
neutros secundarios (SNMS)
Espectrometría   de   masas   de
neutros secundarios (SNMS)
 El factor de postionización depende de los
  parámetros del plasma, la ionización por
  impacto electrónico y el tiempo de vuelo
  en la cámara.
 La probabilidad de ionización es casi nula.




Espectrometría   de   masas              de
neutros secundarios (SNMS)
 Si el factor de postionización no depende
  de la muestra la calibración es fácil.
 SNMS tiene una sensibilidad similar a
  SIMS.
 El rendimiento en SNMS no se puede
  alterar variando las propiedades del
  sustrato.




Espectrometría   de   masas            de
neutros secundarios (SNMS)
 Explica la interacción del haz iónico con la
  estructura atómica superficial.
 Se calcula la sombra creada por la
  dispersión del proyectil con el átomo más
  externo.




Interacción superficial mediante el
modelo de dos átomos
 La distribución de flujo del segundo átomo
  bajo el cono de sombra es muy abrupta.
 La curvatura ocurre dentro de una
  distancia menor que la amplitud térmica
  de vibración.
 El espectro lo domina el pico de superficie
  de interacciones de las primeras capas.




Interacción superficial mediante el
modelo de dos átomos
 La intensidad de dispersión del segundo
  átomo es la superposición de la
  distribución gaussiana de su posición con
  la distribución de flujo.
 Si <Rc el más externo ensombrecerá a
  su fila.
 Tiene influencia en la retrodispersión de
  monocristales limpios.


Interacción superficial mediante el
modelo de dos átomos
   Con canalización se suprime la dispersión de
    un sustrato de cristal puro.
   No    se     suprime   la   dispersión desde
    recubrimientos amorfos.
   Se detectan impurezas y la estructura
    superficial.
   Con geometría de salida rasante se mejora el
    rendimiento.
   La colocación del detector es importante a la
    hora de relacionar ancho de energía
    detectada e intervalo de profundidad.


Análisis de películas               delgadas
mediante canalización
 Estirando la escala de profundidad
  aumentan las dispersiones en un espesor
  dado.
 Se elimina el efecto de la masa del cristal.
 La resolución de profundidad es mayor
  que el espesor de la capa superficial.




Análisis de películas             delgadas
mediante canalización
 Las    espectroscopias     electrónicas se
  utilizan para caracterizar los diferentes
  modos de crecimiento.
 Se irradian muestras con fotones y se
  espera detectar electrones característicos
  de la superficie sin deflectar.
 Hay cuatro tipos comunes de crecimiento.



Influencia de la morfología de la
película delgada en la atenuación
electrónica
 Capa a capa (Franck-Van der Merwe): se
  atenúan los electrones del sustrato
  conforme se va depositando una capa tras
  otra.
 La curva que se obtiene es lineal a trozos
  con envolvente exp(-nt/ ).




Influencia de la morfología de la
película delgada en la atenuación
electrónica
 Capa única más islas (Stranski-
  Krastanov): se deposita una capa
  seguidamente de un cúmulo de islas.
 No hay fórmula analítica simple.
 El rendimiento es finito y no se aproxima
  a cero.



Influencia de la morfología de la
película delgada en la atenuación
electrónica
 Islas (Volmer-Weber): cuando solo se
  depositan islas sobre el sustrato.
 El   decaimiento    no    es    exponencial
  conforme aumenta el espesor.
 El rendimiento siempre es alto por
  fracciones de sustrato nunca cubiertas.
 Su estudio requiere análisis experimental
  detallado.

Influencia de la morfología de la
película delgada en la atenuación
electrónica
   Deposición estadística: los átomos
    depositados se localizan siguiendo la
    distribución de Poisson.




Influencia de la morfología de la
película delgada en la atenuación
electrónica
   Se obtiene información en la pérdida de
    energía de electrones cuando atraviesan una
    muestra o se reflejan.
   EELS se utiliza con electrones con energías
    entre 1 eV y 100 keV.
   Con baja energía se estudia la superficie y los
    estados      vibracionales     de     moléculas
    absorbidas.
   Con alta energía se analizan los plasmones,
    además de excitaciones e ionizaciones de
    niveles internos, característicos del elemento.

Espectroscopia      de     pérdida
energética electrónica (EELS)
 Mejoran resultados si
  se puede entregar de
  manera        continua
  energía al electrón
  ligado.
 La    sección   eficaz
  favorece los procesos
  de excitación.
 Se puede analizar así
  la     densidad     de
  estados desocupados.


Espectroscopia      de     pérdida
energética electrónica (EELS)
 En el espectro domina el plasmón másico.
 Esta resonancia involucra a todos los
  electrones de valencia.
 El plasmón entonces nos permite conocer
  la composición.
 También estima la cantidad relativa de
  dispersión    plural,   activándose  sus
  armónicos en ciertas condiciones.


Espectroscopia      de     pérdida
energética electrónica (EELS)
 EELS      excita    también    electrones
  internos, cuyos electrones sobrepasan
  entonces el nivel de Fermi.
 Con esto se puede estimar la densidad de
  estados.
 Las transiciones interbanda son difíciles
  de interpretar.
 EELS analiza pequeñas áreas (100 nm)
  pero no detecta impurezas.

Espectroscopia      de     pérdida
energética electrónica (EELS)
   Las diferencias de altura en los escalones
    en el espectro de pérdidas ayuda a
    conocer la concentración.




Espectroscopia      de     pérdida
energética electrónica (EELS)
   Cuando       un      electrón
    incidente de dispersa de
    una     fila  ordenada     de
    átomos su dispersión crea
    ondulaciones      en    cada
    átomo, que interferirán
    entre sí.
   La              interferencia
    constructiva crea un frente
    de ondas que dará lugar a
    un cono de detección para
    el electrón dispersado.
   En dos dimensiones la
    intersección entre conos da
    un número fijo de líneas
    donde se detectará.


Difracción electrónica              de   baja
energía (LEED)
 En una pantalla que interseque las líneas
  observaremos manchas que pueden ser
  indexadas.
 Se pueden evitar electrones secundarios y
  también evaluar la intensidad de las
  manchas.




Difracción electrónica         de    baja
energía (LEED)
   LEED revela la periodicidad de los átomos de
    la superficie y la simetría global de esta, no
    la posición atómica detallada.
   Se debe a la aparición de manchas de orden
    ½.
   Pero conociendo la simetría se puede
    predecir la configuración espacial real.
   El patrón cambia cuando se altera la
    periodicidad.
   Se pueden aplicar energías medias o
    reflexión de alta energía, pero con geometría
    de ángulo rasante.

Difracción electrónica               de     baja
energía (LEED)
 Se    pueden     combinar     técnicas    de
  determinación de fase con las de
  determinación de la composición.
 Con rayos X analizamos capas de decenas
  de nm.
 La   penetración     se    reduce    usando
  geometría de ángulo oblicuo.
 Las fases cristalinas se identifican por sus
  patrones característicos.

Difracción de rayos X con ángulo
oblicuo
 Se mejora la resolución angular y los
  datos estructurales son más exactos.
 La exposición ha de ser larga por su baja
  intensidad.
 La difracción se basa en la ecuación de
  Bragg,    que    da    la   condición  de
  interferencia constructiva.




Difracción de rayos X con ángulo
oblicuo
 Para películas delgadas se necesita haz
  monocromático incidiendo en rasante.
 En el difractómetro de Seemann-Bohlin
  los focos de los haces incidente y
  difractado quedan en una circunferencia.
 En la cámara de Read el haz incidente es
  colimado por dos minúsculas aberturas y
  los patrones en todos los ángulos son
  registrados simultáneamente.

Difracción de rayos X con ángulo
oblicuo
Difracción de rayos X con ángulo
oblicuo
   Si se analiza un policristal se captarán anillos
    en una cámara de Read.
   La posición angular permite la identificación
    del material comparando con recopilaciones.
   Con un difractómetro de Seemann-Bohlin se
    analiza un corte de los anillos.
   Es necesario analizar el vector de red
    recíproca.
   Es importante obtener el parámetro de red.


Difracción de rayos X con ángulo
oblicuo
   Los rayos X nos permiten determinar el
    espesor durante el crecimiento, así como el
    compuesto que se deposita.
   Al cambiar la estructura cambian las
    reflexiones.
   La intensidad integrada del pico da el
    volumen total irradiado.
   En capas uniformes la intensidad es
    proporcional con el espesor de la película.
    También se obtiene del cálculo de factores
    geométricos.

Difracción de rayos X con ángulo
oblicuo
 La difracción electrónica de una red
  cristalina es un proceso cinemático de
  dispersión que verifica la ecuación de
  Bragg.
 Nos permite identificar la estructura del
  sólido.
 Se    adelgaza   la   muestra     mediante
  corrosión química o barrido iónico.
 El haz tiene una energía entre 50 y 200
  keV.

Microscopía         de      transmisión
electrónica
 Para monocristales el patrón de difracción
  en TEM son manchas.
 Para policristales texturados se tiene la
  superposición de anillos y manchas.
 Para muestras amorfas o totalmente
  policristalinas el patrón es solo de anillos.




Microscopía          de       transmisión
electrónica
Microscopía   de   transmisión
electrónica
 La estructura se determina a partir de
  tablas o programas informáticos.
 Si se irradia con iones de rango mayor
  que el espesor de la capa se provocan
  transformaciones de fase.
 TEM tiene el inconveniente de que es una
  técnica altamente destructiva.
 El análisis de superredes mediante TEM
  da buenos resultados.

Microscopía        de      transmisión
electrónica
 Es uno de los tres procesos que provocan
  la atenuación de un haz fotónico al entrar
  en un sólido.
 Otro      efecto     es    la    dispersión
  Compton, donde se capta la longitud de
  onda      de     la   energía   dispersada
  elásticamente.
 El    tercero     es  la   producción    de
  pares, donde se generan electrones y
  positrones.

Absorción de rayos X
   Para analizar materiales se utilizan rangos
    de energías que aseguren que predomine
    el efecto fotoeléctrico.




Absorción de rayos X
 Es de gran trascendencia el coeficiente
  de absorción / , que depende de la
  energía.
 Los espectros de absorción de rayos X
  muestran cimas cuando un electrón ligado
  se lleva al primer nivel no ocupado.




Absorción de rayos X
   Se varía la energía de rayos X para
    completar el estudio.




Absorción de rayos X
 Se ha de trabajar con fotones de energía
  mayor a la de ligadura.
 Se puede usar este efecto como filtro para
  dar lugar a radiación monocromática.




Absorción de rayos X
 Por encima de las cimas de absorción se
  revela la estructura fina del átomo.
 Se observa una región oscilante en la
  absorción.
 Surgen por efectos de interferencia en la
  dispersión del electrón saliente por los
  átomos cercanos.
 EXAFS determina el tipo y número de
  átomos rodeando al absorbente.

Estructura fina extendida a             la
absorción de rayos X (EXAFS)
 Se sondean 0,6 nm alrededor de cada
  especie.
 Es necesario para EXAFS usar radiación
  sincrotrónica por la intensidad del haz, su
  monocromaticidad y la posibilidad de
  variación.




Estructura fina extendida a               la
absorción de rayos X (EXAFS)
   El electrón saliente posee una función de
    onda esférica.
   Las    ondulaciones    llegan  al   átomo
    vecino, donde serán dispersadas.
   Esta dispersión creará interferencias con
    el electrón saliente.
   Pueden considerarse vibraciones térmicas
    y eventos inelásticos.
   Esto se traduce en un término de
    amortiguamiento.

Estructura fina extendida a               la
absorción de rayos X (EXAFS)
 La oscilación sinusoidal depende de las
  distancias interatómicas y del cambio de
  fase.
 Conociendo la intensidad y haciendo una
  transformada de Fourier conocemos dicha
  distancia y la estructura local.




Estructura fina extendida a            la
absorción de rayos X (EXAFS)
 Consta de un cuanto de energía
  transferido a un electrón ligado.
 Este, si recibe la energía suficiente,
  emergerá a la superficie como libre.
 Su energía dependerá de la energía del
  fotón y de su energía característica de
  ligadura.
 No   han de ocurrir colisiones para
  determinar su naturaleza, luego se
  sondean solo profundidades de 1-2 nm.

Espectroscopia fotoelectrónica de
rayos X (XPS)
   La   fuente    son     fotones obtenidos    al
    bombardear con electrones blancos de Mg o
    Al.
   Hay que considerar la radiación de frenado.
   Para conseguir un haz de energía definida
    hay que utilizar monocromadores.
   UPS es una técnica similar pero se usan
    fotones ultravioletas.
   Se obtienen con una lámpara de descarga de
    He.


Espectroscopia fotoelectrónica de
rayos X (XPS)
Espectroscopia fotoelectrónica de
rayos X (XPS)
 Como      detectores     no      se
  utilizan los espectrómetros
  electrónicos       de      campo
  magnético.
 En     los    deflectores       los
  electrones viajan a través de
  las líneas equipotenciales.
 En los de tipo espejo se
  atraviesan                  líneas
  equipotenciales y se reflejan
  mediante electrodos.
 El    más utilizado es el
  analizador      cilíndrico       de
  espejo (CMA).
 Se    basa en la ganancia
  conseguida          por         los
  canaltrones.



Espectroscopia fotoelectrónica de
rayos X (XPS)
 Las intensidades o el área de los picos
  dependen de la sección eficaz, de la
  longitud de onda, del espectrómetro, de la
  rugosidad superficial y la presencia de
  estructuras satélite.
 Las secciones eficaces dependen del
  número atómico.
 Hay que considerar la probabilidad de
  creación de un electrón libre y la de que
  sea detectable.



Análisis cuantitativo con XPS
 La probabilidad de que el fotoelectrón
  salga del sólido sin colisiones es una
  exponencial decreciente.
 No todos influyen en la creación de
  vacancias en el estado fundamental.
 Los estados excitados hacen decrecer la
  intensidad de los picos.
 La eficiencia depende del entorno químico
  y de la energía cinética del electrón.


Análisis cuantitativo con XPS
 La intensidad del pico posibilita un análisis
  químico que se simplifica si la eficiencia
  no cambia.
 Los     cálculos       suponen      muestra
  llana, homogénea, limpia y distribución
  isótropa de fotoelectrones.
 XPS es sensible a capas superficiales, a la
  sección eficaz y el ruido.




Análisis cuantitativo con XPS
   Con un haz de electrones se excita una
    pequeña región superficial.
   La radiación X emitida por la muestra
    sondeada (del orden de micrómetros) nos
    permite conocer la distribución lateral.
   En el análisis de materiales interesan las
    líneas K y L.
   La    detección   se   puede     realizar  con
    espectroscopia dispersiva de energía (la señal
    depende de la energía) o con espectroscopia
    dispersiva de longitud de onda (con un cristal
    se miden líneas de cumplan la ley de Bragg).



Microsonda electrónica
   Los cambios químicos no afectan la
    energía de ligadura puesto que los niveles
    involucrados         son         alterados
    simultáneamente.




Microsonda electrónica
 Hay que atender a la anchura de las
  líneas energéticas.
 Su   origen está en el principio de
  incertidumbre de Heisenberg.




Microsonda electrónica
 EMA puede identificar los elementos de
  Z>10.
 El límite de detección es 50-100 ppm.
 La exactitud de EMA se sitúa en torno al
  1% si se comparan con patrones
  apropiados.
 Se analiza el rendimiento y se elimina el
  ruido producido por bremsstrahlung.


Microsonda electrónica:          análisis
cuantitativo
 Muestra y patrón han de medirse bajo las
  mismas condiciones.
 Conociendo K y la concentración de la
  muestra      patrón    conoceremos     las
  concentraciones de la muestra analizada.
 Para determinar la razón de concentración
  es necesario establecer una curva de
  calibración entre intensidades y átomos.


Microsonda electrónica:           análisis
cuantitativo
 La ecuación considera
  el cambio de sección
  eficaz       con      la
  profundidad debido a
  pérdida energética de
  electrones             y
  retrodispersiones.
 Si para EMA se utiliza
  un patrón es necesario
  aplicar    factores  de
  corrección          que
  consideren el número
  atómico, la absorción y
  la fluorescencia.


Microsonda electrónica:      análisis
cuantitativo
 La ionización de capas internas depende
  del campo eléctrico generado por una
  carga que pasa cerca.
 Protones y electrones generan campos
  eléctricos idénticos (sin considerar la
  carga y bajo consideraciones clásicas).
 Usando entonces protones la energía para
  esto es elevada.


Emisión de rayos X inducida por
protones (y helio) (PIXE)
   Con PIXE se obtiene en función de la
    energía y la masa del protón una curva
    universal para las secciones eficaces.




Emisión de rayos X inducida por
protones (y helio) (PIXE)
   La sección eficaz de producción de rayos X se
    relaciona con la de ionización mediante el
    rendimiento de fluorescencia.
   El máximo de la sección eficaz decrece con el
    número atómico o la energía de ligadura.
   PIXE     disminuye   el   ruido  de    fondo,
    aumentando la sensibilidad.
   Al usar PIXE protones decrece la probabilidad
    de radiación de frenado.
   PIXE permite detectar trazas y hacer análisis
    lateral.


Emisión de rayos X inducida por
protones (y helio) (PIXE)
   Una pistola electrónica genera un haz que
    crea vacancias que son ocupadas por
    electrones externos.
   La energía sobrante se aplica para eyectar
    otros    electrones   externos,    que  serán
    recogidos por un CMA.
   El espectro muestra picos de dispersiones
    elásticas    e   inelásticas,   plasmones   y
    excitaciones electrónicas.
   Es necesario aplicar una técnica derivativa
    para destacar los electrones Auger del ruido
    de electrones secundarios.

Espectroscopia            electrónica        de
Auger
Espectroscopia   electrónica   de
Auger
 El límite de detección de impurezas (1000
  ppm) depende de la resolución y el nivel
  de ruido.
 La diferenciación se realiza con una
  pequeña tensión alterna en el cilindro
  externo del CMA.
 Se realizan desarrollos en serie para
  obtener los datos.


Espectroscopia        electrónica      de
Auger
 El rendimiento para un átomo libre
  depende de la sección eficaz de ionización
  por impacto electrónico y la probabilidad
  de emisión de electrones Auger (de eV).
 En un sólido hay complicaciones por
  retrodispersión electrónica y la rugosidad.
 AES      es    muy      sensible     a    la
  superficie, detectando elementos de más
  de tres electrones en sus capas.

Espectroscopia         electrónica        de
Auger
   AES sirve para determinar la composición en
    función de la profundidad.
   Se recurre al uso de sputtering para analizar
    regiones cercanas a la superficie.
   Se obtienen curvas de altura de pico de
    Auger frente a tiempo de sputtering.
   Con una calibración se traduce por
    concentración frente a profundidad.
   El sputtering puede provocar entremezclado.
   AES es sensible a elementos ligeros y
    pesados y tiene gran resolución de
    profundidad.



Perfiles de profundidad de Auger
 AES             detecta
  contaminantes en la
  superficie e interfase
  que puedan afectar a
  las         reacciones
  químicas y eviten la
  interdifusión.
 AES      resuelve     la
  composición          de
  multicapas           de
  elementos cercanos
  en la tabla periódica.




Perfiles de profundidad de Auger
   Es una técnica sensitiva y no destructiva para
    detectar trazas de elementos de una
    muestra.
   Se bombardea el núcleo atómico y tras la
    reacción nuclear emitirá fotones gamma
    característicos y núcleos hijos.
   No interacciona con otras técnicas.
   El elemento se identifica por su vida media
    de la radiación.
   Se reduce el ruido cuando la radiación es
    máxima.




Análisis de activación
 La curva de decaimiento de una muestra
  de    varios    componentes     es  una
  superposición     de    los decaimientos
  independientes.
 Se detectan impurezas en materiales
  másicos (10-8-10-10 g).
 Con neutrones como haz incidente se
  logra alta penetración.
 Los perfiles de profundidad se realizan
  con técnicas de adelgazamiento.


Análisis de activación
Análisis de activación
 Se detectan los productos de la reacción
  nuclear mientras se realiza la irradiación.
 No llega a los límites de detección del
  análisis de activación.
 El perfil de profundidad se determina
  mediante retrodispersión, la pérdida
  energética del proyectil y la atenuación de
  la radiación emergente.
 No hay ruido para elementos ligeros.



Análisis de radiación inmediata
   En el método de análisis de la energía se
    usa un haz donde su energía afecta la
    sección eficaz de colisión.
   Se         pueden         usar       neutrones
    térmicos, emitiendo partículas cargadas
    isotrópicamente.
   Con neutrones la sección eficaz de reacción
    es mayor que la geométrica.
   Cerca de la superficie la energía es mayor.
   El rango varía entre 1 y 10 m y se puede
    analizar la difusión.




Análisis de radiación inmediata
   La reacción también puede inducirse con
    partículas cargadas.
   Su energía debe superar la barrera de
    Coulomb.
   El rendimiento depende de la sección eficaz
    diferencial de difícil expresión.
   Para átomos pesados no se da la reacción.
   No existe ruido por la alta energía de las
    partículas emitidas.
   Se pueden detectar impurezas.
   Se      eliminan       partículas dispersadas
    elásticamente colocando absorbentes.


Análisis de radiación inmediata
 Se relaciona la energía y la profundidad.
 Conociendo la sección eficaz y el factor de
  reacción se determina el perfil de
  concentración.
 Las excitaciones de los núcleos hijos
  pueden requerir un umbral energético
  para que se dé la reacción.




Análisis de radiación inmediata
   El método de resonancia varía la energía
    del haz hasta encontrar un pico en la sección
    eficaz.
   En la resonancia la energía emitida es muy
    alta, aprovechándose el pico para detectar
    trazas en el perfil de profundidad.
   Si fuera de la resonancia la sección eficaz es
    despreciable el rendimiento de la reacción
    está en función de la energía del haz.
   La energía de los iones disminuye en su paso
    por el material, por lo que la resonancia se
    dará en zonas profundas.



Análisis de radiación inmediata
   Los análisis minuciosos tienen en cuenta
    toda la sección eficaz y la diseminación.
   La curva de rendimiento se puede
    convertir en curva de concentración.
   Se determina la concentración absoluta de
    impurezas ligeras.
   Midiendo la concentración se puede
    determinar la profundidad.
   Esta técnica puede detectar hidrógeno.


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Espectroscopias superficiales

  • 1. Espectroscopia de Superficies Javier García Molleja
  • 2. Iones de energía ~keV no penetran muy profundamente, por lo que sirven para analizar superficies.  La técnica es de retrodispersión de Rutherford, por lo que se analiza el ángulo incidente y emergente de la partícula proyectil y la diferencia de energía cinética.  Las partículas retrodispersadas en zonas profundas no serán detectadas, puesto que emergen eléctricamente neutras. Dispersión de iones de baja energía (LEIS)
  • 3. Con analizadores precisos, LEIS otorga mucha información de la primera monocapa. Dispersión de iones de baja energía (LEIS)
  • 4.  Las relaciones cinemáticas se cumplen en LEIS (conservación de la energía).  La resolución de masa depende de la resolución energética del detector.  Existe incertidumbre en la sección eficaz de dispersión absoluta y en la probabilidad de neutralización.  Se minimiza usando iones difícilmente neutralizables y detectores indiferentes al estado de la carga.  La sección eficaz de dispersión se estima recurriendo a potenciales de Coulomb apantallados. Dispersión de iones de baja energía (LEIS)
  • 5. Dispersión de iones de baja energía (LEIS)
  • 6.  El análisis cuantitativo es posible si el potencial de dispersión es conocido.  La resolución de la masa mejora usando proyectiles de gran masa. Dispersión de iones de baja energía (LEIS)
  • 7.  La pérdida energética de iones ligeros sigue un patrón definido.  (dE/dx) o sirven para determinar la composición con la profundidad.  La energía de frenado de un material con impurezas está en función principalmente del material anfitrión. Perfiles de profundidad con dispersión de Rutherford
  • 8. Perfiles de profundidad con dispersión de Rutherford
  • 9. El haz pierde energía conforme penetra en el sólido.  Una vez que se dispersa un proyectil pierde energía hasta su salida.  Se puede determinar la pérdida de energía.  Para películas delgadas la pérdida es lineal con el espesor.  Conociendo la dispersión entre superficie e interfase se conoce la pérdida de energía. Perfiles de profundidad con dispersión de Rutherford
  • 10.  El cociente entre alturas da la composición de la capa.  El rendimiento es casi el producto de la señal de la altura por la de energía. Perfiles de profundidad con dispersión de Rutherford
  • 11. Perfiles de profundidad con dispersión de Rutherford
  • 12.  El sputtering erosiona la superficie, por lo que podemos estudiar su composición a partir de las especies eyectadas.  Pueden salir neutros o cargas, simple o múltiples veces, de manera negativa o positiva.  SIMS es de mucha sensibilidad, analiza la composición superficial y el perfil de profundidad. Espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
  • 13.  El haz se focaliza al cráter de la superficie.  Los espectros son de mucha complejidad. Espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
  • 14. Las partículas eyectadas emergen del sólido con una distribución de energías correspondientes a las fluctuaciones del número de colisiones. Espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
  • 15.  La dependencia en la composición puede ser ignorada si hay proporciones mínimas de impurezas (<1 ppm).  SIMS puede analizar el hidrógeno en un rango amplio de concentraciones. Espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
  • 16. El rendimiento de los iones secundarios es muy sensible a la presencia de iones en la superficie del blanco pudiendo provocar neutralización. Espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
  • 17. La probabilidad de neutralización depende de la estructura en bandas del sólido y de los niveles atómicos del ión eyectado.  Se puede colocar capa de óxido para mejorar. Espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
  • 18.  Para evitar el uso de capas de óxidos se puede determinar la composición a través de neutros.  Los detectores necesitan de iones, por lo que es necesaria una cámara de postionización mediante plasma de baja presión.  Se coloca una rejilla para que solo entren neutros en la cámara. Espectrometría de masas de neutros secundarios (SNMS)
  • 19. Espectrometría de masas de neutros secundarios (SNMS)
  • 20.  El factor de postionización depende de los parámetros del plasma, la ionización por impacto electrónico y el tiempo de vuelo en la cámara.  La probabilidad de ionización es casi nula. Espectrometría de masas de neutros secundarios (SNMS)
  • 21.  Si el factor de postionización no depende de la muestra la calibración es fácil.  SNMS tiene una sensibilidad similar a SIMS.  El rendimiento en SNMS no se puede alterar variando las propiedades del sustrato. Espectrometría de masas de neutros secundarios (SNMS)
  • 22.  Explica la interacción del haz iónico con la estructura atómica superficial.  Se calcula la sombra creada por la dispersión del proyectil con el átomo más externo. Interacción superficial mediante el modelo de dos átomos
  • 23.  La distribución de flujo del segundo átomo bajo el cono de sombra es muy abrupta.  La curvatura ocurre dentro de una distancia menor que la amplitud térmica de vibración.  El espectro lo domina el pico de superficie de interacciones de las primeras capas. Interacción superficial mediante el modelo de dos átomos
  • 24.  La intensidad de dispersión del segundo átomo es la superposición de la distribución gaussiana de su posición con la distribución de flujo.  Si <Rc el más externo ensombrecerá a su fila.  Tiene influencia en la retrodispersión de monocristales limpios. Interacción superficial mediante el modelo de dos átomos
  • 25. Con canalización se suprime la dispersión de un sustrato de cristal puro.  No se suprime la dispersión desde recubrimientos amorfos.  Se detectan impurezas y la estructura superficial.  Con geometría de salida rasante se mejora el rendimiento.  La colocación del detector es importante a la hora de relacionar ancho de energía detectada e intervalo de profundidad. Análisis de películas delgadas mediante canalización
  • 26.  Estirando la escala de profundidad aumentan las dispersiones en un espesor dado.  Se elimina el efecto de la masa del cristal.  La resolución de profundidad es mayor que el espesor de la capa superficial. Análisis de películas delgadas mediante canalización
  • 27.  Las espectroscopias electrónicas se utilizan para caracterizar los diferentes modos de crecimiento.  Se irradian muestras con fotones y se espera detectar electrones característicos de la superficie sin deflectar.  Hay cuatro tipos comunes de crecimiento. Influencia de la morfología de la película delgada en la atenuación electrónica
  • 28.  Capa a capa (Franck-Van der Merwe): se atenúan los electrones del sustrato conforme se va depositando una capa tras otra.  La curva que se obtiene es lineal a trozos con envolvente exp(-nt/ ). Influencia de la morfología de la película delgada en la atenuación electrónica
  • 29.  Capa única más islas (Stranski- Krastanov): se deposita una capa seguidamente de un cúmulo de islas.  No hay fórmula analítica simple.  El rendimiento es finito y no se aproxima a cero. Influencia de la morfología de la película delgada en la atenuación electrónica
  • 30.  Islas (Volmer-Weber): cuando solo se depositan islas sobre el sustrato.  El decaimiento no es exponencial conforme aumenta el espesor.  El rendimiento siempre es alto por fracciones de sustrato nunca cubiertas.  Su estudio requiere análisis experimental detallado. Influencia de la morfología de la película delgada en la atenuación electrónica
  • 31. Deposición estadística: los átomos depositados se localizan siguiendo la distribución de Poisson. Influencia de la morfología de la película delgada en la atenuación electrónica
  • 32. Se obtiene información en la pérdida de energía de electrones cuando atraviesan una muestra o se reflejan.  EELS se utiliza con electrones con energías entre 1 eV y 100 keV.  Con baja energía se estudia la superficie y los estados vibracionales de moléculas absorbidas.  Con alta energía se analizan los plasmones, además de excitaciones e ionizaciones de niveles internos, característicos del elemento. Espectroscopia de pérdida energética electrónica (EELS)
  • 33.  Mejoran resultados si se puede entregar de manera continua energía al electrón ligado.  La sección eficaz favorece los procesos de excitación.  Se puede analizar así la densidad de estados desocupados. Espectroscopia de pérdida energética electrónica (EELS)
  • 34.  En el espectro domina el plasmón másico.  Esta resonancia involucra a todos los electrones de valencia.  El plasmón entonces nos permite conocer la composición.  También estima la cantidad relativa de dispersión plural, activándose sus armónicos en ciertas condiciones. Espectroscopia de pérdida energética electrónica (EELS)
  • 35.  EELS excita también electrones internos, cuyos electrones sobrepasan entonces el nivel de Fermi.  Con esto se puede estimar la densidad de estados.  Las transiciones interbanda son difíciles de interpretar.  EELS analiza pequeñas áreas (100 nm) pero no detecta impurezas. Espectroscopia de pérdida energética electrónica (EELS)
  • 36. Las diferencias de altura en los escalones en el espectro de pérdidas ayuda a conocer la concentración. Espectroscopia de pérdida energética electrónica (EELS)
  • 37. Cuando un electrón incidente de dispersa de una fila ordenada de átomos su dispersión crea ondulaciones en cada átomo, que interferirán entre sí.  La interferencia constructiva crea un frente de ondas que dará lugar a un cono de detección para el electrón dispersado.  En dos dimensiones la intersección entre conos da un número fijo de líneas donde se detectará. Difracción electrónica de baja energía (LEED)
  • 38.  En una pantalla que interseque las líneas observaremos manchas que pueden ser indexadas.  Se pueden evitar electrones secundarios y también evaluar la intensidad de las manchas. Difracción electrónica de baja energía (LEED)
  • 39. LEED revela la periodicidad de los átomos de la superficie y la simetría global de esta, no la posición atómica detallada.  Se debe a la aparición de manchas de orden ½.  Pero conociendo la simetría se puede predecir la configuración espacial real.  El patrón cambia cuando se altera la periodicidad.  Se pueden aplicar energías medias o reflexión de alta energía, pero con geometría de ángulo rasante. Difracción electrónica de baja energía (LEED)
  • 40.  Se pueden combinar técnicas de determinación de fase con las de determinación de la composición.  Con rayos X analizamos capas de decenas de nm.  La penetración se reduce usando geometría de ángulo oblicuo.  Las fases cristalinas se identifican por sus patrones característicos. Difracción de rayos X con ángulo oblicuo
  • 41.  Se mejora la resolución angular y los datos estructurales son más exactos.  La exposición ha de ser larga por su baja intensidad.  La difracción se basa en la ecuación de Bragg, que da la condición de interferencia constructiva. Difracción de rayos X con ángulo oblicuo
  • 42.  Para películas delgadas se necesita haz monocromático incidiendo en rasante.  En el difractómetro de Seemann-Bohlin los focos de los haces incidente y difractado quedan en una circunferencia.  En la cámara de Read el haz incidente es colimado por dos minúsculas aberturas y los patrones en todos los ángulos son registrados simultáneamente. Difracción de rayos X con ángulo oblicuo
  • 43. Difracción de rayos X con ángulo oblicuo
  • 44. Si se analiza un policristal se captarán anillos en una cámara de Read.  La posición angular permite la identificación del material comparando con recopilaciones.  Con un difractómetro de Seemann-Bohlin se analiza un corte de los anillos.  Es necesario analizar el vector de red recíproca.  Es importante obtener el parámetro de red. Difracción de rayos X con ángulo oblicuo
  • 45. Los rayos X nos permiten determinar el espesor durante el crecimiento, así como el compuesto que se deposita.  Al cambiar la estructura cambian las reflexiones.  La intensidad integrada del pico da el volumen total irradiado.  En capas uniformes la intensidad es proporcional con el espesor de la película. También se obtiene del cálculo de factores geométricos. Difracción de rayos X con ángulo oblicuo
  • 46.  La difracción electrónica de una red cristalina es un proceso cinemático de dispersión que verifica la ecuación de Bragg.  Nos permite identificar la estructura del sólido.  Se adelgaza la muestra mediante corrosión química o barrido iónico.  El haz tiene una energía entre 50 y 200 keV. Microscopía de transmisión electrónica
  • 47.  Para monocristales el patrón de difracción en TEM son manchas.  Para policristales texturados se tiene la superposición de anillos y manchas.  Para muestras amorfas o totalmente policristalinas el patrón es solo de anillos. Microscopía de transmisión electrónica
  • 48. Microscopía de transmisión electrónica
  • 49.  La estructura se determina a partir de tablas o programas informáticos.  Si se irradia con iones de rango mayor que el espesor de la capa se provocan transformaciones de fase.  TEM tiene el inconveniente de que es una técnica altamente destructiva.  El análisis de superredes mediante TEM da buenos resultados. Microscopía de transmisión electrónica
  • 50.  Es uno de los tres procesos que provocan la atenuación de un haz fotónico al entrar en un sólido.  Otro efecto es la dispersión Compton, donde se capta la longitud de onda de la energía dispersada elásticamente.  El tercero es la producción de pares, donde se generan electrones y positrones. Absorción de rayos X
  • 51. Para analizar materiales se utilizan rangos de energías que aseguren que predomine el efecto fotoeléctrico. Absorción de rayos X
  • 52.  Es de gran trascendencia el coeficiente de absorción / , que depende de la energía.  Los espectros de absorción de rayos X muestran cimas cuando un electrón ligado se lleva al primer nivel no ocupado. Absorción de rayos X
  • 53. Se varía la energía de rayos X para completar el estudio. Absorción de rayos X
  • 54.  Se ha de trabajar con fotones de energía mayor a la de ligadura.  Se puede usar este efecto como filtro para dar lugar a radiación monocromática. Absorción de rayos X
  • 55.  Por encima de las cimas de absorción se revela la estructura fina del átomo.  Se observa una región oscilante en la absorción.  Surgen por efectos de interferencia en la dispersión del electrón saliente por los átomos cercanos.  EXAFS determina el tipo y número de átomos rodeando al absorbente. Estructura fina extendida a la absorción de rayos X (EXAFS)
  • 56.  Se sondean 0,6 nm alrededor de cada especie.  Es necesario para EXAFS usar radiación sincrotrónica por la intensidad del haz, su monocromaticidad y la posibilidad de variación. Estructura fina extendida a la absorción de rayos X (EXAFS)
  • 57. El electrón saliente posee una función de onda esférica.  Las ondulaciones llegan al átomo vecino, donde serán dispersadas.  Esta dispersión creará interferencias con el electrón saliente.  Pueden considerarse vibraciones térmicas y eventos inelásticos.  Esto se traduce en un término de amortiguamiento. Estructura fina extendida a la absorción de rayos X (EXAFS)
  • 58.  La oscilación sinusoidal depende de las distancias interatómicas y del cambio de fase.  Conociendo la intensidad y haciendo una transformada de Fourier conocemos dicha distancia y la estructura local. Estructura fina extendida a la absorción de rayos X (EXAFS)
  • 59.  Consta de un cuanto de energía transferido a un electrón ligado.  Este, si recibe la energía suficiente, emergerá a la superficie como libre.  Su energía dependerá de la energía del fotón y de su energía característica de ligadura.  No han de ocurrir colisiones para determinar su naturaleza, luego se sondean solo profundidades de 1-2 nm. Espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS)
  • 60. La fuente son fotones obtenidos al bombardear con electrones blancos de Mg o Al.  Hay que considerar la radiación de frenado.  Para conseguir un haz de energía definida hay que utilizar monocromadores.  UPS es una técnica similar pero se usan fotones ultravioletas.  Se obtienen con una lámpara de descarga de He. Espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS)
  • 62.  Como detectores no se utilizan los espectrómetros electrónicos de campo magnético.  En los deflectores los electrones viajan a través de las líneas equipotenciales.  En los de tipo espejo se atraviesan líneas equipotenciales y se reflejan mediante electrodos.  El más utilizado es el analizador cilíndrico de espejo (CMA).  Se basa en la ganancia conseguida por los canaltrones. Espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS)
  • 63.  Las intensidades o el área de los picos dependen de la sección eficaz, de la longitud de onda, del espectrómetro, de la rugosidad superficial y la presencia de estructuras satélite.  Las secciones eficaces dependen del número atómico.  Hay que considerar la probabilidad de creación de un electrón libre y la de que sea detectable. Análisis cuantitativo con XPS
  • 64.  La probabilidad de que el fotoelectrón salga del sólido sin colisiones es una exponencial decreciente.  No todos influyen en la creación de vacancias en el estado fundamental.  Los estados excitados hacen decrecer la intensidad de los picos.  La eficiencia depende del entorno químico y de la energía cinética del electrón. Análisis cuantitativo con XPS
  • 65.  La intensidad del pico posibilita un análisis químico que se simplifica si la eficiencia no cambia.  Los cálculos suponen muestra llana, homogénea, limpia y distribución isótropa de fotoelectrones.  XPS es sensible a capas superficiales, a la sección eficaz y el ruido. Análisis cuantitativo con XPS
  • 66. Con un haz de electrones se excita una pequeña región superficial.  La radiación X emitida por la muestra sondeada (del orden de micrómetros) nos permite conocer la distribución lateral.  En el análisis de materiales interesan las líneas K y L.  La detección se puede realizar con espectroscopia dispersiva de energía (la señal depende de la energía) o con espectroscopia dispersiva de longitud de onda (con un cristal se miden líneas de cumplan la ley de Bragg). Microsonda electrónica
  • 67. Los cambios químicos no afectan la energía de ligadura puesto que los niveles involucrados son alterados simultáneamente. Microsonda electrónica
  • 68.  Hay que atender a la anchura de las líneas energéticas.  Su origen está en el principio de incertidumbre de Heisenberg. Microsonda electrónica
  • 69.  EMA puede identificar los elementos de Z>10.  El límite de detección es 50-100 ppm.  La exactitud de EMA se sitúa en torno al 1% si se comparan con patrones apropiados.  Se analiza el rendimiento y se elimina el ruido producido por bremsstrahlung. Microsonda electrónica: análisis cuantitativo
  • 70.  Muestra y patrón han de medirse bajo las mismas condiciones.  Conociendo K y la concentración de la muestra patrón conoceremos las concentraciones de la muestra analizada.  Para determinar la razón de concentración es necesario establecer una curva de calibración entre intensidades y átomos. Microsonda electrónica: análisis cuantitativo
  • 71.  La ecuación considera el cambio de sección eficaz con la profundidad debido a pérdida energética de electrones y retrodispersiones.  Si para EMA se utiliza un patrón es necesario aplicar factores de corrección que consideren el número atómico, la absorción y la fluorescencia. Microsonda electrónica: análisis cuantitativo
  • 72.  La ionización de capas internas depende del campo eléctrico generado por una carga que pasa cerca.  Protones y electrones generan campos eléctricos idénticos (sin considerar la carga y bajo consideraciones clásicas).  Usando entonces protones la energía para esto es elevada. Emisión de rayos X inducida por protones (y helio) (PIXE)
  • 73. Con PIXE se obtiene en función de la energía y la masa del protón una curva universal para las secciones eficaces. Emisión de rayos X inducida por protones (y helio) (PIXE)
  • 74. La sección eficaz de producción de rayos X se relaciona con la de ionización mediante el rendimiento de fluorescencia.  El máximo de la sección eficaz decrece con el número atómico o la energía de ligadura.  PIXE disminuye el ruido de fondo, aumentando la sensibilidad.  Al usar PIXE protones decrece la probabilidad de radiación de frenado.  PIXE permite detectar trazas y hacer análisis lateral. Emisión de rayos X inducida por protones (y helio) (PIXE)
  • 75. Una pistola electrónica genera un haz que crea vacancias que son ocupadas por electrones externos.  La energía sobrante se aplica para eyectar otros electrones externos, que serán recogidos por un CMA.  El espectro muestra picos de dispersiones elásticas e inelásticas, plasmones y excitaciones electrónicas.  Es necesario aplicar una técnica derivativa para destacar los electrones Auger del ruido de electrones secundarios. Espectroscopia electrónica de Auger
  • 76. Espectroscopia electrónica de Auger
  • 77.  El límite de detección de impurezas (1000 ppm) depende de la resolución y el nivel de ruido.  La diferenciación se realiza con una pequeña tensión alterna en el cilindro externo del CMA.  Se realizan desarrollos en serie para obtener los datos. Espectroscopia electrónica de Auger
  • 78.  El rendimiento para un átomo libre depende de la sección eficaz de ionización por impacto electrónico y la probabilidad de emisión de electrones Auger (de eV).  En un sólido hay complicaciones por retrodispersión electrónica y la rugosidad.  AES es muy sensible a la superficie, detectando elementos de más de tres electrones en sus capas. Espectroscopia electrónica de Auger
  • 79. AES sirve para determinar la composición en función de la profundidad.  Se recurre al uso de sputtering para analizar regiones cercanas a la superficie.  Se obtienen curvas de altura de pico de Auger frente a tiempo de sputtering.  Con una calibración se traduce por concentración frente a profundidad.  El sputtering puede provocar entremezclado.  AES es sensible a elementos ligeros y pesados y tiene gran resolución de profundidad. Perfiles de profundidad de Auger
  • 80.  AES detecta contaminantes en la superficie e interfase que puedan afectar a las reacciones químicas y eviten la interdifusión.  AES resuelve la composición de multicapas de elementos cercanos en la tabla periódica. Perfiles de profundidad de Auger
  • 81. Es una técnica sensitiva y no destructiva para detectar trazas de elementos de una muestra.  Se bombardea el núcleo atómico y tras la reacción nuclear emitirá fotones gamma característicos y núcleos hijos.  No interacciona con otras técnicas.  El elemento se identifica por su vida media de la radiación.  Se reduce el ruido cuando la radiación es máxima. Análisis de activación
  • 82.  La curva de decaimiento de una muestra de varios componentes es una superposición de los decaimientos independientes.  Se detectan impurezas en materiales másicos (10-8-10-10 g).  Con neutrones como haz incidente se logra alta penetración.  Los perfiles de profundidad se realizan con técnicas de adelgazamiento. Análisis de activación
  • 84.  Se detectan los productos de la reacción nuclear mientras se realiza la irradiación.  No llega a los límites de detección del análisis de activación.  El perfil de profundidad se determina mediante retrodispersión, la pérdida energética del proyectil y la atenuación de la radiación emergente.  No hay ruido para elementos ligeros. Análisis de radiación inmediata
  • 85. En el método de análisis de la energía se usa un haz donde su energía afecta la sección eficaz de colisión.  Se pueden usar neutrones térmicos, emitiendo partículas cargadas isotrópicamente.  Con neutrones la sección eficaz de reacción es mayor que la geométrica.  Cerca de la superficie la energía es mayor.  El rango varía entre 1 y 10 m y se puede analizar la difusión. Análisis de radiación inmediata
  • 86. La reacción también puede inducirse con partículas cargadas.  Su energía debe superar la barrera de Coulomb.  El rendimiento depende de la sección eficaz diferencial de difícil expresión.  Para átomos pesados no se da la reacción.  No existe ruido por la alta energía de las partículas emitidas.  Se pueden detectar impurezas.  Se eliminan partículas dispersadas elásticamente colocando absorbentes. Análisis de radiación inmediata
  • 87.  Se relaciona la energía y la profundidad.  Conociendo la sección eficaz y el factor de reacción se determina el perfil de concentración.  Las excitaciones de los núcleos hijos pueden requerir un umbral energético para que se dé la reacción. Análisis de radiación inmediata
  • 88. El método de resonancia varía la energía del haz hasta encontrar un pico en la sección eficaz.  En la resonancia la energía emitida es muy alta, aprovechándose el pico para detectar trazas en el perfil de profundidad.  Si fuera de la resonancia la sección eficaz es despreciable el rendimiento de la reacción está en función de la energía del haz.  La energía de los iones disminuye en su paso por el material, por lo que la resonancia se dará en zonas profundas. Análisis de radiación inmediata
  • 89. Los análisis minuciosos tienen en cuenta toda la sección eficaz y la diseminación.  La curva de rendimiento se puede convertir en curva de concentración.  Se determina la concentración absoluta de impurezas ligeras.  Midiendo la concentración se puede determinar la profundidad.  Esta técnica puede detectar hidrógeno. Análisis de radiación inmediata