Neste trabalho, foi realizado um estudo experimental sistemático da
perda de energia de íons canalizados ao longo das direções h100i , h111i
e h110i de cristais de Si. Foram abordados dois aspectos distintos,
porém correlatos, do problema. No primeiro tópico, estudamos o poder de
freamento de íons pesados (Eu e Bi) com energias entre 15 e 50 keV, para
os quais o mecanismo predominante de perda de energia é o freamento
nuclear. O segundo tópico está relacionado ao freamento de íons leves
(He e Li) com energias no intervalo entre 0.3 e 8 MeV. Neste caso, os
íons perdem energia, predominantemente, em colisões com elétrons. O
estudo do freamento dos íons pesados foi realizado de maneira indireta,
pela comparação dos perfis de concentração de Eu e Bi implantados em
direção canalizada com as previsões do programa MARLOWE, que simula a
interação de feixes de íons com alvos sólidos. Nós observamos pela
primeira vez, em implantações em direção canalizada, o chamado efeito
Z1, ou seja, a deformação das núvens eletrônicas do projétil e do alvo
em colisões binárias de baixa energia. Enquanto nossos dados para
implantações de Bi são muito bem reproduzidas pelo MARLOWE, os perfis de
Eu apresentam caudas mais profundas que as preditas por este programa.
Além disso nós demonstramos que este comportamento é explicado por
cálculos ab initio de estrutura molecular baseados na Teoria Funcional
da Densidade (DFT). Com relação os íons leves, a perda de energia foi
obtida pela técnica de retroespalhamento Rutherford em amostras do tipo
SIMOX, que consistem em uma camada de Si monocristalino de 200 nm sobre
uma camada de 500 nm de SiO2 enterrada numa matriz de Sih100i . Com esta
técnica nós realizamos medidas da perda de energia como função da
energia e do ângulo de incidência do feixe com relação á direção de
canalização. A análise teórica dos resultados foi realizada por
intermédio de simulações das trajetórias canalizadas e de cálculos da
dependência da perda de energia com o parâmetro de impacto. Estas
comparações permitiram determinar o papel desempenhado pelos diversos
mecanismos de perda de energia envolvidos no freamento dos íons
canalizados.
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