Aca - Departamento de Física - Universidad Técnica Federico Santa ...

V Encuentro Sud Americano de Colisiones Inelásticas en la Materia
Excitación de excitones en colisiones de iones con Cristales de FLi:
un modelo tipo-cebolla
J. E. Miraglia, M.S. Gravielle
Instituto de Astronomía y Física de Espacio (UBA y CONICET))
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina
Ciudad Universitaria, C.C. 67, Suc. 28, 1428 Buenos Aires, Argentina
email : miraglia@iafe.uba.ar
Nos interesa estudiar los procesos inelásticos
que ocurren cuando iones o electrones
colisionan con cristales aisladores del
tipo ClNa: en particular nos concentraremos
en el FLi. Un modelo teórico muy popular
para atacar este problema consiste en considerar
el cristal como una grilla de iones aislados
de Li + y F - . Para este caso, nosotros
usamos orbitales del tipo Clementi-Roetti
(ion aislado). Este modelo llamado grilla de
iones independientes (GII) ha sido usado con
bastante éxito. Sin embargo es incorrecto, ya
que, por ejemplo, no puede haber estados excitados
correspondientes al F - , ni describe el
potencial de Madelung.
En este trabajo nosotros mejoramos la
representación electrónica introduciendo el
efecto de la grilla “vistiendo” los iones del
cristal con 44 capas colombianas correspondientes
a los vecinos más próximos. En cada
capa se supone una distribución de carga
constante. La grilla tiene en cuenta 1330 iones
teniendo cuidados en considerar el enjaulado
(cargas fraccionales en los limites). Los
iones ahora se parecen a una “cebolla” por lo
que al modelo lo llamamos grilla de cebollas
independientes (GIO). Estas cebollas ahora
tienen las correctas condiciones, sus estados
electrónicos presentan el correcto corrimiento
de Madelung, y cada electrón ve a grandes
distancias su propio agujero de acuerdo al
modelo de Wannier [1]. El anión F - ahora si
tiene estados excitados que en la Física del
estado sólido se los conoce como excitones.
Las funciones de onda se calcularon resolviendo
numéricamente la ecuación radial de
Schroedinger y se encontró que la solución
presenta “cicatrices” correspondiente a cada
capa. Se calculó el Stopping power usando la
aproximación de Born (línea punteada en la
figura) y la CDW-EIS (línea sólida). Los resultados
se presentan en la Figura junto a los
experimentos de Bader [2]
Dos observaciones son importantes: debido a la
constante de Madelung, la ionización del catión
Li + es bastante importante (no lo es en el modelo
GII), la contribución de los excitones de F - (en la
figura notados con F - (2->3)@), ausente en el
GII) tiene una contribución importante a energías
intermedias. Se abre un tema interesante en
relación al estudio de la física post-colisional
de dichos excitones y su influencia en las colisiones
rasantes.
Referencias
[1] D.L. Dexter and R. S. Knox, Excitons
(Wiley, New York, 1965).
[2] M. Bader y colaboradores, Phys. Rev. 32,
103 (1953).
31 Valparaíso, Chile