Caracterização de interfaces, defeitos e interacções gás-defeito na zona subsuperficial por aniquilação de positrões e outras técnicas

Abstract

O trabalho experimental apresentado nesta dissertação assenta em três estudos, utilizando diversas técnicas de análise: (i) exploração da interface dum sistema de multicamada Ti/Al; (ii) caracterização da zona subsuperficial de metais (Ni e Ag) sujeitos a irradiação iónica (He+ e Ar+); e (iii) adsorção de moléculas reactivas (azidoacetona) numa superfície metálica (Ni) tratada com iões. Os estudos experimentais foram desenvolvidos no sentido de explorar as potencialidades das técnicas de positrões com energia regulável na investigação de alguns problemas fundamentais em Física de Superfícies e Interfaces, com são os mecanismos de interacção que ocorrem em interfaces e superfícies, e na interacção gás-defeito em zonas subsuperficiais. Apresenta-se uma revisão bastante pormenorizada das aplicações da aniquilação de positrões para o estudo da matéria, dando-se relevo à espectroscopia de implantação de positrões (SPIS) utilizada para a caracterização de interfaces e das zonas subsuperficiais. Revêem-se, também, algumas das técnicas de análise de superfícies e descrevem-se os aparelhos experimentais utilizados. No estudo com o sistema Ti/Al é testada a utilização da SPIS na caracterização de um sistema multicamada, mostrando a possibilidade de uma análise em profundidade não destrutiva, aplicando um método de quantificação dos dados de aniquilação de positrões sem recorrer a modelos de difusão do positrão. O segundo estudo versa os efeitos do bombardeamento iónico, em regimes de baixa energia (£ 5 keV). São tratados três casos: irradiação de Ni com Ar+ e com He+, e de Ag com Ar+. A recuperação dos metais irradiados foi seguida com SPIS ao longo dum processo de recozimento isócrono, que revelou os efeitos da interacção gás–defeito e a ocorrência de processos termicamente activados. Por último é estudada a decomposição da molécula de azidoacetona na presença duma superfície de níquel preparada por bombardeamento iónico. O processo de adsorção foi seguido por microscopia da função de trabalho (WFM) e a análise do adsorbato efectuada com SIMS no regime estático, cujos resultados são interpretados com base no modelo do ião percursor.