Los iones pesados rápidos son una forma especial de radiación de partículas en la que la parada electrónica domina sobre la nuclear . [1] [2] Se aceleran en aceleradores de partículas a energías muy altas, típicamente en el rango de MeV o GeV y tienen suficiente energía y masa para penetrar sólidos en línea recta. En muchos sólidos, los iones pesados rápidos liberan suficiente energía para inducir zonas cilíndricas permanentemente modificadas, las llamadas pistas de iones . Si la irradiación se realiza en un material inicialmente cristalino, las pistas de iones consisten en un cilindro amorfo. [1] Las pistas de iones se pueden producir en muchos materiales amorfizantes, pero no en metales puros, donde la alta conductividad térmica electrónica disipa el calentamiento electrónico antes de que la pista de iones tenga tiempo de formarse.
Mecanismos
Los mecanismos por los que se producen las pistas de iones están sujetos a cierto debate. En cierto sentido, se puede considerar que producen picos térmicos [3] [4] en el sentido de que conducen a un fuerte calentamiento reticular y una zona atómica transitoria desordenada. Sin embargo, al menos la etapa inicial del daño podría entenderse mejor en términos de un mecanismo de explosión de Coulomb . [5] Independientemente de cuál sea el mecanismo de calentamiento, está bien establecido que los iones pesados rápidos suelen producir una larga trayectoria cilíndrica de daño en los aisladores, [1] [3] que se ha demostrado que es poco densa en el medio al menos en SiO 2 . [6] [7]
Aplicaciones
Las pistas rápidas de iones pesados tienen varias aplicaciones prácticas establecidas y potenciales. Las pistas de iones en los polímeros se pueden grabar para formar un canal nanométrico a través de una lámina de polímero, las llamadas membranas de grabado de pistas . Estos son de uso industrial. [8]
La irradiación de resistencias de poliimida tiene el potencial de usarse como plantillas para el crecimiento de nanocables . [9] Las pistas también se pueden utilizar para pulverizar materiales. [10] [11] También se pueden utilizar para alargar nanocristales incrustados en materiales. [12] [13] [14] La irradiación SHI también se puede utilizar para la modificación estructural de nanomateriales. [15] [16]
Referencias
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