Desorción de superficies metálicas mediante electrones de baja energía

Se ha investigado el efecto de electrones de baja energía (15–200 eV) sobre hidrógeno, oxígeno, monóxido de carbono y bario adsorbidos en tungsteno mediante una técnica de emisión por campo. Se determinaron las secciones eficaces de desorción σ a partir de cambios en la función de trabajo y en los pre-exponenciales de Fowler–Nordheim y son significativamente más pequeñas de lo que se esperaría para procesos moleculares comparables. Se encontraron variaciones marcadas en la sección eficaz con el modo de unión dentro de un sistema dado. Así, σH=3.5 × 10—20 cm² y 5×10—21 cm² para procesos interpretados tentativamente como la ruptura de H2 adsorbido molecularmente y la desorción de H, respectivamente; σ0=4.5×10—19 cm² para un estado débilmente unido y σ0≤2×10—21 cm² para todos los demás estados; σBa2×10—22 cm² bajo todas las condiciones. En el caso de CO (reportado en detalle en otro lugar), se pudieron confirmar y diferenciar tres modos de unión observados previamente por sus diferentes secciones eficaces: σvirgin=3×10—19 cm²; σβ=5.8×10—21 cm², σα=3×10—18 cm²; conversión por electrones de virgin a β σvβ≥10—19 cm². Estos resultados se interpretan en términos de transiciones del estado fundamental adsorbido a porciones repulsivas de estados excitados, seguidas de transiciones de desexcitación que impiden la desorción. Se argumenta que las secciones eficaces de excitación deberían ser esencialmente "normales", es decir, ∼10—16 a 10—17 cm², y que las secciones eficaces globales observadas, mucho más pequeñas, se deben a altas probabilidades de transición al estado fundamental, estimadas en 10¹⁴ a 10¹⁵ seg—1. Se presenta y discute un cálculo detallado para el caso de probabilidades de transición que varían exponencialmente y estados superiores repulsivos, y se hace plausible las variaciones en la sección eficaz según el modo de unión. Se demuestra que el impacto de electrones de baja energía constituye una herramienta sensible para el estudio de la quimisorción.