Em busca da assinatura plasmônica na interação de feixes iônicos moleculares com filmes nanométricos

Abstract

Este trabalho investigou a caracterização do alargamento coulombiano observado em espectros de espalhamento de íons a energias intermediárias (MEIS) para feixes moleculares de H₂⁺, em comparação a feixes elementares de H⁺, com o objetivo de avaliar sua aplicabilidade como sonda indireta da energia de plasmon de filmes nanométricos. As bordas espectrais foram ajustadas por um modelo baseado na função erro, permitindo isolar a contribuição do alargamento associado à repulsão coulombiana entre os fragmentos moleculares após a subtração da contribuição vibracional e da borda de referência. A comparação entre diferentes combinações de bordas evidenciou limitações práticas na atribuição não ambígua das posições de superfície e interface, o que motivou a adoção de um procedimento de verificação de robustez e o desenvolvimento paralelo de um método alternativo de ajuste linear da região da borda, validado contra o modelo de referência com boa concordância global. A partir do cálculo das forças de repulsão internuclear para os potenciais de Coulomb puro e de Yukawa blindado, foi estimado o tempo de trânsito dos fragmentos dissociados no interior do filme e, por meio da calibração de um raio efetivo de interação usando um valor de referência da literatura, obteve-se uma relação entre o alargamento coulombiano experimental e a energia de plasmon do material. A aplicação desse método a três sistemas (um filme de platina, uma série de amostras de sílica dopada com arsênio e simulações de filmes de PMMA) revelou que a energia de plasmon estimada é fortemente sensível à combinação de bordas utilizada na extração experimental, com uma das combinações produzindo um valor compatível com a literatura e a outra divergindo significativamente. Como continuidade, o esclarecimento da origem física dessa discrepância sistemática, associada à profundidade efetiva percorrida pelos fragmentos em cada par de bordas, poderá consolidar o método como uma rota simplificada de caracterização plasmônica de filmes nanométricos.