Study of stopping of natural Cu ions in Au at low velocities

A perda de energia de íons na matéria é um tópico de grande interesse não apenas por suas aplicações diretas em técnicas de análises de materiais bem como nos estudos teóricos das interações íon-átomo. No entanto, o poder de freamento de sólidos para íons pesados é ainda pouco compreendido especialmente para baixas velocidades devido principalmente a complicada dependência nos números atômicos do meio freador e do íon incidente. Neste trabalho são apresentados os dados experimentais para o freamento de Cu em Au na região de velocidades de 2 - 4% da velocidade da luz. Os dados experimentais foram obtidos com uso da técnica de espalhamento elástico, onde um feixe primário de 16O e 28Si, com energias entre 35 - 52 MeV e 49 - 79 MeV respectivamente, foram tilizados para produzir íons de Cu em recuo a partir de um alvo fino ( 160 g/cm2). O feixe primário espalhado é detectado a 60o por um detector de Si, produzindo átomos de Cu do alvo recuando em um ângulo denido pela cinemática da colisão elástica. Os íons em recuo medidos em coincidência temporal com o feixe primário espalhado compõe o feixe secundário de interesse. A perda de energia, em uma folha de Au com espessura em torno de 530 g/cm2, foi obtida medindo-se a energia do feixe secundário com um detector de Si, com e sem a folha de Au interceptando os íons em recuo. Os dados experimentais foram comparados com teorias e modelos semi-empíricos aplicáveis a esse caso. Bom acordo entre a previsão da Aproximação de Convolução Unitária e nossos dados experimentais é observado.The energy loss of ions in materials is an important issue not only because of its direct applications in analytic techniques of materials but also for studying the basics of ion-atom interactions. Nevertheless, the Stopping Power of heavy ions in solids is still poorly understood which is especially true at low velocities mainly due to the complicated dependence on the atomic numbers of the stopper medium and of the stopping ion. In this work we present new experimental data for Copper ions slowing down in Gold foil in the velocity range of 2 to 4% of the velocity of light. Experimental data were obtained using the elastic scattering technique, where primary beams of 16O and 28Si, with energies from 35 to 52 MeV and 49 to 79 MeV respectively, were used to scatter Cu íons from a thin target ( 160 g/cm2). The scattered primary beam is detected at 60 with a Si detector, producing recoiling atoms of the target in an angle given by the elastic scattering kinematics. The recoiling ions in temporal coincidence with the scattered primary beam will compose the secondary beam. The energy loss, in a gold foil with thickness about 530 g/cm2, was obtained by measuring the energy of the secondary beam with a Si detector, with and without the Au foil intercepting the recoiling ions. Experimental results were compared with theories and semi-empirical models applied to this case. Good agreement between Unitary Convolution Approximation (UCA) prediction and our data is observed