TÉCNICAS ANALÍTICAS
Las técnicas de análisis y caracterización de materiales son las que tendrán un papel predominante en los trabajos que se llevarán a cabo en el C.N.A. Dentro de estas técnicas, las que más ampliamente han sido usadas son las basadas en la dispersión nuclear.
Así, la Espectrometría de Retrodispersión Rutherford (R.B.S.) es una técnica que permite la determinación de perfiles de concentración de elementos pesados distribuidos en matrices de elementos ligeros. Es una técnica de alta sensibilidad y carácter no destructivo basada en la detección de proyectiles que han sido retrodispersados en la muestra a analizar. Usualmente se utilizan como proyectiles un haz monoenergético de partículas alfa que han sido aceleradas hasta algunos millones de Voltios. La obtención del espectro de energías tras la retrodispersión nos da una doble información: la naturaleza del átomo contra el que colisionó la partícula alfa y la profundidad (hasta algunas decenas de micras) en que tuvo lugar la colisión. De esta forma pueden obtenerse, por ejemplo, perfiles de concentración de impurezas implantadas en diferentes matrices, pueden medirse espesores de películas finas e interfases, así como su estequiometría, etc.
Además, el estudio de las partículas retrodispersadas sobre las direcciones de máxima simetría de monocristales puede poner de manifiesto el fenómeno de la Canalización Iónica (Channeling). Esta técnica permite atractivas aplicaciones, como pueden ser localización de impurezas en redes cristalinas, cuantificación de la calidad cristalina de un monocristal, determinación de concentración de defectos, determinación de la composición y espesor de capas amorfas superficiales, etc...
Otra técnica muy utilizada es la denominada P.I.X.E., del inglés Particle Induced X-Ray Emission, que consiste en la producción de rayos X característicos mediante el bombardeo de la muestra a analizar por un haz de partículas cargadas de energía conveniente. De esta forma puede obtenerse un análisis, esencialmente no destructivo, de gran sensibilidad (hasta partes por millón) de todos los elementos presentes en la muestra con un amplio rango dinámico de concentraciones: se detectan simultáneamente TODOS los elementos con número atómico mayor a 12, desde los elementos mayoritarios hasta los elementos traza.
Otras técnicas de análisis, tales como "Nuclear Reaction Analysis" (N.R.A.) que permite la determinación de perfiles de concentración de elementos ligeros en matrices de elementos pesados, completan un amplio panorama de potencialidades que hacen de las técnicas de análisis con haces de iones herramientas ideales en aquellos problemas analíticos donde el carácter no destructivo, la alta sensibilidad y la rapidez de información son características determinantes.
Además de las técnicas de análisis, el uso de técnicas de modificación de materiales ofrece atractivas aplicaciones. Dentro de éstas últimas podemos resaltar la Implantación Iónica, que ha supuesto una revolución en campos como la microelectrónica, la metalurgia o la fabricación de implantes biológicos. La mayoría del trabajo realizado en este dominio ha sido realizado con pequeños aceleradores electrostáticos que aceleran los iones desde algunas decenas hasta algunas centenas de Kilo-electrón-Voltio (keV). Hoy en día va tomando cada vez más interés la implantación a altas energías (algunos MeV) que permite obtener perfiles de implantación más profundos.