New methods for high-resolution ion beam analysis

En esta tesis se han realizado varias aportaciones en el campo del analisis de materiales por medio de novedosas tecnicas basadas en el empleo de haces de iones. En primer lugar se ha disenado y construido un espectrografo magnetico de alta resolucion con caracrteristicas unicas en el mundo. La deflexion en un campo magnetico de los iones de alta energia dispersados o en retroceso tras su interaccion con la materia y su deteccion mediante la medida de su tiempo de vuelo en un gran angulo solido permitira el analisis en profundidad de la composicion y estructura cristalina del material con una resolucion y una eficacia excelentes. El instrumento se encuentra instalado en el Centro de Microanalisis de Materiales de la Universidad Autonoma de Madrid y se han realizado las primeras pruebas exitosas de funcionamiento durante el transcurso de esta tesis. Por otra parte, se ha participado en el desarrollo de un nuevo programa de simulacion de trayectorias de iones en la materia. Estos programas son esenciales para determinar con precision la composicion y estructura cristalina por medio de la comparacion con los resultados experimentales. El nuevo programa combina un tratamiento en principio exacto de la interaccion ion-materia con una alta eficiencia computacional y aplica novedosamente mejoras del metodo de Montecarlo (muestreo por importancia y muestreo estratificado) a este campo. Se han realizado pruebas del correcto funcionamiento del programa en distintos rangos de energia. Finalmente, se ha aplicado el programa al caso de la interaccion de iones de He de baja energia con la superficie Cu(100). Conjuntamente con el empleo de un modelo mejorado de la interaccion (basado en le teoria de Hartree-Fock) se ha conseguido por primera vez un buen ajuste con los resultados experimentales disponibles.