електрон емисии

електронно излъчване # 150; емисията на електрони от повърхността на твърдо вещество или течност. За електрон кондензирано среда наляво във вакуум или газ, трябва да се доставя енергия, която се нарича работа функция. Зависимостта на електрон потенциалната енергия на координатната на границата на излъчвателя и вакуума (или друга среда) се нарича потенциал бариера. И тя трябва да преодолее един електрон, оставяйки излъчвателя.

Може да поддържа емисиите при две условия. първи # 150; доставят енергия на електроните, които осигуряват преодоляване на потенциалната бариера или създаването на силно външно поле, потенциалната бариера става тънка и ефекта на тунела става важно (емисии поле) на електрони квантовата проникване през бариерата потенциал, т.е. емисии на електроните, които имат енергия по-малко от функцията работа. бомбардиране пренос на енергия фотони тялото води до фотоемисионна електронно бомбардиране предизвиква излъчване на вторичен електрон, йон # 150; йон-електронна емисиите. Емисии могат да бъдат причинени от вътрешни полета # 150; гореща електрон на емисиите. Всички тези механизми могат да работят едновременно (например # 150; катод, fotoavtoemissiya).

Второто условие # 150; създаване на външно електрично поле предоставяне отклоняване на електроните, отделяни от тялото, за тази цел, по-специално, трябва да се направи, за да електрони емитер, така че да не се зарежда. Ако външното поле, предоставяйки отклоняване на отделяните електрони е недостатъчна за област емисии, но достатъчно, за да се намали потенциалната бариера на Шотки ефект се забелязва # 150; зависимостта на емисиите на външното поле. В случаите, когато повърхността на излъчване не е еднаква и тя има "място" с различна работна функция на повърхността от него електрическа "полеви петна". Това поле инхибира електрони, излъчвани от катодните части са по-малко от съседна работа функция. Външно електрическо поле е оформен с полевите петна и се увеличава и елиминира инхибиращия ефект на петна. Следователно, токът на емисиите от емитера на нехомогенни поле се увеличава с увеличаване на по-бързо, отколкото в случая на хомогенна емитер (аномален Шотки ефект).

Катод емисии. В средата на 19 век. е известно, че в околностите на затопления въздух става твърд проводник на електричество, но причината за това явление остава неясно. В резултат Yu.Elster G.Geytel проведени експерименти и е установено, че при понижено налягане стайна нажежаема повърхност метал придобива положителен заряд. Притокът на ток във вакуум нажежаема между електрода и положително зареден електрод е открит T.Edisonom (1884) се обяснява с емисията на електрони (отрицателно заредени частици) Dzh.Tomsonom (1887), теория катод емисии разработен O.Richardson (1902, понякога се приписва и отваряне на ефекта). Едностранно проводимост е намерено Dzh.Flemingom (1904, понякога дължи Edison), въпреки че това не беше диод вакуум и частична компенсация на пространство заплащане. Катод ток емисии се определя от температурата на катода (т.е., електронна енергия) и работа функция. максималния ток на емисията се определя от съотношението на работа функция на температурата, се нарича насищане ток. Температурата на катод се ограничава, от своя страна, чрез изпаряване на катоден материал (т.е. живота).

фотоемисионна # 150; твърди електронни емисии и течности под въздействието на електромагнитно излъчване (фотони), количеството на отделяните електрони е пропорционално на интензивността на излъчване. За всяко вещество, праг # 150; минимална честота (максимална дължина на вълната) на радиация, под който не възниква емисии, максималната кинетичната енергия на фотоелектроните увеличава линейно с честотата на излъчване и не зависи от неговата интензивност. Фотоемисионна чувствителен към повърхността на излизане. Увеличаването на квантов добив и срязване прагови фотоемисионна обхвата покрита метална повърхност едноатомен слой електроположителни атоми Cs (цезий) или Rb (рубидий), намаляване на работа функцията за повечето метали и 1.4 # 150; 1.7 ЕГ. Фотоемисионна беше открита Густав Hertz (1887), установи, че осветяване с ултравиолетова светлина електроди искрова междина под напрежение, улеснява разграждането. Систематичните проучвания, проведени V.Galvaks, A.Rigi, A.G.Stoletov (1885) и показват, че в опита на делото Hertz се свежда до освобождаването на таксата при излагане на светлина. Това е електроните и lokazali F.Lenard Dzh.Tomson (1898).

Фотоемисионна на полупроводници и диелектрици дефинирани силна абсорбция на електромагнитно лъчение.

Невярно емисии (емисиите поле, излъчването на тунелиране електростатично емисии) # 150; електронни емисии проводими твърди вещества и течности под влияние на външното електрическо поле с висока интензивност, си отворени R.Vud (1897) в изучаване отговорност вакуум. Невярно емисии се обяснява с тунел ефект настъпва и без разходите за енергия за възбуждане на електрони, необходими за други видове електронна емисия. Когато електроните на емисиите поле преодоляване на бариерата потенциал, без да преминават през нея се дължи на кинетичната енергия на топлинна движение (както с катод емисии), и от проникване през тунел бариера и намалена гърлена електрическо поле.

Невярно емисии значително зависи от функцията за работа на полето и и е слабо зависи от температурата. Прожекция на сегашното ниско temperatupax води до нагряване на излъчвателя, защото носят електрони напускащи средно по-малко от енергията на Ферми с увеличаване на температурата на нагряване се заменя с охлаждане # 150; извършва промени подписват, минаваща през "температурна инверсия", съответстваща на симетричен разпределението по отношение на нивото на Ферми от електрони, публикувани на общите енергии. Свойства на област полупроводникови емисиите, свързани с проникването на електрическо поле към емитера, по електронната плътност и наличието на повърхностни страни. Максималната плътност на тока, който може да бъде получен в режим на емисиите област са ограничени от топлинно нагряване на емитер ток, преминаващ през нея, и унищожаването на излъчвателя от електрическо поле. В течения режим емисии поле получава около 10 7 усилвател / cm 2 (на повърхността на емитер) в неподвижно и 10 септември / ст2 в импулсен режим. Когато се опитате да получите в стационарен режим, по-голям източник на замърсяване и ток е унищожен. В импулсен режим, когато се опитват да се увеличи емитер ток започва да работи в друг режим, така нареченият "режим взривно емисии".

Силната зависимост на работната функция на емисиите на полето води до нестабилност катоди работа. Работният функцията на повърхността зависи от процеси, протичащи върху повърхността във висок вакуум, и влиянието на недостатъчно висок вакуум: дифузията, миграцията, регулиране повърхност, сорбцията на остатъчните газове. Най-често се използва материал # 150; волфрам # 150; добри сорбиращ газове. Това доведе до многобройни опити да се използва метал, не толкова добри сорбиращ газове, например, рений или повече компоненти въглерод като, обаче, голяма устойчивост. Предполага се, че въглероден покриващ метална филм. За да се намали газ сорбция на повърхността може да бъде малък постоянен поле отопление емитер или силна периодична импулсна отопление за почистване повърхност. Като цяло, за стабилна работа на съвременните autocathodes вакуум, необходимо за един и три порядъка по-висока от тази, която се изисква за термионични катоди.

На второ място, след като работата функция на параметъра, от която емисии поле зависи силно # 150; електрически напрегнатостта на полето в емитер, което от своя страна зависи от средната област в устройството (външното напрежение на големината на разликата) и емитер геометрия, тъй като за по-големи области се прилагат на излъчвателя, обикновено "остър" форма # 150; прогнози, конци, ръбове, остриета, краищата на тръбите или системи # 150; нажежаеми снопове, опаковки от лопатки, въглеродни нанотръби и т.н. За избора на относително високи токове използва mnogoostriynye система mnogoemitternye система по краищата на филми и фолиа и т.н. Какво се използват като връх емитер, води до не-успоредност на траекториите на електрони, успоредна на скоростта компонент към разположена равнина на излъчване електрод могат да бъдат сравними с надлъжната компонент. Beam разширяване завои, подвижен, а ако mnogoostriyny катодната или многолистов, не е ламинарен.

Средно електрон емисии (отворен L.Ostin и G.Shtarke, 1902) # 150; електрон емисии повърхност на твърдото тяло, когато е бомбардирана от електрони. Електроните бомбардират тялото (наречена първична), тялото частично отразени без загуба на енергия (еластично отразени електрони), останалите # 150; загуба на енергия (нееластична отражение). Ако енергията и инерцията на електрони Получени са достатъчно енергия за преодоляване на потенциал бариера на повърхността на тялото, електроните напускат повърхността на тялото (вторични електрони) на. Тънките филми на вторичен емисии електрон се наблюдава не само от повърхността, която е бомбардирана (емисии отражение), но също така и на противоположната повърхност (емисии на камерата). Количествено, вторичен емисията на електрони се характеризира с "коефициент вторичен емисии" (KVE) # 150; съотношението на средното електрон ток към първичния ток, коефициентът на еластичен и нееластичен коефициент електрон отражение, както и отделянето на вторични електрони (електрон токове съответните отношение на първичния ток). Всички съотношения зависят както от енергията на първични електрони и ъгълът на падане, химическия състав и топографията на повърхността на пробата. В метали, където плътността на проводимост на електрони е високо, вероятността, че може да се формира на вторични електрони да излезем навън малък. В диелектрици с вероятност ниска електронна плътност на вторични електрони е по-голяма. Вероятността от електрони зависи от височината на потенциалната бариера на повърхността.

В резултат на редица неметални вещества (оксиди на алкалоземни метали, алкални съединения) TBVE> 1, са специално изработени ефективни излъчватели (см. По-долу) TBVE >> 1, метали и полупроводници обикновено TBVE 5 # 150, 10 6 V / cm) води до увеличаване TBVE 50 # 150; 100 (средно емисии армиран поле). В тази ситуация TBVE започва да зависи от порьозността на слоя # 150; дълго присъствие увеличава ефективна повърхност на излъчвателя и областта обръща вторични електрони от тях, който удря стените на порите може да доведе, на свой ред, храна за TBVE> 1 и появата на електрони лавини. Това може да доведе до по-самоподдържаща студена емисия за удължаване (с такса доставка до емитер) и след спирането на електронно бомбардиране.

Основните области на приложение на вторичното електрон катоди са средно-електрон (WPU) и Фотоелектрически (PMT) множители ЕЗПД М-тип (в който електроните се движат в взаимно перпендикулярни електрически и магнитни полета), и приемане и усилване на лампата с вторичен емисиите. За всички приложения, най-важните параметри вторичен емисии са: вторичен коефициент на емисиите TBVE в ниска енергия на първични електроните, обикновено се характеризира с енергия при което TBVE = 1, максималната стойност и TBVE енергията на първични електрони когато TBVE достига максимум.

Ion-електрон емисии # 150; излъчващи електрони под влиянието на йони. Има два механизма на йон-електронна емисия: потенциала # 150; изтласкване на електрони от полеви тяло въздушна и йон кинетиката # 150; изхвърляне на електроните от тялото се дължи на кинетичната енергия на йон. Коефициент увеличения потенциал на емисиите с повишаване на йонния йонизационна енергия и намаляване операция цел продукция и двойки Ne + / W (неон / волфрам), Той + / W (хелий / волфрам), Аг + / W (аргон / волфрам) е, например, 0, 24, 0.24 и 0.1, съответно, и слабо в зависимост от йонната енергия. Мо (молибден) насочване същите коефициенти на тези йони е около 10% по-големи.

Когато многократно заредени йони, йонно бомбардиране, излъчване на електронен # 150; за 2, 3, 4-заредени йони е по-голям от този за единично заредени, около 4, 10, 20 пъти, съответно. Потенциал на емисиите йон-електронна силно зависи от състоянието на повърхността, тъй като тя се определя от функцията работа. Това предполага сравнително голяма разпиляване на експерименталните данни.

Кинетичната йон-електронна излъчване на практика няма на енергия под 1 КЕВ и след това се увеличава линейно, след това бавно, преминава през максимум и намалява до енергия в единици коефициент MeV пада до около единство. Йон-електронна емисии играе важна роля в редица електронни лампи, газоразрядни в който катод електрон източник е бомбардирани от йони. В някои случаи, процесът на йон-електронна емисии създава голямо количество от електрони в устройството.

Hot емисии електрон # 150; емисия се дължи на "нагряване" електрони, т.е. предаване на електрони или електрически експозиция поле. Ако катод емисии се определя от потенциалната бариера на изхода на твърдото вещество и енергията на електроните, излизащи от него и да се получи, че твърдо се нагрява (най-простият начин за затопляне на електрони), е възможно да се опита да се загрява електрони и без да се прибягва до загряване на тялото. тъй като електроните # 150; заредени частици, най-прост метод на "нагряване" # 150; тяхното излагане на електрическото поле. Създаване на емисиите електрон горещ катод # 150; тя е най-вече създаването на проводник или полупроводник, голяма електрическо поле. За да направите това, проводници и полупроводници трябва да "развалят" чрез намаляване на тяхната проводимост, като в противен случай през тях в тази голяма област ще отидат висок ток и катода ще се повреди.

Един от начините да "развалят" метала # 150; се разделя на отделни частици. Ако междините между тях са малки, около 10 пМ, електрони ще тунел (за преодоляване на бариерата потенциал и намалена гърлена голяма област) от един от другите частици, и така ще бъдат проводимостта. Но в сравнение с текущия ток през монолитна метала значително намалява, т.е. съпротивата ще се увеличи. Това дава възможност за увеличаване на терена. Тогава енергията на електроните ще се увеличи толкова много, че те ще могат да бъдат изпуснати в вакуума. Катоди емисии на горещи електрони се извършват в диелектрична подложка, на която е покрита с тънък метален или полупроводников слой. При ниско филм обикновено се получават дебелини "островче", т.е. състояща се от отделни малки частици, разделени от пропуски. За да се улесни освобождаването на електрони катод често са покрити с тънък (приблизително едноатомен) филми вещества, които понижават работа функцията на Cs (цезий), BaO. Като вещества, използвани обикновено база филм Au (злато), SnO2. BaO. Повечето са получени параметри # 150; tokootbor 1 А / ст2 за дълго време и 10 А / ст2 # 150; за кратко. Ефективността (съотношението на тока на емисиите на тока, протичащ през филма) може да достигне 100%.