Электронная эмиссия.

Основным электродом каждого электровакуумного прибора является катод, эмитирующий электроны.

Электронной эмиссией называют процесс выхода электронов из твердых или жидких тел в вакуум или газ. Чтобы вызвать электронную эмиссию, надо сообщить электронам добавочную энергию, которую называют работой выхода. Работа выхода различна для разных металлов и составляет несколько электрон-вольт. Чем она больше, тем труднее вызвать электронную эмиссию. У металлов, имеющие большие по сравнению с другими межатомные расстояния, работа выхода меньше. К ним относятся щелочи и щелочноземельные металлы, например цезий, барий, кальций.

Рассмотрим основные виды электронной эмиссии.

Термоэлектронная эмиссия обусловлена нагревом тела, эмитирующего электроны, и широко используется в электронных приборах. С повышением температуры энергия электронов проводимости в проводнике или полупроводнике растет и может оказаться достаточной для совершения работы выхода. Если вылетевшие электроны не отводятся от эмитирующей поверхности ускоряющим полем, то около нее образуется скопление электронов («электронное облако»). В нем энергии электронов различны и некоторой средней энергией обладает наибольшее число электронов. Средняя энергия обычно составляет десятые доли электрон-вольта.

«Электронное облако» находится в динамическом равновесии. Новые электроны вылетают из нагретого тела, а ранее вылетевшие падают обратно. Явление термоэлектронной эмиссии напоминает испарение жидкости в замкнутом сосуде. Над такой жидкостью находится насыщенный пар. В нем энергии молекул различны и некоторой средней энергией обладает наибольшее число молекул. Насыщенный пар находится в динамическом равновесии с жидкостью: одни молекулы возвращаются в жидкость, а другие, получившие при нагреве достаточную энергию, вылетают из жидкости. Повышение температуры, начиная с некоторого её значение, вызывает резкое усиление эмиссии.

Электростатическая (или автоэлектронная) эмиссия представляет собой вырывание электронов сильным электрическим полем. Эту эмиссию иногда называют холодной.

Выход электронов из металлов при нормальной (комнатной) температуре происходит с помощью электрических полей с напряженностью не менее 105 —106 В/см.

Электростатическая эмиссия значительно усиливается при шероховатой поверхности, что объясняется концентрацией поля у микроскопических выступов этой поверхности. При наличии активирующих, особенно оксидных, покрытий электростатическая эмиссия также усиливается. Помимо уменьшения работы выхода, свойственного оксидному слою, здесь играют роль проникновение внешнего поля в полупроводниковый оксидный слой и шероховатость поверхности оксида.

Вторичная электронная эмиссия обусловлена ударами электронов о поверхность тела. Эти электроны называются первичными. Они проникают в поверхностный слой и отдают свою энергию электронам данного вещества. Некоторые из этих электронов, получив значительную энергию, могут выйти из тела. Такие электроны называются вторичными. Вторичная эмиссия обычно возникает при энергии первичных электронов 10-15 эВ и выше. Если энергия первичного электрона достаточно велика, то он может выбить несколько вторичных электронов.

Перейти на страницу: 1 2

Другие публикации

Блок питания мониторов
Наибольшее распространение в схемотехнике источников питания мониторов получил импульсный источник питания, содержащий стабилизатор напряжения, регулирующий элемент к ...

Проектирование микропроцессорной системы на основе микроконтроллера К1816ВЕ31
Специальность «Компьютерные системы и сети» – одна из важнейших и наиболее универсальных в современной системе образования. В сферу ее интересов входят самые разнообразны ...

Меню

Copyright @2019, TECHsectors.ru.