Про механізм взаємодії первинних електронів з твердим тілом

I. Пружні зіткнення

a) Коли Е_р = одиницям еВ ( або навіть трохи більше eφ) первинні електрони відбиваються, як хвиля від потенціального бар'єру твердого тіла.

b) Коли Е_р вже сотні еВ пружне відбиття забезпечує зіткнення первинного електрона з ядром атомів поверхні. Тут втрати енергії ΔE вже мають місце, але дуже й дуже малі в порівнянні з енергією електронів (10÷200 mеВ)

II. Не пружні зіткнення.

a) З поверхневими та об'ємними плазмонами (ΔE = 5-15еВ)

b) Внутрішньоатомні переходи

c) Іонізаційні втрати

Для металів та напівпровідників для області III . ΔЕ – ширина спектра цієї ділянки на ½ висоти . Для діелектриків Е_m≈1еВ, а ΔЕ=1,5÷3 eB. Таким чином, з металу випромінюються більш “гарячі” електрони аніж з діелектриків.

Зрозуміло, що при Е_р<eφ максимум істинно вторинних електронів зникає. Величину називають порогом вторинної емісії металів. Поріг ВЕЕ діелектриків ΔE_з, де ΔЕ_з – ширина забороненої зони. При Е_р<ΔE_з спектр має тільки електрони з енергією, близькою до Е_р.

Кожна з розглянутих груп електронів має свої характеристики. Одна з них, це коефіцієнти, які описують кількісний бік явища.

- коефіцієнт пружного відбиття.

- струм пружно відбитих електронів.

- струм первинних електронів

r≈1% коли Е_р=10÷1000еВ

- коефіцієнт непружнього відбиття

коли Е_р=10÷1000еВ. η не перевищує 50%.

- коефіцієнт істинної вторинної емісії. Для металів δ≈0,4÷1,6. Для напівпровідників δ≈1,0÷1,5.

Повний коефіцієнт вторинної емісії електронів , де, - повний струм вторинних електронів. σ залежить від природи тіла опромінюваного електронами, від структури його поверхні, від його агрегатного стану (тверде тіло або рідина), а також від його температури.

Крім того, вторинно – електронні властивості різних тіл визначаються параметрами пучка первинних електронів, та кутом падіння пучка на поверхню тіла.

Прилади на основі ВЕЕ

Перший приклад – можливість запису інформації у вигляді електричних сигналів на діелектрику

(іконоскопи, потенціалоскопи).

Другий прилад, де використовується ВЕЕ, це робота магнетрона.

Третій приклад – вторинно електронні помножувачі. Це ефективні емітери вторинних електронів.

Сучасні ВЕП виготовляють зі сплавів, які мають три компоненти: CuMgAl, AgBeSi та ін. Тобто їх виготовляють на базі Mg та Be.

Для перетворення динодів, зроблених зі сплава, в ефективні емітери потрібно їх активування. Це прогрів помножувача до Т≈500÷800°С в середовищі O₂ або CO₂ при тисках 10^-2 – 10^-3 торр. Завдяки цьому на поверхні з'являється шар оксиду Mg або Be (MgO, BeO) з надлишком вільного металу (Mg або Be відповідно). Цей шар і відповідає за ВЕЕ.

Важкі компоненти Ag, Cu потрібні як основа помножувача. Al вводить для технологічності процесу обробки сплава.

Поиск по сайту: