Вторичная электронная эмиссия
Вторичной электронной эмиссией называется процесс выхода электронов из твердых или жидких тел под действием бомбардировки их поверхности первичными электронами. Вторичная эмиссия характеризуется коэффициентом вторичной эмиссии :
где n2 — число эмиттированных вторичных электронов; n1 — число пришедших на поверхность первичных электронов; I2 и I1 — вторичный и первичный токи.
Величина зависит от энергии первичных электронов. С ростом энергии первичных электронов, соответствующей U1 она быстро увеличивается, достигает максимума при некотором U1макс и далее медленно убывает. В табл. 3-7 даны для ряда металлов.
На рис. 3-11 показан характер зависимости от угла падения первичных электронов на поверхность мишени. Эта зависимость хорошо описывается эмпирической формулой
где В и — постоянные для данного материала катода при определенной энергии первичных электронов; — угол падения первичных электронов, отсчитанный от нормали к поверхности.
Из табл. 3-7 видно, что у металлов σмакс не превышает величин порядка 1,5. Поэтому в приборах, где явление вторичной эмиссии используется для усиления тока (фотоэлектронные умножители и др.), применяются полупроводниковые вторично-электронные катоды, у которых достигает 10-15.
В табл. 3-8 приведены значения и для современных вторично-электронных катодов.
Для распределения вторичных электронов по энергиям характерно наличие широкого пика в области малых энергий (до 40-50 В), относящегося к истинно вторичным электронам, и узкого пика при U2, соответствующем энергии первичных электронов U1. Этот узкий пик связан с наличием во вторичном токе упруго отраженных от мишени первичных электронов. Распределение вторичных электронов по энергиям для чистых металлов показано на рис. 3-12 и для кислородно-цезиевого катода — на рис. 3-13.
В случае чистых металлов а весьма мало зависит от температуры. У сложных полупроводниковых катодов довольно сильно изменяется при увеличении температуры (за исключением температуростоиких кислородно-магниевых и серебряно-магниевых катодов).
Таблица 3.7 | |||
---|---|---|---|
Элемент | Атомный номер элемента | ||
Li Be Mg Al К Fe Ni Cu Rb Mo Ag Sn Cs Ba Ta W Pt Au Hg Pb Bi Th | 3 4 12 13 19 26 28 29 37 42 47 50 55 56 73 74 78 79 80 82 83 90 | 0,55 0,9 0,95 1,0 0,69 1,32 1,25 1,35 0,85 1,22 1,47 1,35 0,9 0,9 1,35 1,43 1,78 1,5 1,75 1,08 1,35 1,1 | 100 200 300 300 300 400 500 600 400 400 800 500 400 400 600 700 700 800 700 500 500 800 |
Рис. 3-11.
Рис. 3-12. Распределение вторичных электронов по энергиям для чистых металлов
Зависимость от угла падения первичных электронов (за 100% принят коэффициент вторичной эмиссии при перпендикулярном падении первичных электронов).
Таблица 3.8 | |||
---|---|---|---|
Зависимость для вторично-электронных катодов | |||
Тип эмиттера | Примечание | ||
Сурьмяно-цезиевый Ag- Cs20-Cs Си-Al-MgO Cu-Al-BeO Ag-MgO Ni-BeO | 8-11 8-10 12-15 8-12 8 12 | 400-600 400-600 700-900 700-900 - 300-400 | - - Допустимая температура до +450 °С Допустимая температура до 600 °С - Температуростойкий, пребывание на воздухе не изменяет |
Ni-ZrO Al-MgO | 4 11-12 | 800 800 | Повышенная температурная стойкость |
Рис. 3-13. Распределение вторичных электронов по энергиям для кислородно-цезиевого катода
Электрические процессы в вакууме и газах
Термоэлектронная эмиссия металлов
Термоэлектронная эмиссия оксидного катода
Электростатическая электронная эмиссия
Фотоэлектронная эмиссия
Вторичная электронная эмиссия
Электронная эмиссия
Прохождение тока в вакууме
Столкновение электронов
Движение электронов
Виды электрического разряда
Темный разряд
Тлеющий разряд
Дуговой разряд
Газовая плазма
Коронный, искровой и высокочастотные разряды