24. Потенциальная ионно-электронная эмиссия. Кинетическая ионно-электронная эмиссия.
Ионно-электронная эмиссия – явление испускания электронов с поверхности твердого тела при его бомбардировке ионами.
Потенциальное вырывание
В случае потенциального
вырывания энергия электронам мишени
передаётся при оже-нейтрализации
бомбардирующего иона. Этот процесс
наблюдается в случае, если у иона
незанятый энергетический уровень
находится ниже, чем уровень Ферми в
бомбардируемом металле. В этом случае
один из электронов из зоны проводимости
может перейти на этот уровень, тем самым
нейтрализуя ион. При нейтрализации
высвобождается энергия, передаваемая
другому электрону металла, который уже
получает возможность покинуть металл.
Потенциальная ионно-электронная эмиссия
возможна только в случае, если выполняется
неравенство
,
где
—
энергия ионизации атомов, ионы которых
бомбардируют металл, Aвых —работа
выхода электрона из металла.
Эффективность эмиссии
характеризуется так называемым
коэффициентом вырывания
,
равным среднему числу выбиваемых
электронов, приходящихся на один ион.
Для потенциального выбивания
возрастает с увеличением энергии
ионизации
и для однозарядных ионов может достигать
нескольких десятков процентов. Для
многозарядных ионов коэффициент
может превышать единицу за счёт
многоступенчатого процесса нейтрализации
иона.
Коэффициент для потенциальной ионно-электронной эмиссии слабо зависит от энергии бомбардирующих ионов вплоть до значений энергии порядка 1 кэВ. При больших энергиях эффективность эмиссии начинает снижаться и в пределе больших энергий стремится к нулю.
Кинетическое выбивание
В основе кинетического выбивания электронов лежит процесс ударной ионизации атомов мишени и бомбардирующих ионов, поэтому для него характерно наличие порогового значения энергии ионов. Величина порога зависит от материала мишени и от используемых ионов. Для тугоплавких металлов, бомбардируемых ионами Li+ или более тяжёлыми, пороговая энергия превышает величину 1 кэВ. Для диэлектриков пороговая энергия бомбардирующих ионов составляет величину порядка 0,1—0,2 кэВ.
При росте энергии ионов выше пороговой коэффициент вырывания сначала растёт, затем выходит на небольшое плато, после чего начинает снижаться. Так, для ионов водорода H+ максимум эффективности эмиссии лежит в области энергий порядка 100 кэВ и составляет для металлических мишеней величину порядка 1,5. Для более тяжёлых ионов оптимальная энергия лежит в районе нескольких МэВ, а может достигать нескольких десятков и сильно зависит от состояния бомбардируемой поверхности.
ВОПРОСЫ.
№5 Основные отличия электронной и световой оптики. Распределение потенциала аксиально-симметричного электрического поля.
5.1 Пять отличий от световой оптики, поведения электронных пучков.
5.2 Распределение аксиально симметричного поля => поле на оси определяет распределение поля везде.
8. Параметры электростатических линз. Тонкая линза.
10. Абберации электронных линз.
14. Виды эмиссии заряженных частиц. Эмиссия атомных частиц.
14.1. Что такое электронная эмиссия?
14.2. Перечислите основные виды эмиссий.
14.3. Что такое термоэлектронная эмиссия?
14.4. Что такое автоэлектронная эмиссия?
14.5. Что такое фотоэлектронная эмиссия?
14.6. Что такое Вторичная электронная эмиссия?
19. Методы экспериментального определения термоэлектронных характеристик.
19.1 Методы экспериментального определения термоэлектронных характеристик
19.2 Измерение коэффициента отражения (метод Булыгинского), измерение работы выхода (калориметрический метод и метод прямых Ричардсона).
21. Автоэлектронная эмиссия
15.1. Что такое автоэлектронная эмиссия?
15.2. Уравнение Фаулера – Нордгейма.
22. Фотоэлектронная эмиссия.
22-1 Что такое фотоэлектронная эмиссия?
22-2 Перечислите основные законы ФЭЭ
22-3 Запишите закон Эйнштейна
22-4 Когда возникает отклонение от закона Эйнштейна?
22-5 Следствие из закона Эйнштейна
22-6 Нарисуйте ВАХ
22-6 Чем характеризуется фотоэффект?
22-7 Нарисуйте схему опыта Лукирского и Прилежаева, объясните
22-8 Опишите механизм опыта
22-9 Нарисуйте график зависимость потенциала запирания от частоты фотонов
23. Теория фотоэлектронной эмиссии. Кривая Фаулера. Точное измерение граничной частоты
23-1 В чем суть фотоэлектронной эмиссии?
23-2.Кривая фаулера
23-3 Экспериментально положение граничной частоты определяется по измерренной