Электроны выходящие

электроны захватываются магнитным полем, им сообщается сложное циклоидальное движение по замкнутым траекториям у поверхности мишени. Электроны оказываются как бы в ловушке, созданной, с одной стороны, магнитным полем, возвращающим электроны на катод, а с другой — поверхностью мишени, отталкивающей электроны. Электроны совершают циклические движения в ловушке до тех пор, пока не произойдет несколько ионизирующих столкновений с атомами рабочего газа, в результате которых электроны потеряют свою энергию. Эти столкновения приводят к возрастанию концентрации положительных ионов у поверхности мишени, что увеличивает интенсивность ионной бомбардировки мишени и вызывает рост скорости распыления. Следует отметить, что плазма разряда локализована в области магнитной ловушки в непосредственной близости от мишени.

систему ковалентных связей, пятый же электрон атома мышьяка оказывается избыточным. Энергетический уровень примеси ?д (донорный уровень) лежит в запрещенной зоне вблизи дна зоны проводимости. Поэтому уже при комнатной температуре избыточные электроны приобретают энергию, равную очень небольшой энергии их связи с атомами примеси (А?д = Ес — ЕЛ), и переходят в зону проводимости. Эти избыточные электроны могут теперь участвовать в электропроводности полупроводника. В узлах же кристаллической решетки германия, занимаемых атомами примеси, образуются положительно заряженные ионы (на 1.2, б показаны три таких положительных иона в виде прямоугольников). Если высвободившиеся избыточные электроны совершают хаотическое движение вблизи своих ионов, то микрообъем остается электронейтральным. При уходе электронов в более удаленные объемы оставшиеся ионы создают в микрообъеме кристалла положительный объемный заряд.

Элементы ЭСППЗУ, программируемые с помощью туннельного эффекта. На 9.14 показана структура, а на 9.15 — эквивалентная схема элемента памяти. Левая часть структуры образует би-стабильный транзистор (/ — исток, 2—сток, 3—управляющий затвор, совмещенный с шиной программирования строки Хирог, 4 — плавающий затвор). Слой диоксида 5, отделяющий сток 2 от затвора 4, имеет очень малую толщину—порядка 10 нм (туннельно-тонкий диоксид). При программировании на шину Хпрог выбранной строки подают высокое напряжение (20 В). Если на плавающий затвор надо ввести заряд (запрограммировать лог. 1), то на стоке следует установить нулевое напряжение. Тогда происходит туннелирование электронов из стока в слой 5 и их дрейф на плавающий затвор. Если же не надо вводить заряд, то на стоке устанавливают такое же напряжение, как и на управляющем затворе. Для стирания (удаления заряда) на управляющий затвор необходимо подать нулевое напряжение, а на сток — высокое. Тогда электроны совершают обратный переход с плавающего затвора в сток. Таким образом, программирование и стирание идут с одинаковой скоростью. Эти процессы отличаются только знаком напряженности электрического поля в слое 5 и направлением движения электронов.

нет. Все валентные электроны локализованы вблизи атомов и попарно образуют ковалентные связи между соседними атомами. Все энергетические уровни в валентной зо'не заняты. Валентные электроны совершают хаотические туннельные переходы без изменения энергии из одной потенциальной ямы в другую, но в любой момент времени все энергетические состояния остаются заполненными.

напряжения и обычно звуковой частоты. Амплитуда напряжения и должна быть такой, чтобы создать в люминофоре поле, среднее значение напряженности которого составит 10е—107 В/м. На отдельных участках люминофора, где поле в моменты максимума напряжения может достигать 108 В/м, развиваются процессы ударной ионизации и полевой ионизации центров захвата. В те моменты времени, когда напряжение и, а с ним и поле в люминофоре уменьшаются, электроны совершают переходы вниз, на уровни ионизированных центров. Некоторые из этих переходов

Механизм поглощения энергии излучения свободными электронами сводится к тому, что под действием электромагнитного поля эти электроны совершают колебательные движения синхронно с полем. Если в процессе таких колебаний электрон испытывает столкновения с кристаллической решеткой полупроводника, то он передает ей энергию поля. В противном случае электрон возвращает электромагнитному полю накопленную им энергию. Таким образом, поглощение излучения свободными носителями и связанное с этим рассеяние энергии кристаллической решеткой не являются фотоактивными процессами и не приводят к изменению проводимости полупроводника. Тем не менее эти процессы могут косвенно влиять на-фотопроводимость, повышая уровень возбуждения электронов и их готовность к переходу из валентной зоны в зону проводимости.

нет. Все валентные электроны локализованы вблизи атомов и попарно образуют ковалентные связи между соседними атомами. Все энергетические уровни в валентной зо'не заняты. Валентные электроны совершают хаотические туннельные переходы без изменения энергии из одной потенциальной ямы в другую, но в любой момент времени все энергетические состояния остаются заполненными.

напряжения и обычно звуковой частоты. Амплитуда напряжения и должна быть такой, чтобы создать в люминофоре поле, среднее значение напряженности которого составит 10е—107 В/м. На отдельных участках люминофора, где поле в моменты максимума напряжения может достигать 108 В/м, развиваются процессы ударной ионизации и полевой ионизации центров захвата. В те моменты времени, когда напряжение и, а с ним и поле в люминофоре уменьшаются, электроны совершают переходы вниз, на уровни ионизированных центров. Некоторые из этих переходов

Здесь / — плотность тока в образце; а — ширина образца. Коэффициент пропорциональности Rx является константой материала и называется постоянной Холла. Она имеет размерность L3/Q (L — длина, Q — электрический заряд) и измеряется в м3/Кл. Рассмотрим физическую природу эффекта Холла. При протекании тока в направлении, указанном на 9.4, а стрелкой, электроны совершают дрейф со скоростью v в противоположном направлении. На каждый такой электрон действует со стороны магнитного поля В сила Лоренца

^jI\.../Cp\.-./IpY-../Cp\.../Ip) в металлах не свободно, но испыты-^^^ ^~*~^ — ^"^ вают соударения с ионами решетки. 316. Схематическое изо- В отсутствии внешнего электрическо-бражение строения металла. го поля электроны совершают только

электрическое поле; электроны совершают движение по циклоиде и в результате эффективность ионизации значительно увеличивается. На 4.76 приведен пример травления S1O2 в CHFa.

На 4-7 представлены графики, выражающие зависимость анодного тока от потенциала сетки при различных постоянных анодных напряжениях. При определенном потенциале сетки все электроны, выходящие из катода, задерживаются противодействующими силами поля между сеткой и катодом и лампа оказывается «запертой». Графики, представленные на 4-7, называются сеточными х а р а к т е р и с т и-ка м и трехэлектродной лампы. На 4-8 приведена схема для снятия анодных и сеточных характеристик. Катод лампы накаляется током от батареи накала ?„. Ток накала, т. е. температура нити, регулируется реостатом. При помощи батареи ?с и делителя напряжения со средней точкой можно установить выбранное положительное или отрицательное значение потенциала

Катод окружен молибденовым экраном, находящимся под тем же потенциалом. Электроны, выходящие из катода, отталкиваются экраном и в виде кольцевого пучка устремляются на электрод и жидкометаллическую ванну слитка. Конец электрода под действием бомбардирующих его электронов расплавляется, и металл каплями стекает в ванну. Поднимая и опуская электрод, можно изменять долю попадающих на него электронов, например приподнять его так, чтобы полностью прекратить его плавление; в этом случае металл в ванне будет перегреваться или выдерживаться при постояннной температуре (в зависимости от тока, а следовательно, и мощности пучка).

Печи с кольцевым катодом работают на напряжении 5—15 кВ. Их преимущество—простота устройства и большая проводимость, благодаря чему здесь можно получить токи пучка при низком напряжении. Однако эти печи обладают крупным недостатком; у них катод находится в плавильной камере, поэтому при газовыделении с поверхности ванны он оказывается в зоне повышенного давления. Выходящие из катода электроны, сталкиваясь с частицами газов, ионизируют их; образующиеся ПОЛОЖИ-

До приложения к электродам прибора внешнего напряжения электроны, выходящие из катода, создают

мал, а на 3-21, б он достаточно велик. При малом диаметре отверстия в экране эквипотенциальные линии проникают через отверстия в экране на малую глубину, в то время как при большом диаметре отверстия глубина проникновения много больше. В графически изображенных на 3-21, а и б с помощью эквипотенциалей полях, кроме степени неоднородности поля в промежутке daa между экраном и анодом, представляет также практический интерес нижняя граница поля, характеризуемая эквипотенциальной линией с потенциалом ф = 0. В области поля, расположенной выше этой эквипотенциали, электрон ускоряется и, приобретя нужную энергию, ионизирует атомы газа. В области ниже эквипотенциали, соответствующей ф = 0, поле отсутствует, и электроны, выходящие из катода, могут пройти через эту область, попадая в сферу действия поля либо за счет своей кинетической энергии, либо за счет диффузии от мест больших концентраций электронов (электронное облако) к местам меньших их концентраций.

Имея некоторый потенциал относительно катода, сетка изменяет распределение потенциала в пространстве анод — катод и, следовательно, изменяет количество электронов, уходящих на анод из объемного* заряда. При отрицательном потенциале сетка оказывает тормозящее действие на электроны, выходящие из катода,

Электроны, выходящие из катода с различно направленными начальными скоростями, под действием поля испытывают ускорение в осевом и радиальном направлениях, причем радиальное ускорение направлено к оси. Так как начальные скорости электронов малы, то их траектории круто искривляются к оси трубки и электронный пучок сжимается вблизи модулятора, после чего он вновь расходится. Область, соответствующая наименьшему диаметру электронного пучка, называется скрещением. В области скрещения пересекаются траектории электронов, выходящих из разных точек катода; траектории электронов, выходящих из одной точки, пересекаются значительно дальше — в плоскости изображения первой линзы. Размер изображения катода, как видно из рисунка, больше ширины электронного пучка в области скрещивания. Поэтому для уменьшения размера светового пятна на экран

Когда поле линзы примыкает к источнику электронов (иммерсионный объектив, см. § 3.2), наличие начальных энергий электронов и разброс начальных скоростей по величине и направлению могут заметно влиять на качество фокусировки. При этом следует учитывать не только абсолютную величину начальных скоростей, но и направления вылета электронов. Очевидно, чем меньше напряженность ускоряющего поля у катода, тем в относительно большем угле «разойдутся» траектории электронов, выходящих с различными по величине и направлению скоростями из одной точки эмиттирующей поверхности. Ввиду разброса начальных скоростей по направлению электроны, выходящие из одной точки объекта, вступают в поле линзы с различными апертурными углами. Разброс этих углов приводит к появлению обычной сферической аберрации, а разброс по величине скоростей обуоювливает хроматическую аберрацию. Таким образом, на качество фокусировки иммерсионного объектива влияет комбинированная сферохроматическая аберрация.

Вторичные электроны, выходящие с краев диафрагмы первого анода, улавливаются ускоряющим электродом и вторым анодом, имеющим более высокий потенциал, что приводит к уменьшению величины тока в цепи первого анода. Если коэффициент вторичной эмиссии поверхности первого анода станет больше единицы, то ток в цепи первого анода изменит направление на обратное. Конечно, вторичные электроны, проходящие сквозь диафрагму второго анода, могут вызвать паразитное свечение экрана.

Потенциалоскоп с барьерной сеткой имеет один электронный прожектор, создающий сфокусированный пучок быстрых (ei«* «1000 эв) электронов и диэлектрическую мишень на металлической подложке, являющейся сигнальной пластинкой. Коллектором обычно служит проводящее покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы. Характерная особенность этого потенциалоско-па — наличие перед мишенью сетки с потенциалом на несколько сот вольт ниже потенциала коллектора. В этом случае вторичные электроны, выходящие с поверхности мишени, при наличии достаточной начальной скорости проникают сквозь сетку и, попадая в сильное ускоряющее поле, улавливаются коллектором. Медленные же электроны возвращаются к мишени практически в место вылета. Таким образом предотвращается перераспределение зарядов по поверхности мишени и вызываемое им сглаживание потенциального рельефа.

условиях можно считать, что все вторичные электроны, выходящие с поверхности мишени, возвращаются обратно на мишень, так как поле в пространстве сетка — мишень слишком мало; кроме того, при большой прозрачности сетки (до 70—80% у современных су-перортиконов) электроны с мишени, движущиеся в сторону сетки, проходят сквозь нее и полем секции переноса возвращаются обратно на мишень. Предположим также, что дальность «разлета» вторичных электронов существенно больше ширины полос электронного изображения на мишени. Вторичные электроны в общем случае перелетают как с белого на черное, так и с черного на белое, но число электронов, выходящих с белого, всегда больше числа электронов, улетающих с черного. Следовательно, потенциал белых элементов повышается, что приводит к появлению разности потенциалов между белыми и черными элементами. Однако эта разность потенциалов не может стать сколь угодно большой, так как с ростом потенциала белых элементов увеличивается тормозящее поле, возвращающее вторичные электроны, вышедшие с белых элементов, обратно на эти элементы. Устанавливается динамическое равновесие, причем можно приближенно считать, что половина вторичных электронов, уходящих с каждого элемента, переходит на соседние участки мишени, а половина возвращается обратно на этот же элемент. Полагая, что число электронов, перелетающих с одного элемента мишени на другой, пропорционально межэлементной разности потенциалов U, можно составить уравнения токов белого (к) и черного (t4) элементов мишени:

По принципу действия близка к видикону передающая трубка, названная и б и коном. В этой трубке используется явление возбужденной проводимости в слое диэлектрика (см. § 11.2). Мишенью ибикона служит слой диэлектрика, нанесенный на весьма тонкую прозрачную для быстрых электронов металлическую (алюминиевую) сигнальную пластинку. Изображение с фотокатода переносится электростатическим или магнитным полем (как в ЭОПе) на мишень. Ускоряющая электроны в секции переноса разность потенциалов выбирается достаточно большой (20—25 кв). При этом электроны, выходящие с фотокатода, приобретают энергии, достаточные для прохождения сквозь тонкую сигнальную пластинку и возбуждения проводимости в слое диэлектрика мишени. Таким образом, на поверхности мишени, противоположной фотокатоду, создается потенциальный рельеф, соответствующий распределению освещенности на фотокатоде. При развертке поверхности мишени электронным лучом потенциал ее доводится до равновесного значения, равного потенциалу катода прожектора или коллектора вторичных электронов (в зависимости от энергии электронов луча). При этом в цепи сигнальной пластинки формируется видеосигнал. Благодаря усилению изображения при переносе с фотокатода на мишень и умножению в мишени за счет возбужденной проводимости чувствительность ибикона может быть выше чувствительности суперортикона. Описано несколько разновидностей передающих трубок с диэлектрической мишенью, использующей явление возбужденной проводимости, но широкого распространения такие трубки пока не получили.