Вторичной электронной

4) вторичная электронная эмиссия, обусловленная ударами быстро движущихся свободных электронов о поверхность тела;

5) вторичная электронная эмиссия, обусловленная ударами тяжелых частиц (ионов, возбужденных атомов или молекул) о поверхность тела.

Вторичная электронная эмиссия

Практически вторичная электронная эмиссия используется в фотоэлектронных умножителях, в которых путем многократного отражения электронного пучка от полупроводниковых электродов, называемых динодами или эмиттерами, происходит усиление слабых фототоков. В некоторых электронных лампах, например, в тетродах, вторичная электронная эмиссия ухудшает характеристики и параметры прибора.

При анодном напряжении Ual, соответствующем точке А характеристики, с поверхности анода начинается вторичная электронная эмиссия. Если при этом анодное напряжение меньше напряжения на экранирующей сетке, то электрическое поле в пространстве между анодом и экранирующей сеткой направлено от экранирующей сетки к аноду. Под действием этого электрического поля вторичные элек-

Разновидностью электровакуумных фотоэлементов являются фотоэлектронные умножители — комбинированные фотоэлементы, использующие первичную фотоэлектронную и вторичную электронную эмиссии. При этом вторичная электронная эмиссия вызывается бомбардировкой потоком первичных электронов вторичных катодов, находящихся под более высокими потенциалами. Общий коэффициент усиления может достигать сотен тысяч и даже нескольких миллионов.

2-36. Термоэлектронная, фотоэлектронная, автоэлектронная и вторичная электронная эмиссии.

Вторичная электронная эмиссия. Вторичной электронной эмиссией называют эмиссию электронов с поверхности тела при его бомбардировке электронами. Тело, подвергаемое бомбардировке, называют вторично-электронным эмиттером, или мишенью. Часть электронов, падающих на поверхность мишени (первичных электронов RJ), испытывает упругое отражение, другая часть проникает в толщу тела и рассеивает там свою энергию при взаимодействии с кристаллической решеткой и электронами мишени. В результате этого взаимодействия первичный электрон может либо полностью рассеять свою энергию и остаться в теле, либо, затратив часть энергии, изменить направление движения и выйти из этого тела. Последний случай соответствует неупругому отражению первичных электронов. Энергия, рассеиваемая первичным электроном в теле, может перейти в кинетическую энергию внутренних электронов и вызвать их выход из тела мишени (собственно вторичные электроны).

Вторичная электронная эмиссия 15

Следовательно, если электронам твердого тела сообщается извне дополнительная энергия, то возможен выход электронов из тела. Явление «спускания электронов твердыми телами при внешнем энергетическом воздействии называется электронной эмиссией. В зависимости от характера внешнего энергетического воздействия различают следующие виды электронной эмиссии: термоэлектронная, возникающая при нагревании тел; фотоэлектронная, при которой источником дополнительной энергии электронов является падающий на поверхность тела поток электромагнитного излучения; вторичная электронная, возникающая под действием бомбардировки поверхности тела быстрыми электронами; электростатическая (автоэлектронная), вызываемая сильными электрическими полями у поверхности тела.

Вторичная электронная эмиссия. При бомбардировке поверхности вторично-электронного эмиттера электронами, 'называемыми первичными, они проникают в приповерхностный слой. При этом возникает взаимодействие первичных электронов с электронами эмиттера. Энергия первичного электрона может быть передана нескольким электронам, в результате чего некоторые из них смогут выйти в вакуум — возникает вторичная эмиссия.

Фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) называют электровакуумный прибор, в котором ток фотоэлектронной эмиссии усиливается за счет вторичной электронной эмиссии.

Отношение числа вторичных электронов, выбиваемых из динода, к числу первичных электронов определяет коэффициент вторичной электронной эмиссии а. Для получения коэффициента вторичной эмиссии больше единицы используют сурьмяно-цезие-вые, многощелочные пленочные диноды или диноды, у которых эмигрирующий слой образуется окислением сплавов на основе серебра, меди, алюминия с присадкой магния или бериллия.

У современных ФЭУ коэффициент вторичной электронной эмиссии о=Зч-8. Расчетный коэффициент усиления фотоэлектронного умножителя, имеющего п динодов, определяется соотношением

Свободные электроны, ударяющиеся о поверхность вещества, называют первичными. Они отдают часть своей кинетической энергии электронам, находящимся у поверхности вещества. Если этой энергии достаточно для преодоления потенциального барьера, то начинается явление вторичной электронной эмиссии, т. е. выход в свободное пространство вторичных электронов.

Коэффициент вторичной эмиссии показывает, сколько вторичных электронов в среднем выбивает один первичный электрон. Коэффициент вторичной электронной эмиссии достигает у некоторых полупроводников величины 10 -f- 12. У металлов этот коэффициент не превышает 1,5 -*- 2,0.

В электронно-лучевых трубках применяют люминофор с коэффициентом вторичной электронной эмиссии а = 1. Поэтому потенциал люминофора остается практически неизменным, несмотря на то, что на его поверхность воздействует электронный луч.

щее изменение тока в цепях анода и сеток лампы. В тетродах дина-тронный эффект проявляется, как искажение анодных характеристик и характеристик тока экранирующей сетки на участках, где анодное напряжение меньше напряжения на экранирующей сетке, но больше ^д, напряжения, необходимого для " возникновения вторичной электронной эмиссии с поверхности анода.

мент с внешним фотоэффектом, усиление фототока в котором достигается путем использования вторичной электронной эмиссии. Вторично-электронные катоды, называемые иногда эмиттерами или динодами Д ( 4.3, а), обладают способностью излучать при бомбардировке первичными электронами число электронов большее, чем число первичных электронов, бомбардирующих их поверхность. Отношение числа вторичных электронов, выбитых с поверхности динода, к числу первичных электронов называют коэффициентом вторичной эмиссии о Высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии порядка

Усилители-преобразователи световых изображений. Явления люминесценции, фотоэлектронной и вторичной электронной эмиссий позволили создать электронно-оптические усилители-преобразователи рентгеновских, ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных изображений.

Существует и другой метод использования вторичной электронной эмиссии, когда электроны, формирующие изображение, имитируются самим образцом под действием нагрева, облучения светом, ионами или электронами. В данном случае исследуемое изделие является как бы составной частью электронно-оптической системы эмиссионного электронного микроскопа (ЭЭМ) и в этом его принципиальное отличие от РЭМ. Изэбраже-ние формируется' главным образом в прикатодной области ускоряющего поля объектива. Сфокусированное изображение в увеличенном виде наблюдается на экране. При наличии на исследуемой поверхности .электрических или магнитных микрополей плотность тока в луче, несущем информацию, перераспределяется. Это яв-Ление ИСПОЛЬЗуеТСЯ В ЭЭМ ДЛЯ визуализации таких микрополей. Например, если р-п переход поместить в однородное электрическое поле и подать на него запирающее напряжение, то поле, создаваемое р-п переходом, будет искривлять линии основного поля. Искривление поля приведет к искривлению электронных траекторий. Как видно из 3.13, правее области р-п перехода плотность тока больше средней плотности, а левее — меньше. Если теперь изображение сфокусировать на плоскость, расположенную на некотором уровне над поверхностью образца, где распределение плотности установилось, то распределение я-ркости на экране отобразит электрическое микрополе на поверхности полу-лроводника. • не

ФЭУ представляют собой приборы, в которых поток первичных электронов, полученных при фотоэлектронной эмиссии, усиливается посредством вторичной электронной эмиссии.