+7-351-
215-23-09


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 сГмакс 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.

Зависимость от угла падения первичных электронов (за 100% принят коэффициент вторичной эмиссии при перпендикулярном падении первичных электронов).

Рис. 3-12. Распределение вторичных электронов по энергиям для чистых металлов.

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.

Дополнительно по теме