Эмиссионные явления в металлах ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ

Эмиссионные явления в металлах

ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ • • ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ – испускание электронов поверхностью твердого тела или жидкости Поддерживать эмиссию можно при выполнении двух условий: 1. Подвод к электронам энергии, обеспечивающей преодоление потенциального барьера. 2. Создание внешнего электрического поля, обеспечивающего увод от тела испускаемых электронов. Виды эмиссии: • Термоэлектронная эмиссия • Фотоэлектронная эмиссия • Автоэлектронная эмиссия

Термоэлектронная эмиссия • Процесс испускание электронов нагретыми металлами. Концентрация свободных электронов в металлах достаточно высока, поэтому даже при средних температурах вследствие распределения электронов по скоростям (по энергиям) некоторые электроны обладают энергией, достаточной для преодоления потенци ального барьера на границе металла. С повышением температуры число электронов, кинетическая энергия теплового движения которых больше работы выхода, растет и явление термоэлектронной эмиссии становится заметным.

Фотоэлектронная эмиссия (внешний фотоэффект) • Фотоэлектронная эмиссия – испускание электронов твердыми телами и жидкостями под действием электромагнитного излучения (фотонов), при этом количество испускаемых электронов пропорционально интенсивности излучения. Для каждого вещества существует порог – минимальная частота (максимальная длина волны) излучения, ниже которой эмиссия не возникает, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой излучения и не зависит от его интенсивности.

Автоэлектронная эмиссия Автоэмиссия существенно зависит от поля и работы выхода и слабо зависит от температуры. Отбор тока при низких температуpax приводит к нагреванию эмиттера, т. к. уходящие электроны уносят энергию, в среднем меньшую, чем энергия Ферми, с возрастанием температуры нагрев сменяется охлаждением – эффект меняет знак, проходя через «температуру инверсии» , соответствующую симметричному относительно уровня Ферми распределению вышедших электронов по полным энергиям. Особенности автоэлектронной эмиссии из полупроводников связаны с проникновением электрического поля в эмиттер, меньшей концентрацией электронов и наличием поверхностных состояний.

Применение эмиссионных явлений • • • Основными областями применения вторично электронных катодов являются вторично электронные (ВЭУ) и фотоэлектронные (ФЭУ) умножители, ЭВП М типа (в которых электроны двигаются во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях) и приемно усилительные лампы со вторичной эмиссией. Ион электронная эмиссия – испускание электронов под действием ионов. Известны два механизма ион электронной эмиссии: потенциальный – вырывание электронов из тела полем подлетающего иона и кинетический – выбивание электронов из тела за счет кинетической энергии иона. Эмиссия горячих электронов – это эмиссия за счет «нагрева» электронов, т. е. передачи электронам энергии или воздействии электрическим полем. Если термоэлектронная эмиссия определяется величиной потенциального барьера на выходе из твердого тела и энергией преодолевающих его электронов и для ее получения твердое тело нагревают (простейший способ нагреть электроны), то можно попытаться нагреть электроны и не прибегая к нагреву тела.