Полевая электронная эмиссия

ПОЛЕВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ [c.587]

Тело, испускающее электроны или ионы, называется эмиттером. Для наблюдения и использования электронной или ионной эмиссии необходимо создать у поверхности эмиттера электрическое поле, отсасывающее эмитированные частицы. Обычно для достижения эмиссионным током насыщения достаточно приложить небольшое поле (десятки или сотни вольт на сантиметр). В случае полевой эмиссии внешнее электрическое поле превращает потенциальный порог, существующий на границе тела и препятствующий выходу электронов, в барьер конечной ширины и уменьшает его высоту, вследствие чего становится возможным квантовомеханическое туннелирование электронов сквозь барьер. При этом энергия электрического поля затрачивается только на ускорение эмитированных электронов. Для возникновения полевой эмиссии необходимо приложить к телу сильное электрическое поле (I 10 В/см), при этом плотность тока может достигнуть 10 А/см . При еще больших импульсных полях локальные участки эмиттера (выступы, заострения) сильно разогреваются (чаще всего током полевой эмиссии) и взрываются. Часть вещества эмиттера переходит из конденсированной фазы в плотную плазму. Этот процесс сопровождается испусканием интенсивного электронного потока — возникает взрывная электронная эмиссия. Монографии и обзоры по эмиссионной электронике и различным видам эмиттеров приведены в [1—4, [c.567]

ПЭ используется в некоторых вакуумных электронных приборах, в полевой электронной и ионной микроскопии, взрывная электронная эмиссия — в сильноточных ускорителях электронов и в импульсных источниках рентгеновского излучения высокой интенсивности [30]. [c.588]

Полевой электронный микроскоп (рис. 1.423). Объектом является острие катода. При наложении на катод электрического напряжения возникает поле с высокой напряженностью, которое вызывает полевую эмиссию электронов. При этом на экране получают сильно увеличенную картину структуры материала острия. [c.159]

Важнейшей эмиссионной характеристикой твердых тел является работа выхода еср (е — заряд электрона, Ф — потенциал), равная минимальной энергии, которая необходима для перемещения электрона с поверхности Ферми в теле в вакуум, в точку пространства, где напряженность электрического поля практически равна нулю [1]. Если отсчитывать потенциал от уровня, соответствующего покоящемуся электрону в вакууме, то ф— потенциал внутри кристалла, отвечающий уровню Ферми. Согласно современным представлениям в поверхностный потенциальный барьер, при преодолении которого и совершается работа выхода, основной вклад вносят обменные и корреляционные эффекты, а также — в меньшей степени — электрический двойной слой у поверхности тела. Наиболее распространенные методы экспериментального определения работы выхода — эмиссионные по температурной, спектральной или полевой зависимости соответственно термо- фото- или полевой эмиссии, а также по измерению контактной разности потенциалов между исследуемым телом и другим телом (анодом), работа выхода которого известна [I, 2]. В табл. 25.1, 25.3 и 25.4 приведены значения работы выхода простых веществ и некоторых соединений. Внешнее электрическое поле уменьшает работу выхода (эффект Шоттки). Если поверхность эмиттера однородна, то уменьшение работы выхода. эВ, при наложении электрического поля напряженностью В/см, равно [c.567]

Полевая (туннельная, автоэлектронная) эмиссия (ПЭ) — испускание телами электронов под действием сильного внешнего электрического поля у их поверхности. Если внешнее электрическое поле достаточно велико для того, чтобы потенциальной порог на границе тела превратился в барьер конечной и малой ширины (ё Ю В/см), то становится возможным просачивание электронов сквозь барьер (квантовомеханическое туннелирование) и выход их в вакуум. При этом электроны непосредственно после прохождения сквозь барьер имеют ту же энергию, что и внутри тела, а электрическое поле совершает работу только на ускорение электронов в вакууме в межэлектродном промежутке между эмиттером [c.587]

В соответствии с моделью полевая эмиссия электронов ПАН УВ-катода с реальной поверхностью начинается с низкоэнергетических поверхностных электронных состояний, а основной высокоэнергетический максимум появляется после саморазогрева и очистки поверхности эмиттирующего кристаллита при его самопроизвольной перестройке. Именно по этой причине расстояние между максимумами одинаково при самопроизвольной перестройке катода с реальной и с чистой поверхностью, когда в первом случае в спектре появляется высокоэнергетический максимум, а во втором — низкоэнергетический. [c.115]

Лобанов В. М. Особенности полевой эмиссии электронов из углеграфитовых материалов Дисс.. .. канд. ф.-.м. наук. — Уфа Башкирский гос. университет, 1999. [c.274]

Пушки с полевой эмиссией. В источниках с полевой эмиссией используется очень острая холодная вершина, за которой следует электростатическая линза (рис. 127) [222]. Вблизи вершины возникает чрезвычайно высокое электростатическое поле, следствием которого является относительно высокий (1 мА) ток эмиссии. Электроны как бы эмитируются из очень маленького виртуального источника позади вершины. Радиус виртуального источника пропорционален радиусу вершины и квадратному корню относительного разброса энергии Для радиуса вершины 0,1 мкм и относительного разброса энергии 10 радиус виртуального источника приблизительно равен 1 нм. Из-за чрезвычайно малых размеров источника и высокого тока эмиссии яркость такой пушки может быть в ты- [c.471]

Эти явления переноса, в которых электрон остается связанным с поверхностным барьером или остается близким к нему, составляют предмет данной главы. Однако очень близкие физические представления могут быть развиты и в отношении не обсуждаемых здесь других явлений, в которых электроны проникают через поверхность в вакуум или падают на нее из вакуума— термоионная и полевая эмиссии, туннелирование через барьеры, дифракция медленных электронов и т. д. [c.105]

Электронная и ионная эмиссия — испускание электронов или ионов телами под влиянием внешних воздействий нагревания, потока фотонов, электронов, ионов или сильного электрического поля. В зависимости от характера внешнего воздействия различают соответственно термоэлектронную, термоионную, фотоэлектронную, вторичную электронную и вторичную ионную, электронноионную, ионно-электронную и полевую (иначе — туннельную или автоэлектронную) эмиссии. Во всех видах эмиссии. кроме полевой, роль внешних воздействий состоит в увеличении энергии части электронов или ионов тела до значения, позволяющего преодолеть действие сил. которые связывают их с телом, и выйти в вакуум или в другую среду. При ионной эмиссии эмитироваться могут как положительные, так и отрицательные ионы. [c.567]

Для объяснения наблюдавшихся явлений авторами [174] предложена модель полевой эмиссии электронов из углеродного катода (рис. 3.9). В модели углеродный автокатод представляется как металлический автокатод, покрытый микрочастичками диэлектрика, образующими сплошную пленку на его эмиссионной поверхности. При некотором поле электроны получают возможность туннелировать через барьер на границе металл—диэлектрик в зону проводи- [c.113]

Рис. 3,10. Энергетическая диаграмма полевой эмиссии электронов из эмиттирующего кристаллита ПЛН УВ-катода после перехода во второе стабильное состояние, соответствующее аномальному энергетическому спектру автоэлектронов с дополнительным низкоэнергетическим максимумом

С 1960-х гг. начались исследования М. с. с применением сверхвысоковакуумной аппаратуры в условиях вакуумной гигиены, т. е. в хорошо контролируемых и поддерживаемых условиях. Появилась возможность дозированного изменения состава, темп-ры, зарядового состояния и др. параметров М. с. и прецизионного измерения этих величин, выяснена их связь с геом., в частности структурными, характеристиками поверхности. Наиб, удобны для исследования М. с. на чистых поверхностях полупроводников и др. монокристаллов, т, к. в таких М. с. наблюдаются анизотропные явления. Для изучения состава и структуры М. с. применяют зондирование поверхности электронными, нейтронными, ионными, молекулярными, рентг., световыми и позитронными пучками, автоионную, автоэлектронную, полевую и тепловую эмиссию частиц с исследуемых поверхностей, а также метод зондовой микроскопии. Большинство исследований должно проводиться в условиях сверхвысокого вакуума, что ограничивало возможности этих методов. Применение зондов-острий позволило снять эти ограничения. [c.209]

Направленный ток в плазме Н. д, переносится в осн. электронами и имеет две направленные навстречу друг другу полевую и диффузионную составляющие. Ионизация атомов, 1сак правило, ступенчатая и осуществляется в ОСЕ. высокоэнергичными электронами плазмы из хвоста максвелловского распределения и отчасти электронами катодной эмиссии, ускоренными на прика-тодном падении. [c.350]

В электронной микроскопии и зондоформирующих системах в основном используются два типа эмиттеров. В связи с этим мы можем различать пушки с термоионной и полевой эмиссией. Сделаем краткий обзор их свойств. Читатель может про- [c.469]

Области р — это исток и сток с присоединенными к ним металлическими электродами. В теле .-полупроводника при приложении к внешнему затвору 5-1 положительного потенциала накапливаются электроны вблизи поверхности изолятора ИЛ. Если толш ина ИЛ достаточно мала, то возникает контролируемый полем механизм переноса электронов из тела полупроводника п в металл затвора 3-2 (за счет туннельного эффекта или внутренней полевой эмиссии). [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...