Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Вещества, способные к люминесценции, называют люминофорами. Многослойный экран, состоящий из нескольких слоев люминофоров, может возбуждаться электронами разной энергии. Соответственно могут излучаться различные цвета. мэ 3701 Бторнчяия электроллая э»тссня — это явление испускания электронов (вторичных) твердыми телами при их бомбардировке первичными электронами. Электроны могут эмитироваться как «на отражение", так и с тыльной стороны мишени "на прострел".
Вторичные электроны имеют непрерывный энергетический спектр бсдк Разд 3.2.3). йнщаний фотспффект представляет собой перераспределение электронов по энергетическим состояниям вследствие поглощения твердым телом квантов элекгромагнитного излучения с последующей эмиссией электронов (схь Разд. 3 2.2д гунуя»ре»ший фотоэффэкт связан с возникновением в твердом теле свободных носителей заряда — электронов и (или) дырок при поглощении квантов электромагнитного излучениа. Внутренний фотоэффект стимулирует появление фото-ЭДС, фотопроводимость полупроводника, фотомагнитозлектрические эффекты.
Э. дэка»ролно-конная э»тесня — это явление испускания ионов поверхностью твердого тела при ее облучении потоками электронов. При электронных потоках низкой ннтенсив""сти происхолит десорбция ионов с поверхности. При энергиях бомбардирующих элекРонов э2бкэВ и плотности тока >20А)см наблюдается истинно ионная эмиссия 2 (сэ» Раэд 3 24 3 2 8) Ок крдщиват»е нонлых кр»»слтю»ов или крнстазлов с ионными (элекгросппическим) характе о ерем связеи происходит под возлействием электронного пучка.
Кристаллы могут быть галог алогенилами щелочных и щелочноземельных металлов, фосфатами, карбонатами. 3и яд Ря»Э д»юяекшрлкое происходит при оолучении электронным пучком поверхности лиэлект " ектрнка, расположенного на металлической подложке, В зависимости от интенсивности элект ктронного пучка на поверхности диэлектрика формируется потенциальный рельеф гл б "убиной до десятков вольт. Это позволяет производить многократное считывание однок а Ратно записанной информации. Часть !, Вакуумная н плазменная электроника Задачи и упражнения (3.1Д Вывод формулы Ричардсона — Дещмана.
Эффект Шоттки Плотность тока электронов, испускаемых термоэлектронным катодом, определяется фор- мулой Ричардсона — Дешмана: l = А. Т ехр( — ~р/lгТ), гле А — константа, а другие символы имеют свое обычное значение. Опишите метод, с помощью которого выводится эта формула. Пусть температура катода равна 2000 К. Анод и катод представляют собой плоскопарал- лельные пластины, расположенные на расстоянии 1 см друг от друга. Считайте, что про- странственный заряд не ограничивает величину тока. Какую разность потенциалов надо приложить между катодом и анодом, чтобы эмиссионный ток увеличился на 10% по сравнению с вели ~иной, даваемой формулой Ричардсона — Дешмана? Рещение Формула Ричардсона — Дешмана выводится из рассмотрения кинетических энергий элелтронов, испускаемых с поверхности материала.
Заметную вероятность выхода из материала будут иметь только те электроны, энергия которых больше работы выхода и которые движутся в направлении ьх. Следовательно, плотность тока Ау, (см. рис. 3.32) определяется выражением (3,1.1) глс т» — скорость вылета электронов, а г(М вЂ” число электронов с энергией, достаточной для преодоления поверхностного потенциального барьера: ч,=р,/т, М=2~/!з' /(Е) др„.~!р с!р,. Слеловательно, подставляя в (3.1.1) выражения для АА' и 1„, получим: АУ, --2~!/т Ь' ЯЕ).г!р, Ар, '4~: (3.!.2) .
где У(Е) = !/[ехр(Š— Еь )!IсТ -~1~ — вероятностный миожизсль Ферми Тертотщстическая дег/зортаивя происходит на поверхности термопластического слоя под воздействием излучения. На поверхности термопластика образуется микрорельеф деформаций, соответствующий записываемой информации. удорлая иоянзаяия в полупроводниках происходит при бомбардировке поверхности ускоренными электронами (- 15 кВ), вследствие чего имеет место явление умножения носителей зарядов. Для эффективного разделения зарядов различного знака полупроводниковая мишень в виде диодной сзрукгуры находится под обратным смещением (-300 В).
Приборы, работающие на основе ударной ионизации, служат для усиления сигнала по мощности. Механизмы бесконтактного взаимодействия пучка свободных электронов с детектором были рассмотрены ранее. Это явления наведенного тока во внешней цепи и отбор энергии от электронного потока, 3 Вакуумная электроника Рис. З.З2. Определение плотности тока амнсснн Если теперь проинтегрировать выражение (3.!.2) по р» и р» в пределах от -кс до ь сс, а по компоненте р„от р', до + со (импульс, соотвегствуюгдий минимальной энергии выхода Ч), то получим формулу Ричардсона — Дешмана. Внешнее электростатическое поле Е уменьшает работу выхода на величину бгс = (г?Е7 4ксс) эВ, где с, — диэлектрическая проницаемость вакуума.
мз Это так называемый эфг/»акпт Шоп1пкки, суть которого заключается в уменьшении работы выхода электронов под действием внешнего электрического поля. Тогда формула Ричардсона — Дешмана преобразуезся к виду: ,У = АТ'ехр~ — (р-Ьф??кТз= АТ ехр7-<р)яТ)ехр(бр)Т) =.Iх схр7Ьр?7сТ) . Пусть |= 1,17„тогда можно написать, что ехр(бгр 717) -"' 1,1. Откуда бр//»Т = )п(1,1> = 0,0953 . Значение величины йр = 0,0953. 1,38.10 '.2000 = 2,63х10 "Дж, а (2йр/с)) = 9!»/касс? =(2 2,63 10 '?с?)', где г) — расстояние между пластинами.
Таким образом, требуемая разность потенциалов для увеличения эмиссионного тока на 10% равна 1'= 10,8 10 .л.8,85 !О .!О 71,5 10 = !880 В. )Я Понижение работы выхода вольфрама при осаждении иа нем пленки цезия Диод с вольфрамовым катодом наполнен насыщенными парами цезия. Температура баллона Та = 127 'С, а темпеРатУРа катода Т„= 1140 К.
с)сму будет равна работа выхода катода в этих условиях? Решение До тех пор пока работа выхода катода больше энергии ионизации цезия, атомы цезия будут адсорбнроваться на поверхности катода в виде ионов !рис. 3.33). Благодари этому на поверхности катода будет возникать двойной слой зарядов с плечом а и поверхностной п~отностью заряда а = агу =-.т)Л:,В, где 77,0 — поверхностная плотность зарялов. пределах этого двойного слоя создается усредненное поле: Е = о/со = Ф',О/ск Часть!. Вакуумная и плазменная электроника благодаря этому в первом приближении работа выхода понижается на величину йр= ЕаХ,В(е =- рНЯе,, где р= де р =па — момент диполя.
Для ионов цезия, осажденного на вольфрам, величина а=),65х10 'ем, Пис 333 Схема адсорбции атомов цезия В более высоком приближении следует дополнительно учесть то, что в самом ионе из-за воздействия заряда зеркачьного изображения происходит смегцение электронных оболочек. Иными словами, в самом ионе появляется диполь с некоторым моментом р,, который необходимо вычесть из основного дипольного момента р. Величина р, будет пропорциональна локальному полю Е, в окрестности иона, т, е. р, = аЕ, где Е определяется силами зеркального изображения по закону Кулона как о -ы Е, = г! /16 леса, а величина а — постоянная поляризации, для цезия а = 2,74х10 Величина 0 может быть найдена из уравнения баланса адсорбции псзия на поверхности вольфрама.
1) Давление паров цезия определяется из соотношения !8р = 11,05 — 1,35 18Т вЂ” 404! ! Т = 3,44 мм рт. ст. р = 2,75х10 ' мм рт. ст. = З,ббх!0 н!м . 2) Определим энергию адсорбции иона цезия на поверхности вольфрама. При этом будем полагать, что энергия адсорбции будет целиком определяться только силами электростатического притяжения иона к поверхности металла. Сила зеркального изображения равна Г!х) = О ! !блсох, где х — расстояние заряда от поверхности металла.
ЭнеРгия адсорбции будет равна работе, которую необходимо затратить, чтобы увести адсорбированный ион на бесконечность: е Ых е Ф. =) Е(х)г!х= 1блео ! х' 1блс„а 2,56 1О " 3,48 10 'Дж = 2,18 эВ. !О 1о !6 3,14 8,85 1О п.1,65 3 Вакуумная электроника 3! Величину О находим нз условия равенства скоростей адсорбции и десорбции цезия на вольфраме а!1-Е)р Л',О ~ Ф„1 Полагаем, что а = 1, а то = 10' ' с.
Согласно исследованиям, величина М, равна 3,5бх10 -и ~э О= ртэ ( Ф„1 р. 4 У т)2тАПТ;,ехр — —" 3,66 10 ' 10™ 3 66 10' !О"и 43,56 1О'" 6 28.!33.1,67 1О ' 1,38 !О ' 400х 3,48 10" ехр — ' „, =-4,5 1О ', 1,38 1О э 11407' 4) Определяем понижение работы выхода: еМО( а ! 1,6 10 ".3,56 10н 4,5 1О ' Л~р= — ' о— х е, ~ !бхг.а) 885 !О ' 274 !О' х~1,65 1О "— ', „, =0,415 В. 16 3,!4.8,85 !О '~ 2,73 !О" '7' ~р'= 4,52-0.41= 4,11 В.
Эта величина больше потенциала ионизации цезия и, следовательно, сделанное выше допущение о том, что цезий адсорбируется в виде ионов, является справедливым. 'ьо эз Оценка величины электрического поля, выэывающего автоэлектронную эмиссию Оценить величину электрического поля, при котором будет иметь место достаточно интенсивная автоэлектронная эмиссия из вольфрама (рис. 3.34). Рис. З.зя. Схема автоэлектоонной эмиссии Часть !. Вакуумная и плазменная электроника !Ог Решение Автозлектронная эмиссия будет достаточно интенсивной, когда ширина потенциального барьера о станет соизмеримой с длиной волны Де Бройля для электрона Х,, = л г тн Значение энергии электронов и ширину барьера следует взять для электронов, близких к уровню Ферми Для вольфрама !!', = 5,81 эВ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
