1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 144
Текст из файла (страница 144)
Оксидный катод представляет собой металлическую подложку (обычно пз никеля или платины), на которую нанесен специально обработанный слой кристаллических окислов щелоч!и- земельных металлов (обычно твердых растворов окислов барии и стронция). Такие слои обеспечивают большие термоэлсктронные токи при очень низких рабочих температурах, причем плотность тока эмиссии составляет примерно 0,5 а))смз при 1000' К. В то же время плотность тока из чистого вольфрама прп его нормальной рабочей температуре 2500 К составляет всего лишь примерно 0,3 а)смв, тогда как для торироганного вольфрама плотность тока равна примерно 1,0 а(сл!з при нормальной рабочей температуре !900' К. Вследствие низкой эмиссии чистый вольфрам применяется только в тех случаях, когда другие типы эмиттеров не подходят, как, например, в высоковольтпых рентгеновских трубках и в генераторкых лампах, в которых эмиттер сильно бомбардируется положительными ионами остаточного газа.
Лля данной чистой однородной поверхности при абсолютной температуре Т предельное значение плотности тока термоэлектронной эмиссии У определяется форм!улой Ричардсона .У =-АТзе чвлт (13.5.1) универсальная константа термоэле -;. Ик „ в ="- 120 а/смх град) лв (13.5.2) а ср — работа выхода электрона, которая может завпсеть от )емпературы, Формула Ричардсона не дает непосредственно термоэлектронного тока, получаемого в ходе эксперимента, так как в ней не учитывается внутреннее отражение электронов от поверх!юсткого барьера, влияние простраис!венного заряда вне мате- г .. -, ",, Эд)фект 111оттки (117), обусло.
полем. Формула Ричардсона Г ) 'ГНС 51ВЛШП)Я, ТЯКПС, КЗК Зв 11 13НСШПНМ Э1С!СТРнв!СС!СНЫ ПОЛСЬ. рмогщ!ямичсских соображсьно учнтыРать спе'. Спа из о )щпх тор д ОНЯ И НС ДОЛ)КНЯ ПРЯВИЛ ца зср ) цнс))ические эффс1пы, ", п ц 1: 3такис кяк О) ря)кские ', п л, )у)о статистику Ферми , . и и!и для разпых материалов можно также вывсстк, п1,: ., )у) Х, ' ' 3 ' ', П )ИМШ)ЯЯ КРЯПТОВУ1 3 см элсктрокям в твердом теле (13,5.1) ш ! гепрнмскпма в случае 1 и ",) ' ', * . 1п достаточнО '!Пстыс. 1 ПОПС,')ХНОСТСЙ, Даксс ССЛН ОНП СО,~ У, *, . !Ю! О НЫХ ЭМИТТСРОВ Ь СО В СЛ,"1ЯС ЧИСТЫХ Д Оня прнмснпмя толю!о еся экспериментальные данные '13 5 1) того рода, и 4)ормулой 1, в 5и ..:, эмпирической формулой, 5ио пользоваться лщпь как эмин! Пче с " р, .
яемые кокстанты. Ноттингсм и, ' ' . )ическ ')о формулу следую- ,)ШЕСКИ ОПРЕДЕлЯЕЬ гсм (1!7) предложил вместо псе эмпирическу)о ор щс;о впда: - Ч)МГ (13.5.3) — МОЭЛГКТ СИНЯЯ КОНСТ Я1 ' в „ юггч„которая определяется "кспернментяльными дан го эмнтгсря в согласпи с эк -ффиш!Ситом выхода и зави- СТРУКТУРЫ ЕГО ПОВЕРХНОСТИ. . К нстапта Ф пязыгается коэ ) и ! ЭМПИРИЧССКОЙ ЧЕМ б азца, формы и отру ' а, )агв1ЕТ ТОНЯ ЭМИССНИ ПРИ ЗЯДЯННой лс ' ", б ", с.
пературу, при которой дол. заданная плотность тока термоэлсктронкой эмиссии, и ы змш! шческпх констант для формул е ля плотности тока касьпцеВолсе развернутое вь!ражекие для и ння имеет и)д (121) ) -ч3эгс, Св)/ 5в)",'вг а!Снт (13 5 4) вовк ициент отряжгкнн электронов от потенциальпого : тл в )Явный обычно примерно 0,05). Р;,( )вьс()Т) .„Нтыва,)ся вчиянне эл,т1 )и- Р1СТРОННУ!О ЭМИССИ10.
! Г 11 .. 1)оводпиков такж!.' подноге )хности на термоэлек. ча. со . ' .. ).б )входа заш!сит - )исспя пз голупров ча. соня. Истинная ря Ота вы ')щ1яется формуле Ричардсо... 1. от положения ур 1,; - ., тиос)ь будет зависеть от температуры н электро 5;ОЗСГ\ПОСТИЬИ Ян"!1-5П"51 тпп !' л х В х 13 водника, так как этими вели шнзмн определяется и ложепие уровня Ферми.
Прежде чем переходить к следующему вопросу, сделаем одно замечание практического характера. Хорошо известно, что обычными термоэлектронными эмиттерами нельзя пользоваться в газах прп давлениях, превышаю!цих примерно 10 ' жлг рт. ст. Вредные химические эффекты и разрушительное действие бомбардировка поверхности положительными попами слишком сильно снижают срок службы эмиттера в таких условиях. Но з газах, находящихся при довольно высоких давлениях, можно пользоваться торированиым иридием.
Катоды пз этого материала могут работать в течение нескольких месяцев даже в газах, вызывающих коррозию, при давлениях, равных нескольким миллиметрам ртутного столба '). б Термоионная эмиссия Явление термоэмиссии потожител! ных и отрицательных ионов из нитей с нанесенными на ннх покрытиями нзгсстно уже десятки лет, и при экспериментах в области газовой электроники довольно часто применялись ионные источники„действие которых основано па этом принципе [123). Некоторые металлы также эмиттируют положительные ионы, если их нагревать почти до точки плавления.
Но такое явление пе представляет большого практического интереса, поскольку ионов очень мало по сравнению с испзря!ощимися из пити атомами. Так, например, Комптот! и Лепгм!ор [124) установили, что вольфрам при 2800'К испускает один положительный ион на каждые 4000 испаряющихся нейтральных атомов. По вопросу термоионной эмиссии довольно много литературы. Подробную библиографию можно найти в старых книгах, поспя!ценных термоэлектро~иой и термоионной эмиссии [120, 123, 127) и в статье Смита [116).
Мы упомянем здесь лишь о двух экспериментах. Блюэтт и Джонс [!28) получили хорошие источники (нити) ионов щелочных металлов, нагревая примерно до 1000'С синтетические алюмосиликаты щелочных металлов. Опи показали также, что при нагревании до температуры белого каления окисла соответствующего металла на нити из Вольфрама испускаются ионы Мд, Са, Бг, Ва, Л[, Оа, !и, Т1, '55, Мп, У и Се.
Токи положительных ионов из таких эми перов составляют от 10 'а до !О ' и. Ионы примесей дают несколько проце!пов (или менее) от полного ионного тока и исключак1тся с помощью масс-спектрометра. Блюэтт и Джонс установили, по наилучшим эмиттером ионов лития является, по-видимому, минерал 8-эвкриптит ') Относительно нрнмененнн горнроаанных нрнднеаых катодах а ионных асточннках см.[522!.
8!О !. Опи и пводят график защгсимости эт!Иосип (1 !ТО. й!5Оа 23! т!. Пи пр: 5 . м . ! эмиссии те!ни!'рат,', ы и от п оц ' такого источника от с *, тс5! ВысОкой да!не т гда, иов 1-!. Эмиссия осгаст. а' жац ихся г, ней первоначал [ описали спосо ! изгот их эмиттеров составил примерно 100 ика срок сл) жбы одного нз их эмиттеров с 100 час. ка рь [[оверхпостная ионизац~~ тная иОнизаци5! — Ивлюгие, при котором атомы или ог т бразовыгаться ются па нагретой сове стро испаряются в д шг е ионов, Прн этом мог ., та и от, ицательпые и оны. Ленгмюр и Кинги, пап име, что каждь1й атон до [~30[ у зиспили, р р, ь вольфрама, нагретую до щий нз повсрхность в .' !хпости и испаряется К, отдает один электрон поверхп П 1" б Н; Основан метод измерения пельного иона.
одо !нь чены кадив ру м и хи!дины. На этом осно абсолютной интенсивност - том стп некото ых атом пучков, а та также принцип действия так яззываемь ве хностиой иоиизашлей, ТОЧНИКОВ С ПОВЕЯ ' низацией, разработанном амовая проволока окружена мее с поверхностнои ио трицательиым по оы, находящимся под о В пучка. Проволока и нию к п, оволоке. стив для нейтрального лан небольшое тпрр чно на вращающемся взкуу натянута эксцентри' что позволяет перемещ , еп ать ее в падающем п л жит коллектором по от ицательным потенциалом, слу риной пучка то мож50 х ионов, образу!ощихся и мал по сравнению с ши л п [132) Пр р пр !е точно определить профил~ учьа [13 13) Р ой ионизацией дан в гт. ы описаны в книгах Фрэзера О [138) Д Т йлор-'[!3У[ [138), в обзорах Куша п 1Оза ' 1 и Отпой ионна ц а ии.
1-:ели потенциал новизна. Теория поверхностно" . ьното атома, падтиощсго иа цни электроположительн сть, меньше ра таты в таллическу!О поверхно , В а со !би оваться на поверх! . В, !мости от температуры поб !рованным кли испа иться сове хности. В зависим может остаться здсор и верхности ион как положительный ион ! !ли кзк пейт ГЛАВА М Это явление можно описать математи|ески, ес.щ предполо. жить, что адсорбпроваиные частццы находятся в рагшовесии с поверхностью. При этом допущении отношение числа положительных ионов ле к числу нейтральных атомов л„покидающих поверхность за едиьищу времени, определяется уравнением Сила — Ленглиори [137) повггхностиыс явления Экспериментально установлено, что для всех щелочных металлов иа вольфраме соотношение (13.6.2) выполняется при всех коэффициентах отраженкя, равных нулю.
На фиг. 13.6.1 где Г+ и Г, — коэффициенты отражения для иона и атома, ьае/ье,— отношение статистических весов ('7т для атомов щелочных металлов), ! — энергия ионнзацпи атомов и ф — работа выхода поверхности. Но на самом деле зарядовое состояние испаряющейся частипы определяется не только энергетическимитребоваииями уравнения Саха — Ленгмюра, но и вероятностью для атома падающего пучка достигнуть равновесия с поверхностью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
