Вторичная эмиссия
В физике элементарных частиц вторичное излучение — это явление, при котором первичные падающие частицы достаточной энергии при ударе о поверхность или прохождении через какой-либо материал вызывают излучение вторичных частиц. Этот термин часто относится к эмиссии электронов , когда заряженные частицы , такие как электроны или ионы в вакуумной трубке, ударяются о металлическую поверхность; они называются вторичными электронами . [1] В этом случае количество вторичных электронов, испускаемых одной падающей частицей, называется выходом вторичной эмиссии . Если вторичные частицы представляют собой ионы, этот эффект называется вторичной ионной эмиссией . Вторичная электронная эмиссия используется в фотоумножителях и усилителях изображения для усиления небольшого количества фотоэлектронов, образующихся в результате фотоэмиссии, что делает трубку более чувствительной. Это также происходит как нежелательный побочный эффект в электронных вакуумных лампах , когда электроны с катода ударяются об анод и могут вызвать паразитные колебания .
Приложения
[ редактировать ]Вторичные излучающие материалы
[ редактировать ]Обычно используемые вторичные излучающие материалы включают в себя
- антимонид щелочи
- Оксид бериллия (BeO)
- Оксид магния (MgO)
- Фосфид галлия (GaP)
- Арсенид-фосфид галлия (GaAsP)
- Оксид свинца (PbO)
Фотоумножители и подобные устройства
[ редактировать ]В фотоумножителе [2] один или несколько электронов испускаются из фотокатода и ускоряются к полированному металлическому электроду (называемому динодом ). Они ударяются о поверхность электрода с достаточной энергией, чтобы высвободить некоторое количество электронов посредством вторичной эмиссии. Эти новые электроны затем ускоряются по направлению к другому диноду, и процесс повторяется несколько раз, что приводит к общему выигрышу («умножению электронов»), обычно порядка одного миллиона, и, таким образом, генерирует электронно обнаруживаемый импульс тока на последних динодах.
Подобные электронные умножители можно использовать для обнаружения быстрых частиц, таких как электроны или ионы .
Исторические приложения
[ редактировать ]
Специальные усилительные трубки
[ редактировать ]В 1930-х годах были разработаны специальные усилительные лампы, которые намеренно «сворачивали» электронный луч, заставляя его ударять по диноду и отражаться от анода. Это привело к увеличению расстояния между пластиной и сеткой для данного размера трубки, увеличению крутизны трубки и снижению ее коэффициента шума. Типичным таким «гексодом с орбитальным лучом» был RCA 1630, представленный в 1939 году. Поскольку сильный электронный ток в таких трубках быстро повреждал поверхность динода, их срок службы был очень коротким по сравнению с обычными трубками. [3]
Ранние компьютерные трубки памяти
[ редактировать ]В первой компьютерной памяти с произвольным доступом использовалась электронно- лучевая трубка, называемая трубкой Вильямса , которая использовала вторичную эмиссию для хранения битов на лицевой стороне трубки. Еще одной лампой компьютерной памяти с произвольным доступом, основанной на вторичной эмиссии, была лампа Selectron . Оба они устарели с изобретением памяти на магнитных сердечниках .
Нежелательные эффекты - тетрод
[ редактировать ]Вторичная эмиссия может быть нежелательной, как, например, в тетродном термоэмиссионном клапане (трубке). В этом случае положительно заряженная сетка экрана может достаточно ускорить поток электронов, чтобы вызвать вторичную эмиссию на аноде ( пластине ). Это может привести к чрезмерному току экранной сетки. Он также частично ответственен за этот тип клапана (трубки), особенно ранние типы с анодами, не обработанными для уменьшения вторичной эмиссии, демонстрирующие характеристику « отрицательного сопротивления », что может привести к нестабильности трубки. Этот побочный эффект можно было бы использовать, используя некоторые старые лампы (например, пентод типа 77) в качестве динатронных генераторов . Этот эффект был предотвращен добавлением к тетроду третьей сетки, называемой сеткой-подавителем, для отталкивания электронов обратно к пластине. Эта трубка называлась пентодом .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Р. Коллат, Вторичная электронная эмиссия твердых тел, облученных электронами, Энциклопедия физики (под ред. С. Флюгге), Vol. 21, с. 232–303 (1956, на немецком языке)
- ^ Х. Семат, Дж. Р. Олбрайт, Введение в атомную и ядерную физику, 5-е изд., гл. 4.12, Чепмен и Холл, Лондон (1972)
- ^ «1630, Трубка 1630; Рёре 1630 ID17477, ГЕКСОД» .