Термоэлектронная эмиссия: понятие, особенности. термоэлектронная эмиссия в вакууме

Виды эмиссии

У каждого из видов эмиссии есть свои цели, особенности и правила:

• Денежная — введение новых денег в оборот. Можно выделить наличную, безналичную и электронную эмиссию.
• Ценных бумаг — изготовление акций, облигаций, чеков и других бумаг, подтверждающих имущественные права.
• Банковских карт — изготовление пластиковых карточек. В данную категорию входит и выпуск электронных банковских карт.
• Эмиссия почтовых марок — печать знаков почтовой оплаты.

Термин «эмиссия» также используется в естественных науках. Мы раскроем понятие «эмиссия» только с точки зрения экономической теории.

Эмитированный электрон

Эмитированные электроны, ускоряясь в радиальных ( относительно острия) направлениях, бомбардируют экран, вызывая свечение люминофора, и создают на экране увеличенное контрастное изображение поверхности катода, как правило, отражающее ее кристаллич. Контраст автоэлектронного изображения определяется плотностью автоэмиссионного тока, к-рая зависит от локальной работы выхода р, отражающей кристаллографич.
 

Все эмитированные электроны достигнут анода только в том случае, если для этого будет достаточное разгоняющее напряжение. Если же напряжение мало, то у катода образуется облако электронов, которое ограничит дальнейшую эмиссию. Это явление называется ограничение / тока пространственным зарядом.
 

Все эмитированные электроны достигают анода, но при этом приложенное поле Е влияет на самую величину эмиссии электронов.
 

Кинетическая энергия эмитированных электронов, приобретенная ими в электрическом поле вблизи катода, расходуется на ионизацию и подогрев газа в разрядном промежутке.
 

Во втором случае, эмитированные электроны притягиваются к аноду. Последний практически улавливает все электроны, пролетевшие плоскость сетки, если потенциал сетки отрицателен. Отрицательно заряженная сетка триода позволяет, следовател но, осуществлять управление электронным потоком, направляющимся к аноду, а следовательно, и величиной анодного тока / а, причем сама она электронов не притягивает.
 

Если де-бройлевская длина волны эмитированного электрона ( /) больше ширины поверхностного барьера ( б), преодолеваемого этим электроном, то ток электродной фотоэмиссии не должен зависеть от формы потенциального барьера.
 

Квантовый выход выражается отношением числа эмитированных электронов к количеству фотонов падающего света Е — е / р, где е — электроны, а р — фотоны света.
 

Если де-бройлевская длина волны ( /) эмитированного электрона больше ширины ( б) поверхностного барьера, преодолеваемого этим электроном, то ток электродной фотоэмиссии не должен зависеть от формы потенциального барьера.
 

Хотя мы считаем, что в термоэлектронной дуге эмитированные электроны переносят значительную часть тока, у нас нет точных сведений о том, как велика их доля в общем токе, и нет никакого разработанного для этой цели метода непосредственного измерения. Если бы вся энергия, подводимая к катоду положительными ионами, затрачивалась на термоэлектронную эмиссию, можно было бы составить следующий баланс энергии. Каждый ион ( с единичным зарядом) обладает кинетической энергией eVc, где Vc — катодное падение потенциала, и энергией ионизации eVi, где Vt — потенциал ионизации. Для нейтрализации каждого иона необходимо извлечь один электрон; на это расходуется энергия еФ, где Ф — работа выхода.
 

При отрицательном потенциале анода относительно катода электрическое поле тормозит эмитированные электроны и возвращает их на катод. Ток анода равен нулю. Итак, отличительным свойством диода является то, что он проводит ток только в одном направлении, когда потенциал анода выше потенциала катода. Свойство односторонней проводимости диода используется для выпрямления переменного тока и преобразования ВЧ — и СВЧ-колебаний.
 

При ионизации молекулы внутри кристалла положительный молекулярный ион и эмитированный электрон находятся относительно недалеко друг от друга, и существенна вероятность их начальной рекомбинации.
 

Во-вторых, с уменьшением толщины базы падает вероятность того, что эмитированный электрон рекомбинирует в базе, прежде чем продиффундирует к коллектору. Поскольку ток транзистора в базе создается неосновными носителями, их рекомбинация весьма вероятна и должна быть сведена к минимуму.
 

Эмиссия банковских карт

Эмиссия простыми словами объясняется как “выпускать”. Об этом сказано в самом начале статьи. Поэтому в данном случае речь идет о выпуске банковских карт, который еще принято называть эмитированием. Субъекты этих процессов — банки-эмитенты отвечают за баланс безналичных денежных потоков в стране.

В России эмиссией банковских карт занимается 661 кредитная организация. В прошлом году ими было выпущено 220 млн. банковских карт — кредитных и дебетовых. При этом наша страна следует мировому тренду, и более 80% выпускаемых на ее территории банковских карт приходятся на международные платежные системы VISA и Mastercard.

Лидером по выпуску банковских карт в РФ является Сбербанк России. Эта позиция удерживается кредитной организацией с 2007 года. В год главный банк страны выпускает по меньшей мере 20 млн. банковских карт + 5 млн. выпускают его дочерние аффилированные организации.

В мире лидером по эмиссии банковских карт является платежная система China UnionPay (Национальная платежная система Китая). На ее долю приходится примерно 30% от всех выпускаемых карт в мире. Второе место занимает система VISA с 26%, и третье — Mastercard с 20%.

Эмиссионная политика в России

Основные принципы эмиссии оной политики в нашей стране следующие:

1. Монополия. Регулирует объём денежной массы только ЦБ, он вливает денежную массу, и он же её изымает в зависимости от текущих задач.
2. Отсутствие обязательности обеспечения золотого резерва, имеющегося сегодня у нас в стране, недостаточно, чтобы рубль был полностью обеспечен золотом. Такая же ситуация и в большинстве других стран.
3. Принцип номинала. Рубль – денежная единица России, изготовление аналогов или введение других единиц – запрещено законом.
4. Рубли принимаются к оплате по всей территории страны. Банкноты взаимозаменяемы – купюра в 5 тысяч рублей — это всегда 5 купюр по 1 тысяче рублей или 10 купюр по 500 рублей.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Глава XIIЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ

В связи с автоматизацией производственных процессов всех отраслей промышленности большое значение приобрела промышленная электроника — наука о техническом использовании электронных, ионных и полупроводниковых приборов.Главная особенность электронных приборов (электронных ламп) состоит в том, что прохождение электрического тока в них связано с перемещением электронов в вакууме, а управление перемещающимися электронами осуществляется электрическим полем.Ионными приборами называются устройства, в которых электрический ток представляет собой поток электронов и заряженных частиц — ионов в сильно разреженной газовой среде под действием сил электрического поля.Полупроводниковыми приборами являются такие приборы, в которых электрический ток создается перемещающимися под действием электрического поля электронами и дырками (процессы, связанные с дырочной проводимостью, изложены в § 146 главы XIV) в полупроводниковой среде.

§ 126. Электронная эмиссия

Работа электронных и ионных приборов основана на использовании электронной эмиссии. Последняя заключается в выходе в вакуум или разреженный газ электронов с поверхности металлов. Движение этих электрически заряженных частиц создает ток в электронных и ионных приборах. Основные виды электронной эмиссии, используемые в электронике: термоэлектронная, вторичная электронная и фотоэлектронная.Термоэлектронная эмиссия. В металлах вокруг каждого атома имеются электроны, слабо связанные с ним. Часть этих электронов, оторвавшихся от своих ядер, находится в беспорядочном движении. Скорость хаотического движения этих свободных электронов зависит от температуры металла: чем выше температура, тем быстрее перемещаются электроны.При некоторых значениях температуры (900 — 1000° С и выше) скорость движения части электронов становится настолько значительной, что, преодолевая силы притяжения ядер атомов, они вырываются из металла и вылетают за его пределы. Это явление носит название термоэлектронной эмиссии.У различных металлов количество испускаемых при одинаковой температуре электронов различно. Наибольшей термоэлектронной эмиссией обладают натрий, калий, цезий, барий и некоторые другие металлы.При очень высоких температурах нагретый металл начинает испаряться и это ограничивает возможность увеличения термоэлектронной эмиссии путем повышения температуры.Вторичная электронная эмиссия. Если в вакууме на некотором расстоянии от электрода, из которого вылетают электроны, поместить металлическую пластинку и подать на нее положительный потенциал, то вылетающие с поверхности электрода электроны, несущие отрицательный электрический заряд, будут притягиваться к пластине и с большой скоростью ударять в нее. Под действием ударов быстро летящих электронов с поверхности этой пластины будут выбиваться другие электроны, носящие название электронов вторичной эмиссии.Одной из разновидностей вторичной эмиссии является эмиссия электронов под воздействием бомбардировки материала электрически заряженных частиц — ионов, масса которых значительно больше массы электронов. Вылет электронов с поверхности материалов под действием ионной бомбардировки используется в работе ионных приборов.Фотоэлектронная эмиссия. Фотоэлектронная эмиссия происходит под воздействием световых, ультрафиолетовых и других лучей, попадающих на поверхность материалов.Световой поток можно рассматривать как поток мельчайших частиц, носящих название фотонов.Скорость движения фотонов (скорость света) составляет около 300 000 км/сек. Фотоны, ударяясь о поверхность материала, выбивают из него электроны.Явление, при котором под воздействием световой энергии из материала вырываются электроны, называется фотоэффектом. Это явление используется в фотоэлементах.

Эмиссия ценных бумаг

Ценными бумагами называются документы, который подтверждает имущественные права своих владельцев. К ним относятся акции, облигации, чеки, векселя, закладные, банковские и трастовые сертификаты, другие виды документов. Покупка и продажа бумаг осуществляется на фондовом рынке.

Выпускать ценные бумаги может государство и коммерческие организации. Зачастую ценные бумаги выпускают юридические лица. Государство прибегает к эмиссии в исключительных случаях, когда нужно пополнить бюджет для решения серьезной задачи.

В каких ситуациях компании выпускают ценные бумаги:

• создание уставного капитала фирмы;
• пополнение уставного капитала;
• дробление уже изданных бумаг;
• изменение формы хозяйствующего субъекта;
• изменение имущественных прав;
• пополнение капитала за счет инвестирования;
• привлечение инвесторов с выплатой дивидендов.

Эмитирование бумаг бывает первичным или вторичным. Первичная эмиссия выполняется, если компания раньше не издавала бумаги. Вторичная эмиссия проводится, когда компания вторично размещает бумаги на фондовом рынке.

Государство устанавливает правила эмиссии и контролирует их выполнение. Выпущенные бумаги должны быть зарегистрированы в установленный срок. Информация правах, которые получает владелец бумаги, должна находиться в свободном доступе. За нарушение правил выпуска предусмотрены взыскания, вплоть до уголовной ответственности.

Пример: сроки регистрации новых акций в России.

Эмиссия используется для привлечения дополнительного капитала. Новые бумаги направляются на фондовый рынок для торгов. Покупать ценные бумаги могут частные лица и комании. Новый собственник может перепродавать эти активы с учетом изменения их рыночной стоимости.

Эмиссия денег

Денежная эмиссия — это печать новых купюр и чеканка металлических монет. Она применяется для увеличения количества денег в государстве. Изготовление наличных денег проводится только на монетных дворах по заказу Гознака.

Правила денежной эмиссии:

• Право выпуска денег принадлежит государству.
• Выпускать можно только российские рубли.
• На каждой банкноте должен быть уникальный номер.
• Используются средства защиты банкнот от подделок.
• Новые деньги не обеспечиваются за счет золотого запаса.
• Деньги обеспечиваются за счет активов Центрального Банка.
• Выпущенные деньги действительны на всей территории страны.
• Обмен денег разных номиналов не ограничивается.
• За подделку денежных знаков наступает уголовная ответственность.

Эмитирование контролирует Центральный Банк. Совет директоров принимает решение о печати новых банкнот, об изъятии денежных знаков из оборота. ЦБ контролирует, куда будут направлены новые купюры, как они будут распределены между получателями.

Эмиссией называется только выпуск денег для увеличения объема денежной массы в стране. Выпуск новых банкнот после изъятия ветхих нельзя называть эмитированием.

Функции денежной эмиссии

• обеспечение экономики средствами обращения, платежа, накопления;
• покрытие в критической ситуации дефицита госбюджета;
• регулирующая: путем увеличения или уменьшения в различных пределах эмиссии денег государство может способствовать либо оживлению экономики, либо торможению перегрева конъюнктуры, ограничению роста цен.

Физика явления[править | править код]

Для выхода электрона из металла во внешнее пространство ему необходимо придать некоторую энергию, называемую работой выхода электрона, — преодолеть потенциальный барьер.

Концентрация свободных электронов в металлах достаточно высока, поэтому даже при средних температурах из-за распределения электронов по скоростям (по энергии) некоторые из них обладают энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера на границе металла. При комнатной температуре доля таких электронов очень мала и ток термоэлектронной эмиссии не наблюдается. С повышением температуры кинетическая энергия теплового движения быстро растёт — и термоэлектронная эмиссия становится заметной.

Исследование закономерностей термоэлектронной эмиссии можно наблюдать с помощью простейшей двухэлектродной лампы — вакуумного диода, представляющего собой баллон, из которого откачан газ, с размещёнными внутри него двумя электродами: катодом и анодом. В простейшем случае катодом может служить проволока из тугоплавкого металла (например, вольфрама), накаливаемая электрическим током. Анод чаще всего выполняют в виде полого металлического цилиндра, окружающего катод. Если между анодом и катодом приложить напряжение, то при горячем катоде и при подаче на анод напряжения, положительного относительно катода, ток начинает протекать через промежуток между анодом и катодом. Если на анод подавать отрицательное относительно катода напряжение, то ток прекращается, как бы сильно катод ни нагревали. Из этого опыта следует, что нагретый катод испускает отрицательные частицы — электроны.

Если поддерживать температуру накалённого катода постоянной и построить зависимость анодного тока от анодного напряжения — вольт-амперную характеристику вакуумного диода, то оказывается, что она нелинейна, то есть для вакуумного диода закон Ома не выполняется.

Зависимость термоэлектронного тока от анодного напряжения в области малых положительных значений описывается законом степени трёх вторых (установлен русским физиком С. А. Богуславским и американским физиком И. Ленгмюром):

I=BU32{\displaystyle I=BU^{3/2}},

где B{\displaystyle B} — коэффициент (первеанс), зависящий от формы и размеров электродов, а также их взаимного расположения.

При увеличении анодного напряжения сила тока возрастает до некоторого максимального значения, при котором ток называется током насыщения, и далее не увеличивается при последующем повышении напряжения на аноде. При этом практически все электроны, покидающие катод, поглощаются анодом, поэтому дальнейшее увеличение напряжённости поля между анодом и катодом не может привести к увеличению тока. Следовательно, плотность тока насыщения характеризует эмиссионную способность материала катода.

Термоэлектронный диод также может использоваться для преобразования разности температур в электроэнергию напрямую, без движущихся частей — таковым служит термоэлектронный преобразователь, разновидность теплового двигателя.

Названия эффекта термоэлектронной эмиссии

Термин «термоэлектронная эмиссия» имеет и другие названия. По именам ученых, которые открыли и впервые исследовали это явление, он определяется как эффект Ричардсона или эффект Эдисона. Таким образом, если человеку в тексте книги встретятся эти два словосочетания, он должен помнить, что подразумевается все тот же физический термин. Путаницу внесло разногласие между публикациями отечественных и зарубежных авторов. Советские физики стремились давать законам поясняющие определения.

Термин «термоэлектронная эмиссия» содержит в себе суть явления. Человеку, который видит это словосочетание на странице, сразу понятно, что речь идет о температурном испускании электронов, только остается за кадром, что происходит это непременно в металлах. Но для того и существуют определения, чтобы раскрывать детали. В зарубежной науке очень щепетильно относятся к первенству и авторскому праву. Поэтому ученый, который смог зафиксировать нечто, получает именное явление, а бедные студенты должны фактически наизусть заучивать фамилии первооткрывателей, а не только суть эффекта.

Эмиссия электронных денег

Самым спорным и проблемным видом считается эмиссия электронных денег. Сейчас они распространяются намного быстрее, чем несколько лет назад. При этом в большинстве цивилизованных государств электронные деньги не имеют никакой законодательной основы. К примеру, в России большое распространение получили частные электронные деньги, среди которых:

• Яндекс.Деньги — электронные деньги от российского интернет-гиганта Яндекс.
• WebMoney — транснациональная электронная платежная система.
• QIWI — сервис, запущенный одноименным банком.
• RBK Money — сервис, созданный на территории Украины, и получивший распространение в России.
• Криптовалюты: Bitcoin, Ethereum и другие.

Обращение с этими системами в РФ пока свободное. Пользователю достаточно зарегистрироваться в системе и выгрузить свои паспортные данные. В соответствии с последними изменениями в отраслевом законодательстве, финансовые операции между не идентифицированными пользователями на территории России запрещены.

Если QIWI и Яндекс.Деньги эмитируют электронные аналоги российского рубля, и к ним пока не применяются законодательные ограничения, то с сервисом WebMoney все немного сложнее. Здесь операции совершаются с применением титульных знаков: WMR — эквивалент российского рубля; WMZ — эквивалент американского доллара; WME — эквивалент евро.

Проблема заключается в том, что эмитент проводит огромное количество операций, часть из которых не поддается никакому внешнему контролю. В этой связи следует ожидать каких-то адресных законодательных поправок на этот счет.

Сроки эмиссии

На сроки эмиссии ценных бумаг влияют разные факторы:

• как быстро примут решение об эмиссии;
• как скоро найдут посредника и заключат с ним договор;
• сроки государственной регистрации эмиссии.

Сроки регистрации акций в России:

• эмиссия при учреждении акционерного общества – до 20 дней;
• дополнительная эмиссия – до 20 дней;
• эмиссия при реорганизации – до 30 дней;
• отчет об итогах выпуска – до 14 дней.

По российскому законодательству с момента принятия решения об эмиссии до регистрации ценных бумаг должно пройти не более 1-3 месяца.

• не позже 1 месяца нужно зарегистрировать эмиссию при распределении ценных бумаг среди учредителей, при выпуске облигаций или конвертируемых акций;
• до 3 месяцев в остальных случаях.

Описание явления

Для получения В. э. э. необходимо создать на поверхности эмиттера первоначальный фазовый переход металл- плазма, который бы обеспечил ток электронов, способный затем поддерживать этот переход. Такой переход создаётся посредством концентрации большой энергии в микрообъёме эмиттера, достаточной для взрыва этого объёма. Большая концентрация энергии в микрообъёме может осуществляться разл. способами, например, ударом быстрой макрочастицы о катод, с помощью сфо-кусированного луча лазера и т. д. Наиболее часто для инициирования В. э. э. используется автоэлектронная эмиссия. Ток автоэлектронной эмиссии разогревает микрообъём эмиттера за счёт джоулева тепла и Ноттингема эффекта. Оба эти эффекта приводят к повышению электронной темп-ры Те(к «разогреву» электронов; см. Горячие электроны). Температуpa кристаллической решётки повышается в результате электронно-фононного взаимодействия. Время запаздывания t3 взрыва кончика острия относительно подачи импульса напряжения определяется скоростью передачи энергии от электронного газа к решётке. Это создаёт возможность для получения мощных кратковременных импульсов электронного тока без разрушения эмиттера.

Применение эффекта

Переносной импульсный рентгеновский аппарат

Взрывная электронная эмиссия используется в сильноточных ускорителях электронов и импульсных источниках рентгеноских лучей высокой интенсивности. Это явление имеет также самостоятельное значение в физике электрических разрядов, главным образом, разрядов в вакууме.

Одним из практических приложений взрывной эмиссии стал серийный выпуск нового класса рентгеновской аппаратуры, отличающейся компактностью, высокой надежностью, мощностью и универсальностью. Созданные рентгеновские аппараты стали широко использоваться для неразрушающего контроля крупных сооружений в полевых условиях, исследования быстропротекающих процессов, калибровки детекторов ионизирующего излучения. Аппараты типа ИРА, РИНА, МИРА стали основными приборами, обеспечивающими контроль качества сварки металлоконструкций и магистральных газонефтепроводов. Высокое качество и уникальные свойства обеспечили им значительный спрос не только в СНГ, но и в ряде стран Запада.

Термоэлектронная эмиссия — катод

При выходе за пределы этого интервала фактическая плотность тока превышает плотность тока собственной термоэлектронной эмиссии катода.
 

Смесь после тщательного перемешивания в ступке и прокаливания при — 1000 [ 2.1 обеспечивает высокую термоэлектронную эмиссию катода и ее устойчивость.
 

В точке g ионный ток настолько велик, что благодаря интенсивной ионной бомбардировке катод разогревается, появляется термоэлектронная эмиссия катода. Тлеющий разряд характеризуется большим напряжением между электродами и малой плотностью тока. В тлеющем разряде эмиссия электронов вызвана поверхностной ионизацией, созданной бомбардировкой катода положительными ионами, я объемной ударной ионизацией газа.
 

В газовом промежутке между двумя электродами заряженные частицы могут возникать за счет следующих явлений: а) термоэлектронной эмиссии катода; б) фотоэлектронной эмиссии катода; в) автоэлектронной эмиссии; г) эмиссии в результате ударов тяжелых частиц ( ионов); д) объемной ионизации.
 

Газоразрядный стабилитрон — это двухэлектродный прибор, в котором возникает несамостоятельный тлеющий разряд в среде инертного газа при термоэлектронной эмиссии катода.
 

Газоразрядный стабилитрон — это двухэлектродный прибор, в котором возникает несамостоятельный тлеющий разряд в среде инертного газа при термоэлектронной эмиссии катода.
 

Газоразрядный стабилитрон — это двухэлектродный прибор, в котором возникает несамостоятельный тлеющий разряд в среде инертного газа при термоэлектронной эмиссии катода.
 

Другой режим разряда с раскаленным катодом имеет место в том случае, когда ток во внешней цепи больше, чем сумма тока насыщения термоэлектронной эмиссии катода и тока положительных ионов в плазме. Разность между этими величинами восполняется за счет возросшего падения потенциала в катодном слое, приводящего к возникновению у-процессов на катоде. Появление такого несвободного режима работы катода приводит к разрушению катода вследствие усиленной бомбардировки его положительными ионами. Поэтому при работе электровакуумных приборов с искусственно раскаленным катодом необходимо избегать появления несвободного режима разряда.
 

Если после этого уменьшать внешнее сопротивление, то при подходящих условиях ( давление, плотность тока) нагревание катода настолько усиливается, что начинается заметная термоэлектронная эмиссия катода.
 

Схема включения газотрона дана на рис. 2.36. При нормальном токе накала 1Я и небольшом напряжении на аноде в цепи газотрона потечет ток за счет термоэлектронной эмиссии катода. Напряжение U & порядка 10 — 12 в вызывает ионизацию паров ртути, сообщая электронам, летящим с катода, достаточную скорость. При этом ток в анодной цепи резко возрастет, а газотрон начинает светиться. Напряжение, при котором газотрон засветится, называется напряжением зажигания. Сразу же после зажигания в газотроне возникает дуговой разряд, при котором образуется плазма, вызывающая перераспределение приложенного напряжения Еа между сопротивлением и лампой.
 

Чтобы найти значения хт и Vm для подстановки в формулы ( 39 37) и ( 39 38), необходимо знать плотность полного тока термоэлектронной эмиссии катода или, другими словами, плотность тока насыщения диода.
 

Благодаря этому температура катода поднимается и достигает точки испарения материала электрода. При высоких температурах появляется термоэлектронная эмиссия катода, которая в сильной степени зависит от температуры электрода. Проведенные исследования также показали, что дуга может существовать только за счет автоэлектронной эмиссии, создаваемой у катода электрическим полем.
 

Эмитированный электрон

При использовании длинноволнового рентгеновского излучения ( / ivl кэВ) энергия эмитированных электронов составляет несколько сот электрон-вольт. Длина свободного пробега таких электронов равна 0 5 — 2 нм ( рис. 25.27), так что линейчатая часть спектров РФЭ отражает свойства приповерхностного слоя толщиной до пяти монослоев. Энергии для химических элементов в соединениях различаются на несколько электрон-вольт.
 

Здесь V ( z) — эффективный одномерный потенциал, в котором движутся эмитированные электроны.
 

Здесь е — эффективная диэлектрическая проницаемость адсорбционного слоя, а слагаемое — e2 / 4ez характеризует действующие на эмитированный электрон в слое 0CzCd0 силы изображения, аналогичные тем, которые возникают при эмиссии в диэлектрик.
 

Наиболее важное практическое значение метода электронной спектроскопии для химического анализа состоит в том, что его можно использовать для изучения сплавов и соединений, поскольку спектры эмитированных электронов несут информацию о химическом состоянии обнаруживаемых элементов.
 

Ер коэффициент вторичной эмиссии в начальный момент больше единицы, то внешние слои диэлектрика будут терять электроны; при этом образуется избыточный положительный заряд, притягивающий обратно часть эмитированных электронов.
 

Шредингера ( 4) в области Qzd может быть выражено через функции Эйри , зависящие лишь от одного безразмерного параметра r — 2mecpd2 / h2, целиком характеризующего воздействие потенциала l / ( z) на эмитированный электрон.
 

Соотношение ( 6), являющееся, таким образом, непосредственным обобщением ( г), дает возможность совместно с уравнением ( 4), рассматривая различные виды потенциала V ( z) в зависимости от специфики исследуемой системы, описать влияние на фотоэмиссию различных факторов, действующих на эмитированный электрон в области вне металла.
 

УФ-областях спектра связана с поглощением фотонов электронами проводимости. Y — число эмитированных электронов в расчете на один фотон, падающий на поверхность тела. Величина Y определяется свойствами вещества, состоянием его поверхности и энергией фотонов.
 

Некоторое отрицательное смещение потенциала экрана препятствует утечке электронов из внутренней полости экранного цилиндра и решающим образом влияет на траекторию электронов, движущихся к аноду. Выбор соответствующего смещения обеспечивает большинству эмитированных электронов движение по закругленным вокруг анода траекториям и приводит к рассеянию электронов по периметру образца.
 

Рассмотрим изменение распределения потенциала ср ( лг) между электродами при постепенном увеличении эмиссии электронов с повышением температуры Т катода. Ограничимся случаем, когда Уа достаточно велико и начальными скоростями эмитированных электронов можно пренебречь.
 

При использовании мягкого рентг, излучения ( Avs1 КэВ) энергия эмитированных электронов составляет неск. Длина свободного пробега таких электронов равна 0 5 — 2 нм, так что линейчатая часть спектров рентг.
 

Фотонно-усиленная термоэлектронная эмиссия

Термоэлектронная эмиссия, усиленная фотонами (ПЭТЭ) — это процесс, разработанный учеными из Стэнфордского университета, который использует свет и тепло солнца для выработки электроэнергии и увеличивает эффективность производства солнечной энергии более чем в два раза по сравнению с нынешними уровнями. Устройство, разработанное для этого процесса, достигает максимальной эффективности при температуре выше 200 ° C, в то время как большинство кремниевых солнечных элементов становятся инертными после достижения 100 ° C. Такие устройства лучше всего работают в параболических тарельчатых коллекторах, температура которых достигает 800 ° C. Хотя команда использовала полупроводник из нитрида галлия в своем экспериментальном устройстве, она утверждает, что использование арсенида галлия может повысить эффективность устройства до 55–60 процентов, что почти в три раза больше, чем у существующих систем, и на 12–17 процентов больше, чем 43% существующих многопереходных солнечных элементов.

Эффект Шоттки при термоэлектронной эмиссии[править | править код]

Вид электростатического потенциала вблизи отрицательно заряженного электрода и снижение работы выхода за счёт эффекта Шоттки. Чёрная линия — потенциал без наложения внешнего поля; красная линия — потенциал EU{\displaystyle E_{U}} от внешнего поля; синяя линия — потенциал электрона с одновременным учётом работы выхода и внешнего поля; xm{\displaystyle x_{m}} — расстояние от электрода с максимумом потенциала.

При наложении внешнего электростатического поля, силовые линии которого направлены к эмиттеру (катоду) — то есть этот электрод имеет отрицательный потенциал относительно анода, — наблюдается снижение работы выхода электронов из катода. Это явление называется эффектом Шоттки, получившее название в честь Вальтера Шоттки, исследовавшего его. Приблизительное объяснение эффекта приведено на рисунке. Внешнее электрическое поле EU{\displaystyle E_{U}} понижает работу выхода на величину ΔW{\displaystyle \Delta W}. Электроны в металле имеют энергию, равную энергии уровня Ферми EF{\displaystyle E_{F}}, а электроны на бесконечном удалении от поверхности имеют энергию E∞{\displaystyle E_{\infty }}. Разность этих энергий — это работа выхода Ee{\displaystyle E_{e}}. Сумма сил притяжения к катоду и от внешнего поля имеет на расстоянии xm{\displaystyle x_{m}} от катода, причём этот максимум имеет энергию ниже энергии выхода, что увеличивает термоэлектронную эмиссию. Эмиссия электронов, которая происходит в результате совместного действия эффекта Шоттки и термоэлектронной эмиссии часто называется «эмиссией Шоттки». Формулу для плотности тока термоэлектронной эмиссии с учётом эффекта Шоттки можно получить простой модификацией формулы Ричардсона, подставив в неё вместо φ{\displaystyle \varphi } энергию φ−ΔW{\displaystyle \varphi -\Delta W}:

J(F, T, W)=AGT2e−(φ−ΔW)kT.{\displaystyle J(F,\ T,\ W)=A_{\mathrm {G} }T^{2}e^{-(\varphi -\Delta W) \over kT}.}

Величина уменьшения работы выхода ΔW{\displaystyle \Delta W}за счёт эффекта Шоттки даётся формулой:

ΔW=q3E4πε,{\displaystyle \Delta W={\sqrt {q^{3}E \over 4\pi \varepsilon _{0}}},} где:

• q{\displaystyle q} — элементарный заряд;
• E{\displaystyle E} — напряжённость электрического поля;
• ε{\displaystyle \varepsilon _{0}} — диэлектрическая постоянная вакуума.

Эта формула хорошо согласуется с практическими измерениями при напряжённости электрического поля примерно до 108 В/м. Для напряжённости электрического поля выше 108 В/м существенным становится туннелирование электронов через потенциальный барьер, так называемое туннелирование Фаулера — Нордхайма, и при этом туннельный ток начинает вносить значительный вклад в общий ток эмиссии. В этом режиме эффекты термоэлектронной и туннельной эмиссии, которая усиливается за счёт поля, могут быть описаны уравнением Мерфи — Гуда. В ещё более сильных полях туннелирование Фаулера — Нордхайма становится доминирующим механизмом электронной эмиссии — и катод работает в так называемом режиме «холодной электронной эмиссии» или «автоэлектронной эмиссии».

Термоэлектронная эмиссия также может усиливаться от других форм возбуждения поверхности катода — например, при облучении светом. Так, возбуждённые атомы цезия в парах в термоэмиссионных преобразователях образуют активные центры Cs-Ридберга, которые приводят к уменьшению работы выхода с 1,5 эВ до 1,0—0,7 эВ. Эти центры имеют большое время жизни, и работа выхода остаётся низкой, что существенно повышает эффективность термоэмиссионного преобразователя.

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Книги по ардуино Правильная пайка проводов паяльником Птф солярис