Sekundární emise - Secondary emission - Wikipedia

Vizualizace a Townsend lavina, který je udržován generováním sekundárních elektronů v elektrickém poli
Sekundární emise použité v a fotonásobič. Počáteční elektrony emitované, když světlo dopadne na fotokatodu, jsou vyrobeny tak, aby zasáhly dynodovou elektrodu, čímž vyrazily více elektronů, které zasáhly druhou dynodu. Každý dopadající elektron produkuje více sekundárních elektronů, takže kaskádový dynodový řetězec zesiluje počáteční elektrony.

Sekundární emise v fyzika je jev, kdy primární incident částice dostatečné energie, při nárazu na povrch nebo průchodu nějakým materiálem indukujte emise sekundárních částic. Termín často odkazuje na emise elektrony když nabité částice jako elektrony nebo ionty v elektronka narazit na kovový povrch; tito se nazývají sekundární elektrony.[1] V tomto případě se nazývá počet sekundárních elektronů emitovaných na dopadající částici výtěžek sekundárních emisí. Pokud jsou sekundárními částicemi ionty, účinek se nazývá emise sekundárních iontů. Emise sekundárních elektronů se používá v fotonásobiče a zesilovač obrazu elektronky pro zesílení malého počtu fotoelektrony produkované fotoemisí, díky čemuž je trubice citlivější. Vyskytuje se také jako nežádoucí vedlejší účinek v elektronice vakuové trubky když elektrony z katoda udeřit anoda a může způsobit parazitní oscilace.

Aplikace

Sekundární emisní materiály

Mezi běžně používané sekundární emisní materiály patří

Násobiče fotografií a podobná zařízení

V fotonásobič trubka,[2] jeden nebo více elektronů je emitováno z a fotokatoda a zrychlil směrem k leštěné kovové elektrodě (nazývané a dynode ). Dopadly na povrch elektrody s dostatečnou energií, aby uvolnily řadu elektronů sekundární emisí. Tyto nové elektrony se poté zrychlují směrem k jiné dynodě a proces se několikrát opakuje, což má za následek celkový zisk („násobení elektronů“) v řádu typicky jednoho milionu, a tedy generování elektronicky detekovatelného proudového pulzu na posledních dynodách.

Podobný elektronové multiplikátory lze použít k detekci rychlých částic, jako jsou elektrony nebo ionty.

Historické aplikace

Zobrazení na osciloskopu při normální intenzitě.
Stejná trubice s větší intenzitou. Disk kolem tečky ve středu je způsoben sekundárním vyzařováním. Elektrony jsou vyraženy z obrazovky a putují dozadu do trubice. Napětí na trubici způsobí, že se znovu zrychlí dopředu a zasáhne obrazovku do širokého okolí.[Citace je zapotřebí ]

Speciální zesilovací elektronky

Ve třicátých letech 20. století byly vyvinuty speciální zesilovací trubice, které záměrně „složily“ elektronový paprsek tím, že ho zasáhly dynodou, která se odrazila v anodě. To mělo za následek zvýšení vzdálenosti deskové mřížky pro danou velikost trubice, zvýšení transkonduktance trubice a snížení jejího šumu. Typickým takovým „hexodem s oběžným paprskem“ byl RCA 1630, zavedený v roce 1939. Protože silný elektronový proud v takových trubicích rychle poškodil povrch dynody, měla jejich životnost ve srovnání s konvenčními trubkami tendenci být velmi krátká.[3]

Rané počítačové paměti

První náhodný přístup paměť počítače používala typ katodová trubice volal Williamsova trubice který používal sekundární emise k ukládání bitů na čele trubky. Další pamětí počítače s náhodným přístupem na základě sekundární emise byla Selectron trubice. Oba byli zastaralí vynálezem paměť magnetického jádra.

Nežádoucí účinky - tetroda

Sekundární emise mohou být nežádoucí, například v tetroda termionický ventil (trubka). V tomto případě kladně nabité mřížka obrazovky může dostatečně urychlit elektronový proud, aby způsobil sekundární emise na anoda (talíř ). To může vést k nadměrnému proudu mřížky obrazovky. Je také částečně zodpovědný za tento typ ventilu (trubice), zejména u časných typů s anodami, které nejsou ošetřeny ke snížení sekundární emise, vykazující 'negativní odpor charakteristika, která by mohla způsobit nestabilitu trubice. Tento vedlejší účinek lze využít použitím některých starších ventilů (např. Pentoda typu 77) jako dynatron oscilátory. Tomuto efektu bylo zabráněno přidáním třetí mřížky k tetrodě, nazývané supresorová mřížka, která odpuzuje elektrony zpět k desce. Tato trubice se jmenovala pentoda.

Viz také

Reference

  1. ^ R. Kollath, Sekundární elektronová emise pevných látek ozářených elektrony, Encyclopedia of Physics (ed. S. Flügge), sv. 21, s. 232 - 303 (1956, v němčině)
  2. ^ H. Semat, J. R. Albright, Úvod do atomové a jaderné fyziky, 5. vydání, ch. 4,12, Chapman and Hall, London (1972)
  3. ^ https://www.radiomuseum.org/tubes/tube_1630.html