Sekundær elektronemission
Sekundær elektronemission er emissionen af elektroner ( elektronemission ) fra overfladen af metaller, halvledere eller dielektrika , når de bombarderes af en elektronstråle (primære elektroner) med en energi, der overstiger en vis tærskel. Med andre ord er dette emissionen af elektroner, der var en del af prøven og modtog nok energi fra de indfaldende elektroner til at forlade prøven.
Den sekundære elektronstrøm består af elektroner, der reflekteres af overfladen (elastisk og uelastisk reflekterede elektroner), og "ægte" sekundære elektroner - elektroner slået ud af et metal, halvleder eller dielektrikum af primære elektroner.
I tilstrækkeligt tynde film kan vejlængden af primære elektroner overstige tykkelsen af denne film (emitter). I dette tilfælde observeres sekundær elektronemission både fra overfladen, der udsættes for bombardement (sekundær elektronemission til refleksion) og fra den modsatte overflade (sekundær elektronemission til piercing). Strømmen af sekundære elektroner består af reflekterede (elastiske og uelastiske) primære elektroner og ægte (iboende) sekundære elektroner - emitterelektroner, som som følge af deres excitation af primære elektroner har modtaget tilstrækkelig energi og momentum til at komme ud i vakuum.
Sekundære elektroner har et kontinuerligt energispektrum fra 0 til energien af primære elektroner. Normalt har elektronernes energispektrum et antal maksima og minima, den såkaldte fine struktur af energispektret, på grund af de karakteristiske energitab til excitation af stofatomer og Auger-effekten .
Mekanismen for elastisk refleksion af elektroner adskiller sig væsentligt i området med lave (0-100 eV ), medium (0,1-1 keV) og høje (1-100 keV) energier af primære elektroner.
Forholdet mellem antallet af sekundære elektroner og antallet af primære, der forårsagede emissionen, kaldes koefficienten for sekundær elektronemission:
Koefficienten afhænger af arten af det bestrålede materiale, tilstanden af dets overflade, energien af de bombarderende partikler og deres indfaldsvinkel på overfladen.
Halvledere og dielektrika har mere end metaller. Dette forklares ved, at i metaller, hvor koncentrationen af ledningselektroner er høj, mister exciterede sekundære elektroner, der ofte kolliderer med andre elektroner, hurtigt deres energi og kan ikke forlade metallet. I halvledere og dielektrika forekommer på grund af den lave koncentration af ledningselektroner kollisioner af sekundære elektroner med dem meget sjældnere, og sandsynligheden for, at sekundære elektroner forlader emitteren stiger flere gange.
Ansøgning
Sekundær elektronemission bruges til at forbedre elektronstrømme i forskellige elektrovakuumanordninger : ( sekundære elektroner , fotomultiplikatorrør , mikrokanalplader osv.).
Sekundær elektronemission spiller en vigtig rolle i dannelsen, udviklingen og vedligeholdelsen af RF og sekundær emissionsudledning (i mikrobølgevakuumenheder ) .
I nogle tilfælde er sekundær elektronemission uønsket (såsom dynatroneffekten i vakuumrør ).
Fænomenet sekundær elektronemission bruges også i elektronlitografi , der er hovedfaktoren i belysningen af en elektroneksponeret resist.
I elektrondetektorerne i scanningselektronmikroskoper gør fænomenet sekundær elektronemission det muligt at opnå mikrofotografier af overfladerelieffet.
Se også
Litteratur
- Trofimova T. I. Fysik kursus
- Bronshtein I.M., Freiman B.S. Sekundær elektronemission. - M. : Nauka, 1969. - 407 s.
- Shulman A. R., Fridrikhov S. A. . Sekundære emissionsmetoder til undersøgelse af faste stoffer. — M .: Nauka, 1977. — 551 s.
- Bruining G. Fysik og anvendelse af sekundær elektronemission. - M . : Sovjetisk radio, 1958. - 192 s.