Зміст
Введення
. Електронна емісія
. Іонна бомбардування
. Іонно-електронна емісія
. Потенційна іонно-електронна емісія
. Кінетична іонно-електронна емісія
. Застосування іонно-електронної емісії
Список використаної літератури
Введення
Взаємодія іонів з твердими тілами призводить до виникнення взаємопов'язаних процесів, основні з яких - розсіювання бомбардують частинок (в тому числі і зі зміною їх зарядового стану), емісія заряджених і нейтральних частинок та їх комплексів (іонно-іонна , іонно-електронна емісії, розпилення) випускання електромагнітного випромінювання з широким спектром частот (іонно-фотонна емісія, іонолюмінесценція, рентгенівське випромінювання), різні радіаційні процеси.
Першим етапом всіх цих процесів є елементарний акт зіткнення іона з атомом твердого тіла, результатом якого є перерозподіл енергії та імпульсу бомбардир іона між розсіяним іоном і атомом віддачі мішені. Акт зіткнення може призвести до виникнення каскаду атомних зіткнень, а також процесів, що супроводжують розбудову електронних оболонок партнерів зіткнення, що й обумовлює всю сукупність вторинних процесів, викликаних взаємодією іонів з твердим тілом. Іншими словами, результуючі непружні процеси, що викликають вихід електронів з твердого тіла, залежать як від кінетичної, так і потенційної енергії бомбардують частинок.
. Електронна емісія
Якщо поза тіла немає потенційних полів, то потенційна енергія U (r) електрона у всьому просторі однакова і звичайно приймається рівної нулю. При цьому повна енергія спочиваючого поза тілом електрона також дорівнює нулю. Якщо електрон поза тілом рухається, то його повна енергія Eн при цьому може бути тільки позитивною. Таким чином за відсутності силових полів поза тілом Eн? 0. Усередині тіла можливі стану електронів з енергіями EВ як позитивними, так і негативними (рис. 1).
Рис. 1
В основному збудженому стан системи електронів тіла (Т=0) електрони займають найбільш низькі енергетичні рівні з енергіями Eв0 аж до рівнів (EВ) max, рівного E0, причому E0 lt; 0. Але тоді також і Eв0 lt; 0. Електрони, що знаходяться в цих станах, не можуть виходити з тіла. Отже, емісія електронів (тобто випускання електронів поверхнею твердого тіла або рідиною) в простір, де U (r)=0, при Т=0 неможлива. Для того щоб деякі з електронів тіла могли виходити з нього і брати участь в електронній емісії в цих умовах, їх необхідно попередньо порушити, тобто повідомити їм тим чи іншим способом додаткову енергію? E таку, щоб їх енергія в збудженому стані EВ, рівна Eв0 +? E, стала позитивною (рис.1, перехід 1). Цей клас емісії називається емісією з попередніми збудження електронів емітера.
Можливі також емісії електронів і без попереднього збудження. Дійсно, якщо поза тілом поблизу його поверхні є силове поле, який тягне електрони від кордону тіла, то потенційна енергія електрона в цьому полі буде спадати з відстанню від поверхні. Наприклад, якщо до поверхні докладено зовнішнє однорідне поле напруженістю?, То потенційна енергія в ньому на відстані x від кордону тіла дорівнює U (x)=U0 - e? X, де U0-потенційна енергія електрона при x=0, тобто на кордоні тіла. Без обмеження спільності її можна покласти нулю, тоді U (x)=- e? X. Повна енергія, з якою може тепер існувати електрон в області простору з x gt; x *, Eн? U (x)=- e? X *, тобто при наявності силових полів біля поверхні тіла, енергія електрона поза його може бути негативною і, зокрема, приймати значення Ен=Ев0? Е0. Хоча ці області, в яких можуть рухатися електрони з Ев0=Ен, розділені просторово-потенційним бар'єром, де U (x) gt; Єво, у відповідність з уявленнями квантової механіки можливий перехід електрона з тіла в зовнішній простір шляхом тунельного ефекту (рис.1 , перехід 2).
Рис. 2
Емісія при цьому не вимагає попереднього збудження його. Аналогічна ситуація має місце, якщо поблизу поверхні тіла знаходиться позитивний іон, що створює кулонівську потенційну яму (рис. 2). У цю яму електрони тіла можуть переходити шляхом тунельного ефекту. Цей клас емісії будемо називати емісією без попереднього збудження. Можлива і комбінована емісія, при якій діють обидва механізму.
. Іонна бомбардування
Іонна бомбардування поверхні твердих тіл призводить до виникнення взаємопов'язаних процесів, основні з яких - об'ємне і поверхневе розсіювання бомбардують іонів, емісія з різних конденсованих середовищ заряджених і нейтральних част...
