Ионная эмиссия

Ио́нная эми́ссия — испускание поверхностью тела ионов разных знаков под внешним воздействием^[1].

В зависимости от типа внешнего воздействия, вызывающего эмиссию ионов с поверхности тела, её подразделяют на следующие типы:

Термоионная эмиссия;
Ионно-ионная эмиссия;
Электронно-ионная эмиссия (вторичная эмиссия);
Фотодесорбция.

На рисунке схематически представлены механизмы четырёх видов ионной эмиссии. Ионы обозначены синими кружками с расположенными внутри знаками « $+/-$ », обозначающими заряд иона после акта испускания с поверхности твёрдого тела, зелёными кружками со знаком « $-$ » обозначены электроны, чёрными кружками — фотоны. В случае термоионной эмиссии красными стрелками показан нагрев эмиттера. Если в результате ионной эмиссии поверхность эмиттера покидают положительные ионы, такую эмиссию называют положительной, если отрицательные — отрицательной. Положительная поверхностная ионизация наблюдалась у щёлочных и щёлочноземельных металлов и некоторых редкоземельных элементов, и у металлов ( ${{\ce {Cu}}}$ , ${{\ce {Ag}}}$ , ${{\ce {In}}}$ , ${{\ce {Tl}}}$ , ${{\ce {Th}}}$ и других). Отрицательные ионы в результате отрицательной поверхностной ионной эмиссии получены для ряда металлов и полупроводников, например ${{\ce {Al^-}}}$ , ${{\ce {Ga^-}}}$ , ${{\ce {In^-}}}$ , ${{\ce {Tl^-}}}$ , ${{\ce {Si^-}}}$ , ${{\ce {Ge^-}}}$ , ${{\ce {Sn^-}}}$ , ${{\ce {Pb^-}}}$ , ${{\ce {As^-}}}$ , ${{\ce {Sb^-}}}$ , ${{\ce {Bi^-}}}$ , ${{\ce {S^-}}}$ , ${{\ce {Se^-}}}$ , ${{\ce {Te^-}}}$ , ${{\ce {Fe^-}}}$ , ${{\ce {Co^-}}}$ , ${{\ce {Ni^-}}}$ и другие.

Виды и механизмы ионной эмиссии

Степень ионизации выражается уравнением Саха — Ленгмюра:

\alpha ={\frac {G_{\text{ион}}}{G_{\text{атом}}}}\exp {\Biggl [}{\frac {e(\varphi -V_{i})}{kT}}{\Biggl ]},

(1)

где $G_{\text{ион}}$ и $G_{\text{атом}}$ — статистические веса ионного и атомного состояний ионизирующихся частиц.

При изучении ионно-ионной эмиссии в качестве бомбардирующих ионов используют положительные ионы щёлочных металлов ( ${{\ce {Li^+}}}$ , ${{\ce {Na^+}}}$ , ${{\ce {K^+}}}$ , ${{\ce {Rb^+}}}$ , ${{\ce {Cs^+}}}$ ) или инертных газов ( ${{\ce {He^+}}}$ , ${{\ce {Ne^+}}}$ , ${{\ce {Ar^+}}}$ , ${{\ce {Kr^+}}}$ , ${{\ce {Xe^+}}}$ ), ртути ${{\ce {Hg^+}}}$ и водорода ${{\ce {H^+}}}$ , ${{\ce {H_2^+}}}$ , ${{\ce {H_3^+}}}$ , и более тяжёлые: ${{\ce {Mg^+}}}$ , ${{\ce {Ca^+}}}$ , ${{\ce {Sr^+}}}$ , ${{\ce {Ba^+}}}$ , ${{\ce {Zn^+}}}$ , ${{\ce {Cd^+}}}$ , ${{\ce {N^+}}}$ , ${{\ce {N_2^+}}}$ .

Ионная эмиссия, вызываемая потоком фотонов, или фотодесорбция, требует источников мощного излучения; как правило, в качестве таких источников используются лазеры.

Ионная эмиссия используется для создания эффективных ионных источников, ионных приборов, диагностики поверхности тел и их приповерхностных слоёв.

↑ Большая советская энциклопедия в 50-ти томах. — 1954.

Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В. Эмиссионная электроника. — Москва : Наука, 1966.
Калашников Н. В., Стоцкий Л. Р., Добрынина Н. П., Любимов Н. Г., Смирнов В. И., Тарасов Д. А. Единицы измерения и обозначения физико-технических величин. Справочник. — Москва : Изд-во «Недра», 1966.
В. Е. Юрасова. Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2: Добротность — Магнитооптика. — С. 200—201. — 704 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-061-4.
Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. — Москва : Мир, 1989.
Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 3. Электричество. — Москва : Физматлит, 2014.

Ионная эмиссия

Правообладателем данного материала является АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».
Использование данного материала на других сайтах возможно только с согласия АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».

[:0-1] Большая советская энциклопедия в 50-ти томах. — 1954.

[1]

Ионная эмиссия

Физические основы

Примечания

Литература

Ссылки

Категории