Фотоэлектронная и вторичная эмиссии

Механизм возбуждения. Чтобы атом испустил квант рентгеновского излучения hv, ему необходимо сообщить энергию. Это можно осуществить облучением пробы потоком электронов эмиссионная спектроскопия) или рентгеновским излучением достаточной энергии рентгенофлуоресцентная спектроскопия). Практически ввиду более легкого осуществления используют только второй способ возбуждения. Его преимущество заключается еще в том, что возникающий спектр флуоресценции имеет только характеристические спектральные линии, в то время как на эмиссионный спектр накладывается спектр непрерывного излучения. В рентгенофлуоресцентной спектроскопии пробу облучают полихроматическим излучением рентгеновской трубки и наблюдают возникающее вторичное излучение. Для перемещения электрона с занимаемого им основного уровня необходимо, чтобы энергия поглощаемого рентгеновского кванта hv была по меньшей мере равна работе ионизации. Если поглощаемая энергия больше, то избыточная энергия высвобождается в виде кинетической энергии фотоэлектрона. По истечении 10 с ионизированный атом ступенчато переходит в основное состояние. Рассматривая уменьшение энергии электрона при его переходе с верхнего уровня на нижний, можно заметить, что рентгеновский квант излучается не при каждом электронном переходе. Эффективной в этом отношении оказывается только часть переходов (/ij). Остальное число переходов п — () вызывает эмиссию электронов из внешних электронных оболочек атома, поскольку они воспринимают всю энергию, освобождающуюся при осуществлении внутренних электронных переходов, и вследствие этого отрываются от атома оже-эффект). Под выходом флуоресценции W понимают отношение /if/n. Величина W для различных оболочек не одинакова и возрастает с увеличением атомного номера элемента. Зависимость выхода флуоресценции для /С-оболочки от атомного номера элемента можно представить следующей полу эмпирической формулой [c.201]

Устройство фотоумножителей и их характеристики. Фотоумножитель состоит из светочувствительного катода и ряда вторичных эмиттеров (динодов), расположенных так, чтобы наибольшее число фотоэлектронов, испущенных эмиттером, достигло следующего эмиттера. Эмиттеры изготавливаются из материала с большим коэффициентом вторичной эмиссии, а их форма и расположение задаются выбранным способом фокусировки и ускорения электронов. И то и другое обычно осуществляется с помощью электростатического поля. Оно создается в результате приложения к каждому эмиттеру последовательно возрастающего положительного потенциала. Иногда для фокусировки электронов применяется комбинация электрического и магнитного полей. В последние годы этот метод фокусировки как более громоздкий используется редко. На рис. 12.24 приведена схема, поясняющая устройство и действие фотоумножителя. [c.319]

Эмиссионный электронный микроскоп. В эмиссионном микроскопе изображение объекта создается электронами, испускаемыми поверхностью самого объекта. Эмиссия электронов с поверхности образца инициируется нагреванием последнего (термоэлектронная эмиссия), бомбардировкой поверхности электронами или ионами (вторичная электронная эмиссия) и облучением фотонами (фотоэлектронная эмиссия). Испускаемые поверхностью электроны собирательной линзой (иммерсионным объективом) ускоряются и направляются на экран. Вследствие того что разные участки поверхности объекта имеют различную эмиссионную способность, на экране возникают участки неодинаковой яркости, что и является изображением реальной поверхности. На яркость изображения влияет также и рельеф поверхности. [c.155]

Принцип работы фотоэлектронного умножителя основан на явлении вторичной эмиссии электронов. На рис. 129 приведена схема ФЭУ. Он представляет собой стеклянный баллон, в котором создан глубокий вакуум. В баллоне расположены фотокатод 2, диноды 3 и анод (коллектор) 4. Фотокатод примыкает непосредственно к фосфору 1. На ди-нодах создается последовательно возрастающий по отношению к катоду положительный потенциал. [c.338]

На диноды и анод подано положительное напряжение, причем тем больше, тем дальше динод от катода (до нескольких тысяч вольт). Двигаясь от катода к диноду, электроны ускоряются и, встречаясь с ним, выбивают из него несколько вторичных электронов, которые снова ускоряются, выбивают также несколько электронов из следующего динода и т. д. Общий поток электронов попадает на анод. За счет многократной вторичной эмиссии от ускоренных электронов и динодов ток анода значительно больше (до 10 раз) первичного фототока, но пропорционален его величине. Фотоэлектронные умножители имеют очень малую инерционность (частота до 100 МГц). [c.183]

Электронная эмиссия — испускание электронов телами под влиянием внешних воздействий нагревания, потока фотонов, электронов, ионов или сильного электрического поля. В зависимости от характера внешнего воздействия различают соответственно термоэлектронную, фотоэлектронную, вторичную электронную, ионно-электронную и автоэлектронную эмиссии. Во всех видах эмиссии, кроме автоэлектронной, роль внешних воздействий сводится к увеличению энергии части электронов или отдельных электронов тела до значения, позволяющего преодолеть потенциальный порог на границе тела, с последующим выходом в вакуум или в другую среду. В случае автоэлектронной эмиссии внешнее электрическое поле превращает потенциальный порог на границе тела в барьер конечной ширины и уменьшает его высоту относительно высоты первоначального порога, вследствие чего становится возможным квантовомеханическое туннелирование электронов сквозь барьер. При этом эмиссия происходит без затраты энергии электрическим полем, чем и обусловлено название этого вида эмиссии. [c.444]

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ И ВТОРИЧНАЯ ЭМИССИИ [c.55]

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ и ВТОРИЧНАЯ эмиссии [гл. 111 [c.58]

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ II ВТОРИЧНАЯ ЭМИССИИ [гЛ. III [c.60]

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ II ВТОРИЧНАЯ ЭМИССИИ [гл. Ill [c.62]

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ и ВТОРИЧНАЯ эмиссии [гл.III [c.64]

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ П ВТОРИЧНАЯ эмиссии [гл. Ilf [c.78]

Проблема распределения напряжения на делителе в ФЭУ является в самом деле довольно сложной, поскольку необходимо учитывать достаточно противоположные требования, имеющие различный вес в зависимости от области применения метода [38—40]. Так, например, равномерное деление напряжения дает максимальное значение М большее напряжение на первых динодах приводит к низким статистическим флуктуациям М и времени пролета большее напряжение на последних дииодах дает лучшую линейность и т. д. В канальных электронных умножителях (КЭУ) и микроканальных пластинах (МКП) делители напряжения представляют собой слой внутреннего сопротивления, который и дает вторичную эмиссию. Усиление можно преднамеренно довести до насыщения [40, 43], чтобы уменьшить его флуктуации. В канальных электронных умножителях это можно использовать при работе в режиме счета фотонов, в котором информация об амплитуде оказывается ненужной. С другой стороны, в микроканальных пластинах амплитудная информация может сохраняться до тех пор, пока вероятность наличия более чем одного фотоэлектрона на канал за время пролета будет незначительной. Очевидно, это ограничивает максимальное среднее значение мгновенной скорости фотонов, которое может быть обработано линейно. [c.523]

Фотоэлектронные умножители представляют собой прибор, состоящий из фотоэлемента, между катодом и анодом которого расположены вторичные эмиттеры, обеспечивающие внутреннее усиление фототока (рис. 47). Действие эмиттеров основано на том, что каждый электрон, падающий на эмиттер, вырывает из него несколько вторичных электронов (вторичная эмиссия). Специальная форма пластинок фотокатода и эмиттеров обеспечивает фокусировку пучков электронов в зависимости от коэф.фициента вторичной эмиссии и числа эмиттеров в ФЭУ достигается значительное усиление фототока до 10 и более раз. При работе с ФЭУ на фотокатод и каждый эмиттер подается напряжение, составляющее для каждого каскада 50—150 в. Стабильность во времени характеристик фотоэлементов и ФЭУ является непременным условием применения их для фотоэлектрических методов анализа. Простой вакуумный фотоэлемент, имеющий катод и анод в хорошо обезгаженном баллоне, обладает высокой стабильностью. ФЭУ менее устойчивы в них сильнее проявляется вредное действие [c.97]

Вторичная электронная эмиссия. Для внутреннего усиления фототека в основном применяются фотоэлектронные умножители. Усиление в них происходит за счет вторичной электронной эмиссии. Ускоренный полем электрон, попадая па поверхность, заставляет ее эмиттировать электроны. Причем для ряда поверхностей количество выбиваемых фотоэлектронов больше количества падающих. Отношение числа выбитых электронов к числу падающих носит название коэффициента вторичной эмиссии а. Величина а зависит от энергии падающих электронов. Эта зависимость иллюстрируется кривыми рис. 12.23. Обычно а больше для сложных поверхностей и сплавов, [c.314]

Термостолбики очень чувствительны к малым флуктуациям окружающей температуры и к сквознякам. Поэтому в фотохимических экспериментах проще использовать фотоэлементы. Схема фотоэлемента показана на рис. 7.2, б. Он состоит из фотокатода и коллектора, заключенных в откачанную колбу. При освещении катода, изготовленного из подходящего материала, из него вылетают электроны. Если коллектор имеет положительный заряд относительно катода (т. е. является анодом), то во внешней электрической цепи потечет ток. Условия работы можно выбрать таким образом, чтобы этот ток был пропорционален интенсивности света, попадающего на фотокатод. Однако квантовый выход эмиссии фотоэлектронов из катода зависит от длины волны света и может быть неизвестен. Поэтому необходимо калибровать фотоэлемент по термостолбику или по вторичному стандарту. Основными преимуществами фотоэлемента являются, во-первых, большая, чем у термостолбика, чувствительность и, во-вторых, слабая чувствительность фотокатода к длинноволновому излучению, исключающая неприятные малые температурные флуктуации. Для измерений интенсивности света в УФ-области можно выбрать такой материал фотокатода (например, чистый натрий), что фотоэлемент не будет детектировать видимый свет и отпадет необходимость его тщательного экранирования от освещения лаборатории. [c.188]

Вспышка света люминесценции (сцинтилляция) выбивает из фотокатода фотоэлектроны. Слой сурьмянистого цезия имеет очень малую работу выхода электронов и поэтому при попадании света люминесценции на фотокатод ФЭУ выбивается заметное количество электронов. Эти электроны под действием электрического поля ускоряются и попадают на первый динод. На поверхности динодов нанесено вещество, имеющее тоже малую работу выхода электронов. Поэтому из первого динода выбиваются вторичные электроны. Этот процесс называется вторичной электронной эмиссией. Следовательно, из первого динода вылетает уже больше электронов, чем вылетело из фотокатода. Эти электроны тоже ускоряются электрическим полем и попадают на второй динод, из которого выбиваются еще дополнительные электроны и т. д. В результате этого процесса будет происходить умножение электронов от динода к диноду, и анод достигнет уже большое количество электронов. Итак, небольшое количество электронов, выбитое вспышкой люминесценции [c.55]

Вторичная электронная эмиссия. Для внутреннего усиления фототека в основном применяются фотоэлектронные умножители. Усиление в них происходит за счет вторичной электронной эмиссии. Ускоренный нолем электрон, попадая на поверхность, заставляет ее эмиттировать электроны. Причем для ряда поверхностей количество выбиваемых фотоэлектронов больше количества падающих. Отношение числа выбитых электронов к числу [c.319]

В последние годы были достигнуты успехи в увеличении выхода вторичных электронов путем использования сложных поверхностей [119], однако неправильно было бы предполагать, что существует простая связь между вторичной и фотоэлектронной эмиссией. Поверхности с высоким максимальным выходом эмиттируют при комнатной температуре более 10—20 [c.96]

В принципе ФЭУ является вакуумным фотоэлементом, в котором в результате вторичной электронной эмиссии число выбитых из фотокатода фотоэлектронов увеличивается в 10 —10 раз. Фотоэлектроны ускоряются за счет приложенного напряжения и попадают на изготовленный из подходящего материала антикатод. При этом на каждый падающий электрон образуется несколько вторичных электронов, которые в свою очередь ускоряются в электрическом поле и выбивают из следующего антикатода новые вторичные электроны. Этот процесс повторяется в фотоэлектронном умножителе несколько раз (8—10 раз), т. е. до тех пор, пока неизмеримо малый ток, вызванный в фотокатоде сцинтилляцией, не превратится на выходе ФЭУ в измеримый импульс тока. [c.108]

Сцинтилляционный метод является одним из старейших методов обнаружения ионизирующего излучения. При помощи фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) можно регистрировать вспышки света, вызываемые ионизирующим излучением в неорганических или органических люминофорах (сцинтилляторах). На рис. 6.3, б приведена принципиальная схема сцинтил-ляционного счетчика. Частицы или кванты, попадающие из источника излучения / на сцинтиллятор 2, вызывают световые вспышки, которые на фо-токатоде. 3 превращаются в электронные импульсы. На пути электронов, вызванных вторичной эмиссией, помещают систему параллельных электро- [c.308]

Здесь имеются в виду методы, которые основываются на явлениях фотоэффекта, получаемого при использовании монохроматического электромагнитного излучения, и вторичной электронной эмиссии. Собственно фотоэлектронной спектроскопией (ФЭС) называют метод, в котором вещество облучают в вакуумной УФ области электромагнитного спектра. Приоритет открытия явления эмиссии фотоэлектронов в газах под действием УФ облучения, положившего начало развитию метода ФЭС, принадлежит Ф. И. Вилесову (СССР). В рентгеноэлектронной спектроскопии (РЭС, или ЭСХА, что означает электронная спектроскопия для химического анализа) используют монохроматическое рентгеновское излучение. Создателем этого метода применительно к изучению поверхности твердых тел является шведский ученый К. Зигбан. Для возбуждения эмисии электропов может использоваться также электронный пучок, тогда говорят о методе индуцированной электронной эмиссии спектроскопии . [c.134]

Фотоны сцинтилляционной вспышки попадают на сурьмяноцезиевый фотокатод фотоэлектронного умножителя, прижатый к задней торцовой стенке кристалла-сцинтиллятора. В результате фотоэффекта на катоде возникает первичный электрический импульс. Далее, выброшенные из катода электроны ускоряются электрическим полем и попадаю на первый динод (эммитер) фотоумножителя (рис. 104). Каждый электрон, попавший на динод, вызывает вторичную эмиссию — вырывает из него несколько (обычно 4—6-) новых электронов. Все вырванные электроны снова ускоряются электрическим полем и попадают на второй динод, что приводит к новому усилению импульса. Общее ко- [c.170]

В настоящее время вторичную эмиссию используют для объединения в одном приборе фотоэлемента с усилителем. Схематическое изображение такого прибора представлено на рис. 26. Поток фотоэлектронов с катода К попадает на 1-й дмиттор I. Усиленный в 3 раз ток вторичных электронов попадает на 2-й эмиттор II, затем на III и т. д. С последнего, /г-го, эмиттора получается ток, усиленный в 8 раз этот ток улавливается анодом. [c.84]

Приемник, преобразующий лучистую энергию в фотоэлектронную эмиссию с последующим многократным ее усилением, называется фотоэлектронным умножителем. На рис. 3. 16 показана принципиальная схема фотоэлектронного умножителя, сокращенно называемого ФЭУ. Умножитель состоит из катода К, анода А и нескольких электродов 5], 82,, 8 - На эти электроды подается последовательно нарастающее напряжение. Лучистый поток, падающий на фотокатод К, освобождает первичные электроны, которые под действием ускоряющего поля попадают на первый электрод 5] и выбивают из него вторичные электроны. Каждый первичный электрон способен возбудить и выбить несколько вторичных электронов. Так возникает вторичная электронная эмиссия. Отнощение числа вторичных электронов N2 к числу первичных N1 называется коэффициентом вторичной эмиссии [c.125]

В настоящее время вторичную эмиссию используют для соединения в одном приборе фотоэлемента с усилителем. Схематическое изображение такого прибора представлено на рисунке 83. Поток фотоэлектронов с катода К попадает на 1-й эмиттор /. Усиленный в о раз ток вторичных электронов попадает на 2-й эмиттор //, затем на III и т. д. с п-го эмиттора получается ток, усиленный в S" раз, и улавливается анодом А [494, 495, 538, 539, 544—553, 600—602, 618]. Подобного рода трубки раз работаны П. В. Тимофеевым, инж. Кубецким [517] и С. А. Векшинским. О дробовом эффекте при вторичной эмиссии смо трите [511]. [c.181]

У М. наблюдается термоэлектронная эмиссия (способность испускать электроны при высокой т-ре). Эмиссия электронов возникает также под действием электромагн. излучения в видимой и УФ областях спектра (фотоэлектронная эмиссия), внеш. электрич. поля высокой напряженности (туннельная, или автоэлектронная, эмиссия), при бомбардировке пов-сти М. электронами (вторичная электронная эмиссия) или ионами (ионно-электронная эмиссия), при взаимод. пов-сти М. с хшазмой (взрывная электронная эмиссия). Перепад т-ры вызывает в М. появление электрич. тока (термоэдс). [c.53]

Можно полагать, что медленный ион инертного газа, приближающийся к поверхности металла на расстояние в несколько атомных радиусов, вырывает электрон из металла и захватывает его на один из своих верхних уровней. Образовавшийся атом остается некоторое время в метастабильном состоянии и, подойдя еще ближе к поверхности, передает свою энергию возбуждения металлу, в результате чего происходит эмиссия фотоэлектрона. Однако против этой точки зрения имеется возражение, заключающееся в том, что скорости вторичных электронов должны были бы соответствовать уравнению Эйнштейна (3.49), тогда как наблюдавишеся скорости оказываются в действительности меньше. [c.99]

Первую количественную теорию термоэлектронной эмиссии дал Ричардсон. Введение в катодную лампу третьего электрода— сотки привело к появлению усилительной лампы. С этого времени дальнейшее развитие радиотехники стало усиленно стимулировать научное исследование в области электроники, и эта молодая (/грасль физики начала бурно развиваться, охватывая всё большее и большее число новых явлений. Появились генераторные лампы, электроннолучевые трубки, приборы телевидения, приборы для 1еперации ультракоротких волн и многое другое. В пустотных приборах стали использовать кроме термоэлектронной эмиссии также фотоэлектронную эмиссию и так называемую вторичную [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология