Emisia ion-electron

Emisia ion-electron - fenomenul de emisie de electroni de la suprafața unui corp solid în timpul bombardării sale cu ioni .

Fizica fenomenului

Există două mecanisme principale de emisie ion-electron: potențial și cinetic.

Retragere potențială

În cazul ejecției potențiale , energia este transferată către electronii țintă în timpul neutralizării Auger a ionului de bombardare . Acest proces este observat dacă nivelul de energie neocupat al ionului este mai mic decât nivelul Fermi din metalul bombardat. În acest caz, unul dintre electronii din banda de conducție poate ajunge la acest nivel, neutralizând astfel ionul. Când este neutralizată, energia este eliberată, transferată unui alt electron al metalului, care are deja posibilitatea de a părăsi metalul. Emisia potențială ion-electron este posibilă numai dacă inegalitatea este îndeplinită , unde este energia de ionizare a atomilor ai căror ioni bombardează metalul, este funcția de lucru a unui electron din metal. $I_{p}>2\Phi$ $I_p$ $\Phi$

Eficiența emisiei este caracterizată de așa-numitul coeficient de ejecție , care este egal cu numărul mediu de electroni ejectați per ion. Pentru potențialul knockout crește odată cu creșterea energiei de ionizare și pentru ionii încărcați individual poate ajunge la câteva zeci de procente. Pentru ionii cu încărcare multiplă, coeficientul poate depăși unitatea datorită procesului în mai multe etape de neutralizare a ionilor. $\gamma$ $\gamma$ $I_p$ $\gamma$

Coeficientul de emisie potențială ion-electron depinde slab de energia ionilor de bombardare până la energii de ordinul a 1 keV . La energii mai mari, eficiența emisiilor începe să scadă și tinde spre zero în limita energiilor înalte. $\gamma$

Kinetic Knockout

Knockout-ul cinetic al electronilor se bazează pe procesul de ionizare prin impact a atomilor țintă și a ionilor de bombardare; prin urmare, se caracterizează prin prezența unei valori de prag a energiei ionice. Valoarea pragului depinde de materialul țintă și de ionii utilizați. Pentru metalele refractare bombardate de Li + sau ioni mai grei, energia de prag depășește 1 keV. Pentru dielectrici, energia de prag a ionilor de bombardare este de ordinul 0,1-0,2 keV.

Pe măsură ce energia ionică crește peste pragul coeficientului de ejecție , aceasta crește mai întâi, apoi atinge un mic platou, după care începe să scadă. Astfel, pentru ionii de hidrogen H + , eficiența maximă de emisie se află în regiunea energetică de ordinul a 100 keV și se ridică la o valoare de ordinul a 1,5 pentru țintele metalice. Pentru ionii mai grei, energia optimă se află în regiunea de câțiva MeV și poate ajunge la câteva zeci și depinde puternic de starea suprafeței bombardate. $\gamma$ $\gamma$

Aplicație

Emisia ion-electron este folosită, de exemplu, pentru spectroscopia Auger a suprafeței solidelor, bazată pe analiza spectrelor electronilor emiși.

Literatură

N. N. PETROV Enciclopedie fizică : [în 5 volume] / Cap. ed. A. M. Prohorov . - M . : Enciclopedia Sovietică , 1990. - T. 2: Factorul de calitate - Magneto-optică. - S. 201-203. - 704 p. — 100.000 de exemplare. — ISBN 5-85270-061-4 .