Jon-elektron emission

Jon-elektron emission - fenomenet med emission av elektroner från ytan av en fast kropp under dess bombardemang med joner .

Fenomenets fysik

Det finns två huvudmekanismer för jon-elektronemission: potential och kinetisk.

Potentiell utdragning

I fallet med potentiell ejektion överförs energi till målelektronerna under Auger-neutraliseringen av den bombarderande jonen . Denna process observeras om jonens obesatta energinivå är lägre än Ferminivån i den bombarderade metallen. I detta fall kan en av elektronerna från ledningsbandet gå till denna nivå och därigenom neutralisera jonen. När den neutraliseras frigörs energi, överförs till en annan elektron av metallen, som redan får möjlighet att lämna metallen. Potentiell jon-elektronemission är möjlig endast om ojämlikheten är uppfylld , där är joniseringsenergin för atomer vars joner bombarderar metallen, är arbetsfunktionen för en elektron från metallen. $I_{p}>2\Phi$ $I_p$ $\Phi$

Emissionseffektivitet kännetecknas av den så kallade ejektionskoefficienten , som är lika med det genomsnittliga antalet utstötta elektroner per jon. För potentiell knockout ökar med ökande joniseringsenergi och för enkelladdade joner kan nå flera tiotals procent. För multipelladdade joner kan koefficienten överstiga enhet på grund av jonneutraliseringsprocessen i flera steg. $\gamma$ $\gamma$ $I_p$ $\gamma$

Koefficienten för potentiell jon-elektronemission beror svagt på energin hos de bombarderande jonerna upp till energier i storleksordningen 1 keV . Vid högre energier börjar emissionseffektiviteten minska och tenderar till noll i gränsen för höga energier. $\gamma$

Kinetic Knockout

Den kinetiska knockouten av elektroner är baserad på processen för stötjonisering av målatomer och bombarderande joner; därför kännetecknas den av närvaron av ett tröskelvärde för jonenergin. Tröskelvärdet beror på målmaterialet och på de joner som används. För eldfasta metaller som bombarderas av Li + eller tyngre joner överstiger tröskelenergin 1 keV. För dielektrikum är tröskelenergin för bombarderande joner i storleksordningen 0,1-0,2 keV.

När jonenergin ökar över tröskelutstötningskoefficienten ökar den först och når sedan en liten platå, varefter den börjar minska. För vätejoner H + ligger således den maximala emissionseffektiviteten i energiområdet av storleksordningen 100 keV och uppgår till ett värde av storleksordningen 1,5 för metallmål. För tyngre joner ligger den optimala energin i området för flera MeV, och kan nå flera tiotal, och beror starkt på tillståndet på den bombarderade ytan. $\gamma$ $\gamma$

Applikation

Jon-elektronemission används till exempel för Auger-spektroskopi av ytan av fasta ämnen, baserat på analys av spektra av emitterade elektroner.

Litteratur

N. N. PETROV Fysisk uppslagsverk : [i 5 volymer] / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Soviet Encyclopedia , 1990. - T. 2: Kvalitetsfaktor - Magneto-optik. - S. 201-203. - 704 sid. — 100 000 exemplar. — ISBN 5-85270-061-4 .