Sekundär elektronemission

Sekundär elektronemission  är emissionen av elektroner ( elektronemission ) från ytan av metaller, halvledare eller dielektrika när de bombarderas av en elektronstråle (primära elektroner) med en energi som överstiger en viss tröskel. Med andra ord är detta emissionen av elektroner som ingick i provet och fick tillräckligt med energi från de infallande elektronerna för att lämna provet.

Det sekundära elektronflödet består av elektroner som reflekteras av ytan (elastiskt och oelastiskt reflekterade elektroner), och "sanna" sekundära elektroner - elektroner som slås ut ur en metall, halvledare eller dielektrikum av primära elektroner.

I tillräckligt tunna filmer kan banlängden för primära elektroner överstiga tjockleken på denna film (emitter). I detta fall observeras sekundär elektronemission både från ytan som utsätts för bombardement (sekundär elektronemission till reflektion) och från den motsatta ytan (sekundär elektronemission till piercing). Flödet av sekundära elektroner består av reflekterade (elastiska och oelastiska) primära elektroner och sanna (inneboende) sekundära elektroner - emitterelektroner, som, som ett resultat av deras excitation av primära elektroner, har fått tillräckligt med energi och momentum för att komma ut i vakuum.

Sekundära elektroner har ett kontinuerligt energispektrum från 0 till energin hos primära elektroner. Vanligtvis har elektronernas energispektrum ett antal maxima och minima, den så kallade fina strukturen av energispektrumet, på grund av de karakteristiska energiförlusterna för excitation av materiens atomer och Auger-effekten .

Mekanismen för elastisk reflektion av elektroner skiljer sig avsevärt i området låga (0-100 eV ), medelhöga (0,1-1 keV) och höga (1-100 keV) energier av primära elektroner.

Förhållandet mellan antalet sekundära elektroner och antalet primära som orsakade emissionen kallas koefficienten för sekundär elektronemission:

Koefficienten beror på det bestrålade materialets beskaffenhet, ytans tillstånd, de bombarderande partiklarnas energi och deras infallsvinkel på ytan.

Halvledare och dielektrika har mer än metaller. Detta förklaras av det faktum att i metaller, där koncentrationen av ledningselektroner är hög, förlorar exciterade sekundära elektroner, som ofta kolliderar med andra elektroner, snabbt sin energi och kan inte lämna metallen. I halvledare och dielektrika, på grund av den låga koncentrationen av ledningselektroner, inträffar kollisioner av sekundära elektroner med dem mycket mindre ofta, och sannolikheten för att sekundära elektroner lämnar emittern ökar flera gånger.

Applikation

Sekundär elektronemission används för att förbättra elektronflöden i olika elektrovakuumanordningar : ( sekundära elektroner , fotomultiplikatorrör , mikrokanalplattor , etc.).

Sekundär elektronemission spelar en viktig roll i bildandet, utvecklingen och underhållet av RF och sekundär emissionsurladdning (i mikrovågsvakuumapparater ) .

I vissa fall är sekundär elektronemission oönskad (som dynatroneffekten i vakuumrör ).

Fenomenet med sekundär elektronemission används också i elektronlitografi , som är huvudfaktorn i belysningen av en elektronexponerad resist.

I elektrondetektorerna i svepelektronmikroskop gör fenomenet sekundär elektronemission det möjligt att erhålla mikrofotografier av ytreliefen.

Se även

Litteratur