Jon-jon emission

Jon-jon-emission eller sekundär jonemission - fenomen av emission från ytan av ett kondenserat medium av joner när det bombarderas av andra joner .

Beskrivning av fenomenet

Under bombardemang sprutas ett ämne från ytan. Joniseringen av förstoftade partiklar kan ske både under förstoftning och efter, som ett resultat av elektronutbyte . Jonerna som bildas under emission kan vara både negativt och positivt laddade och kan vara både i marken och exciterade tillstånd. Strålen kan innehålla multipelladdade joner, såväl som molekylära joner (till exempel under bombarderingen av en metall i en syreatmosfär är bildningen av metalloxidjoner och oxiden av det bombarderande elementet möjlig). Dessutom observeras bildandet av klusterjoner , det vill säga laddade kluster av ett stort antal atomer (till exempel ). ${\displaystyle W_{34}^{+))$

Emissionseffektivitet

För att karakterisera effektiviteten av jon-jonemission används värdena som är lika med förhållandet mellan flödet av sekundära joner av en given typ och flödet av primära joner. För att öka värdet används elektronegativa gaser (till exempel i närvaro av syre ökar det med flera storleksordningar). Samtidigt, för flerladdade joner och jonkluster, kan emissionseffektivitetens beroende av trycket hos den elektronegativa gasen vara mer komplex och ha maxima och minima. På liknande sätt ökar elektropositiva gaser (t.ex. cesium) effektiviteten av negativ jonemission. ${\displaystyle S^{\pm ))$ $S^{+}$ $S^{+}$

Jon-jonemission har en tröskelkaraktär med avseende på energin hos de bombarderande jonerna: det finns ingen emission vid låga energier. En energi i storleksordningen flera tiotals eV behövs vanligtvis för att initiera emission . När jonenergin ökar ökar emissionseffektiviteten.

Utsläppseffektiviteten beror också på bombarderingsvinkeln. För enkristallmål är detta beroende icke-monotont. når ett minimum för sådana vinklar, för vilka jonernas infallsriktning sammanfaller med riktningen för kristallografiska axlar med lågt index . $S^{+}$

Koefficienten ökar med ökande massa av de bombarderande jonerna, med undantag för de joner som är kemiskt aktiva med avseende på målelementen. Samtidigt minskar den nonmonotont med en ökning av massan av målatomer och ökar med en minskning av deras joniseringspotential . $S^{+}$ $S^{+}$

Temperaturberoendet för målet har en komplex icke-monoton karaktär. Särskilt signifikanta förändringar observeras under fasövergångar . $S^{+}$

Teori om fenomenet

Det finns två huvudsakliga teorier om jon-jonemission. Enligt den första av dem är fenomenet baserat på en kinematisk mekanism: en jon (eller en exciterad partikel) bildas som ett resultat av en kaskad av interatomära kollisioner, och jonisering förklaras av Auger-effekten . Enligt den andra teorin sker joniseringen av den emitterade partikeln som ett resultat av elektronutbyte med målytan.

Utbytesteorin ger följande uttryck för joniseringssannolikheten:

R^{+}=2\pi \exp \left[-\pi {\frac {I-\Phi }{2\gamma \pi cv))\cos \vartheta \right]

var är joniseringsenergin för den förstoftade partikeln, är målmaterialets arbetsfunktion , är primärpartikelns hastighet, är vinkeln mellan riktningen och normalen till ytan, är värdet som kännetecknar omfattningen av interaktionen av atomen med ytan (vanligtvis är detta värde cirka 0,1 nm), kännetecknar koefficienten minskningen av skillnader på grund av elektriska bildkrafter. För negativt laddade joner är uttrycket för joniseringssannolikheten liknande med ersättning med , där är elektronaffinitetsenergin . $jag$ $\Phi$ $v$ $\vartheta$ $v$ $\gamma$ $c>1$ $(I-\Phi )$ $(I-\Phi )$ $(\Phi -A)$ $A$

Användning

Jon-jonemission används i den så kallade sekundära jonmasspektroskopin för att studera sammansättningen och strukturen av ytan på ett fast ämne och fördelningen av grundämnen över dess djup.

Litteratur

V. E. Yurasova. Fysisk uppslagsverk : [i 5 volymer] / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Soviet Encyclopedia , 1990. - T. 2: Kvalitetsfaktor - Magneto-optik. - S. 200-201. - 704 sid. — 100 000 exemplar. — ISBN 5-85270-061-4 .