Emisión de electrones secundarios
La emisión de electrones secundarios es la emisión de electrones ( emisión de electrones ) por la superficie de metales, semiconductores o dieléctricos cuando son bombardeados por un haz de electrones (electrones primarios) con una energía que supera un cierto umbral. En otras palabras, esta es la emisión de electrones que formaban parte de la muestra y recibieron suficiente energía de los electrones incidentes para salir de la muestra.
El flujo de electrones secundarios consta de electrones reflejados por la superficie (electrones reflejados elástica e inelásticamente) y electrones secundarios "verdaderos": electrones extraídos de un metal, semiconductor o dieléctrico por electrones primarios.
En películas suficientemente delgadas, la longitud del camino de los electrones primarios puede exceder el espesor de esta película (emisor). En este caso, la emisión de electrones secundarios se observa tanto desde la superficie sometida a bombardeo (emisión de electrones secundarios a reflexión) como desde la superficie opuesta (emisión de electrones secundarios a perforación). El flujo de electrones secundarios consiste en electrones primarios reflejados (elásticos e inelásticos) y electrones secundarios verdaderos (intrínsecos) - electrones emisores que, como resultado de su excitación por electrones primarios, han recibido suficiente energía y cantidad de movimiento para salir al vacío.
Los electrones secundarios tienen un espectro de energía continuo desde 0 hasta la energía de los electrones primarios. Por lo general, el espectro de energía de los electrones tiene una serie de máximos y mínimos, la llamada estructura fina del espectro de energía, debido a las pérdidas de energía características por la excitación de los átomos de la materia y el efecto Auger .
El mecanismo de reflexión elástica de los electrones difiere significativamente en la región de energías bajas (0-100 eV ), medias (0,1-1 keV) y altas (1-100 keV) de los electrones primarios.
La relación entre el número de electrones secundarios y el número de primarios que causaron la emisión se denomina coeficiente de emisión de electrones secundarios:
El coeficiente depende de la naturaleza del material irradiado, el estado de su superficie, la energía de las partículas bombardeadas y su ángulo de incidencia sobre la superficie.
Los semiconductores y los dieléctricos tienen más que los metales. Esto se explica por el hecho de que en los metales, donde la concentración de electrones de conducción es alta, los electrones secundarios excitados, que a menudo chocan con otros electrones, pierden rápidamente su energía y no pueden abandonar el metal. En semiconductores y dieléctricos, debido a la baja concentración de electrones de conducción, las colisiones de electrones secundarios con ellos ocurren con mucha menos frecuencia, y la probabilidad de que los electrones secundarios abandonen el emisor aumenta varias veces.
Aplicación
La emisión de electrones secundarios se utiliza para mejorar los flujos de electrones en varios dispositivos de electrovacío : ( electrones secundarios , tubos fotomultiplicadores , placas de microcanales , etc.).
La emisión de electrones secundarios juega un papel importante en la formación, desarrollo y mantenimiento de RF y descarga de emisión secundaria (en dispositivos de vacío de microondas ).
En algunos casos, la emisión de electrones secundarios no es deseable (como el efecto dinatrón en los tubos de vacío ).
El fenómeno de la emisión de electrones secundarios también se utiliza en litografía electrónica , siendo el factor principal en la iluminación de una resistencia expuesta a electrones.
En los detectores de electrones de los microscopios electrónicos de barrido , el fenómeno de la emisión de electrones secundarios permite obtener microfotografías del relieve superficial.
Véase también
Literatura
- Trofimova T. I. Curso de física
- Bronshtein I.M., Freiman B.S. Emisión de electrones secundarios. - M. : Nauka, 1969. - 407 p.
- Shulman A. R., Fridrikhov S. A. . Métodos de emisión secundaria para el estudio de sólidos. — M .: Nauka, 1977. — 551 p.
- Bruining G. Física y aplicación de la emisión de electrones secundarios. - M. : radio soviética, 1958. - 192 p.